一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统及其工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，主要涉及高压电网塔架结构监测的技术领域，其包括了信号采集及调理电路、信号处理电路、通讯电路、电源电路和上位机模块；其信号采集及调理电路与信号处理电路相连，信号处理电路的主体为嵌入式系统；其通讯电路前后分别与信号处理电路、上位机模块相连，电源电路依次与信号采集及调理电路、信号处理电路、通讯电路以及上位机模块相连。本发明监测系统代替了人工巡线，既节约了监测费用，又大幅度缩短了塔架故障点的发现时间，为保障高压输电提供了新的高效支持。本发明还公开了一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法。
【专利说明】
一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统及其工作方法
技术领域
[0001]
本发明涉及高压电网塔架结构监测的技术领域，具体是一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，以及该监测系统的工作方法。
【背景技术】
[0002]高压电网系统是现代社会运行必不可少的支撑型公共设施。高压电网塔架及线缆的结构突变，通常会导致电网供电的中断，进一步则会引起巨大的社会和经济损失。国家电网目前采用的是人工巡线的方式以保障电网的正常运行，每年在电网巡线上的投入达2亿元之多，动用的人力和物力巨大，而且人工巡线周期长，监测覆盖的范围小，故障发现与定位不及时，因此电网因塔架系统而断电的次数非常多，维修及停电时间长，另外巡线工作的危险系数也很大。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，该监测系统代替了人工巡线，既节约了监测费用，又大幅度缩短了塔架故障点的发现时间，为保障高压输电提供了新的高效支持。本发明另一个要解决的技术问题还要提供一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法。
[0004]技术方案:为了实现以上目的，本发明所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，包括了信号采集及调理电路、信号处理电路、通讯电路、电源电路和上位机模块；所述信号采集及调理电路与信号处理电路相连，所述信号处理电路的主体为嵌入式系统；所述通讯电路前后分别与信号处理电路、上位机模块相连，所述电源电路依次与信号采集及调理电路、信号处理电路、通讯电路以及上位机模块相连。本发明通过信号采集及处理电路可以实时获得塔架结构变化引起的振动信号变化，并通过通讯电路可以及时把塔架状态报告给监控中心，从而对范围内的电网塔架实施全履盖监测，因此大大减少了电网的断电率，即使出现断电情况，也能在断电的同时，准确获知故障点位置，并及时开展维修工作，缩短停电的时间，保证电网的质量;另外其代替了人工巡线，极大减少了监测费用，同时降低了工作的危险系数。
[0005]本发明中所述信号采集及调理电路包括了振动传感器、滤波电路以及放大电路。本发明信号采集及调理电路很好地对塔架振动信号进行了采集和预处理。
[0006]作为优选方案，本发明中所述振动传感器的数量为1-3个。本发明中的振动传感器以1-3维正交模式提取信号。
[0007]本发明中所述上位机模块设有自动报警装置。本发明中的自动报警装置在塔架及线缆出现异常时自动发出警报。
[0008]本发明中所述自动报警装置为声光警报器，提示效果非常显著。
[0009]本发明还提供一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法，具体的工作步骤如下:
(1)、首先信号采集及调理电路对塔架振动信号进行多维采集和预处理，之后将其送给信号处理电路；
(2)、信号处理电路通过FFT处理及频谱特征比较等特定算法，对信号采集及调理电路送来的信号进行实时分析，并与塔架特征频谱进行比对，之后将得到的塔架结构的状态数据送往通讯电路；
(3)、通讯电路采用单向链式数据传递，把各塔架结构的状态数据向前单向传送给上位机丰吴块；
(4)、最后上位机模块对所接受的数据包进行分析，并将其保存在后台数据库中，对各塔架状态数据进行分析、统计处理，产生报警及故障点信息的报告;其中电源电路负责对系统各模块的供电。
[0010]本发明工作方法实现了对电网塔架全履盖的监测，并可以实时发现范围内塔架结构的异常和故障，极大缩短维修响应的时间，降低电网因塔架系统而断电的次数，缩短停电时间，提升电网的供电质量。
[0011]本发明工作方法中所述通讯电路通过无线或者有线的通讯模式来接收后级塔架发来的信息包，将其并入本塔架的当前数据包后，并向前一级塔架报告，最终传送至上位机模块，从而供值班人员查询。
[0012]本发明工作方法中所述信号采集及调理电路采用1-3个振动传感器，以1-3维正交模式提取信号，并对其进行滤波与放大，模数转换后供信号处理电路使用。
[0013]有益效果:与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、本发明中所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其实现了对范围内电网塔架的全履盖监测，大大减少了电网的断电率，即使出现断电情况，也能在断电的同时，准确获知故障点位置，并及时开展维修工作。
