专利名称：变电站监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力领域，具体而言，涉及一种变电站监测系统。
背景技术：
在变电站现场，常常会由于地质变化出现地面下陷、地表裂缝、地基倾斜、地基下陷、地基整体位移等地基变化。而地基变化将导致许多设备出现不同程度的安全隐患如引线绷紧可能引起断裂；墙体与地表的不均匀沉降引起六氟化硫出线套管接口处受力扭曲致使其漏气等安全问题。这些安全隐患具有缓慢、隐蔽等特点，时刻威胁着电力系统的安全。目前，主要采用以下两种方式监测变电站现场的地基变化I、采用基础螺丝观察法间接判断地基下沉情况；2、在基础台处安放米尺观察地基下沉情况。以上方法需要安排大量人力物力进行巡检观察，而且无法实时监测，从而无法及时预警地基变化，很多时候当人工发现地基变化时，电力设备已经出现故障，造成电力设备被迫停电。针对相关技术中无法及时发现变电站现场地基变化的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种变电站监测系统，以解决无法及时发现变电站现场地基变化的问题。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种变电站监测系统。根据本实用新型的变电站监测系统包括传感器单元，设置于变电站现场，用于检测变电站现场的地基信息；数据采集单元，与传感器单元相连接，用于采集传感器单元检测到的地基信息；监控单元，与数据采集单元相连接，用于根据地基信息判断变电站现场是否出现地基变化。进一步地，传感器单元包括第一传感器单元，其中，第一传感器单元包括第一传感器容器，设置于变电站现场的基准点，盛有液体；第二传感器容器，设置于变电站现场的第一被测点，盛有液体，且经由通液管与第一传感器容器连通；第一振弦式传感器，用于检测第一传感器容器中液体的液位；以及第二振弦式传感器，用于检测第二传感器容器中液体的液位，监控单元用于根据第一振弦式传感器和第二振弦式传感器检测到的液位判断第一被测点相对基准点是否出现地基沉降。进一步地，传感器单元包括第二传感器单元，第二传感器单元设置于变电站现场的第二被测点，用于检测第二被测点的深部信息；监控单元用于根据第二传感器单元检测到的深部信息判断第二被测点是否出现地基深部整体位移。进一步地，数据采集单元设置有RS-232通信接口，RS-485通信接口和/或IOM/100M以太网接口。[0014]进一步地，数据采集单元采用铅酸电池供电。进一步地，该变电站监测系统还包括报警单元，与监控单元相连接，用于在变电站现场出现地基变化时，产生报警信号。通过本实用新型，采用包括以下部分的变电站监测系统用于检测变电站现场的地基信息的传感器单元；用于采集传感器单元检测到的地基信息的数据采集单元；以及用于根据地基信息判断变电站现场是否出现地基变化的监控单元，能够实时监测变电站现场的地基信息，解决了无法及时发现变电站现场地基变化的问题，进而达到了能够尽早地发现由地质变化引起的安全隐患、能够提前采取补救措施以达到减灾目的的效果。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I是根据本实用新型第一实施例的变电站监测系统的示意图；图2是根据本实用新型第二实施例的变电站监测系统的示意图；图3是根据本实用新型实施例的变电站的示意图；以及图4是根据本实用新型实施例的变电站监测方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。图I是根据本实用新型第一实施例的变电站监测系统的示意图，如图I所示，该变电站监测系统包括传感器单元A22、传感器单元B24、传感器单元C26、数据采集单元40以及监控单元60。其中，传感器单元A22-C26分别设置于变电站现场不同位置的被测点，用于检测变电站现场各被测点的地基信息，该处传感器单元可以为能够测量地质变化的各种传感器，该处的地基信息包括能够反应地基变化的各种信息。数据采集单元40经由4芯屏蔽电线与传感器单元A22-C26分别相连接，以预设时间为间隔，实时采集各传感器单元检测到的地基信息，并将采集到的信息压缩、存储。监控单元60设置于控制中心，与数据采集单元40通信，数据采集单元40将采集到地基信息压缩包发送至监控单元60，监控单元60将压缩包解压后根据预存的判断条件和接收到的地基信息判断变电站现场是否出现地基变化。采用该实施例提供的变电站监测系统，采用自动化测量技术，无需人为操作即可实现地基变化的实时监测，该监测系统的应用实施，填补了电力系统在地基变化隐患、地质灾害监测方面的空白，为电力系统在地基变化预报及早期警报方面提供了技术先进的、实用性强的监测手段。通过该实施例的监测系统应用，能够及时发现由地质变化引起的安全隐患，提前采取补救措施，从而达到减灾的目的，有明显的社会效益和经济效益，具有广阔的推广应用前景。图2是根据本实用新型第二实施例的变电站监测系统的示意图，如图2所示，该监测系统包括第一传感器单元、第二传感器单元、数据采集仪、串口服务器以及机柜。第一传感器单元为精密液位测量系统，该系统设计用于测量多个被测点的相对沉降。