[0014]2、本发明中所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其实现了24小时无人值守，极大减少了监测费用，同时降低了工作的危险系数。
[0015]3、本发明中所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法，其可以实时发现范围内塔架结构的异常和故障，极大缩短了维修响应的时间，降低了电网因塔架系统异常而断电的次数，缩短了停电时间，提升了电网的供电质量。
【附图说明】
[0016]图1为本发明中监测系统的整体结构示意图。
[0017]图中:I信号采集及调理电路、2信号处理电路、3通讯电路、4电源电路、5上位机模块。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
[0019]实施例1
如图1所示，本实施例的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，包括了信号采集及调理电路1、信号处理电路2、通讯电路3、电源电路4和上位机模块5。
[0020]各部件的连接方式如下:其信号采集及调理电路I与信号处理电路2相连，信号处理电路2的主体为嵌入式系统;其通讯电路3前后分别与信号处理电路3、上位机模块5相连，电源电路4依次与信号采集及调理电路1、信号处理电路2、通讯电路3以及上位机模块5相连。其中信号采集及调理电路I包括了三个振动传感器、滤波电路以及放大电路，上位机模块5设有声光警报器。
[0021]如图1所示，本实施例的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法，具体的工作步骤如下:
(1)、首先信号采集及调理电路I对塔架振动信号进行多维采集和预处理，之后将其送给信号处理电路2;
(2)、信号处理电路2通过FFT处理及频谱特征比较等特定算法，对信号采集及调理电路I送来的信号进行实时分析，并与塔架特征频谱进行比对，之后将得到的塔架结构的状态数据送往通讯电路3;
(3)、通讯电路3采用单向链式数据传递，把各塔架结构的状态数据向前单向传送给上位机模块5 ；
(4)、最后上位机模块5对所接受的数据包进行分析，并将其保存在后台数据库中，对各塔架状态数据进行分析、统计处理，产生报警及故障点信息的报告。
[0022]其中电源电路4负责对系统各模块的供电，通讯电路3通过无线通讯模式来接收后级塔架发来的信息包，将其并入本塔架的当前数据包后，并向前一级塔架报告，最终传送至上位机模块5;信号采集及调理电路I采用三个振动传感器，以三维正交模式提取信号，并对其进行滤波与放大，模数转换后供信号处理电路2使用。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其特征在于:包括:信号采集及调理电路(I)、信号处理电路(2)、通讯电路(3)、电源电路(4)和上位机模块(5);所述信号采集及调理电路(I)与信号处理电路(2)相连，所述信号处理电路(2)的主体为嵌入式系统;所述通讯电路(3)前后分别与信号处理电路(3)、上位机模块(5)相连，所述电源电路(4)依次与信号采集及调理电路(I)、信号处理电路(2)、通讯电路(3)以及上位机模块(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其特征在于:所述信号采集及调理电路(I)包括了振动传感器、滤波电路以及放大电路。3.根据权利要求2所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其特征在于:所述振动传感器的数量为1-3个。4.根据权利要求1所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其特征在于:所述上位机模块(5)设有自动报警装置。5.根据权利要求4所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统，其特征在于:所述自动报警装置为声光警报器。6.—种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法，其特征在于:具体的工作步骤如下: (1)、首先信号采集及调理电路(I)对塔架振动信号进行多维采集和预处理，之后将其送给信号处理电路(2); (2)、信号处理电路(2)通过FFT处理及频谱特征比较等特定算法，对信号采集及调理电路(I)送来的信号进行实时分析，并与塔架特征频谱进行比对，之后将得到的塔架结构的状态数据送往通讯电路(3); (3)、通讯电路(3)采用单向链式数据传递，把各塔架结构的状态数据向前单向传送给上位机模块(5); (4)、最后上位机模块(5)对所接受的数据包进行分析，并将其保存在后台数据库中，对各塔架状态数据进行分析、统计处理，产生报警及故障点信息的报告;其中电源电路(4)负责对系统各模块的供电。7.根据权利要求6所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法，其特征在于:所述通讯电路(3)通过无线或者有线的通讯模式来接收后级塔架发来的信息包，将其并入本塔架的当前数据包后，并向前一级塔架报告，最终传送至上位机模块(5)。8.根据权利要求6所述的一种用于高压电网塔架结构的自动监测系统的工作方法，其特征在于:所述信号采集及调理电路(I)采用1-3个振动传感器，以1-3维正交模式提取信号，并对其进行滤波与放大，模数转换后供信号处理电路(2)使用。
【文档编号】H02J13/00GK105871067SQ201610306534
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】陈邦琼
【申请人】苏州健雄职业技术学院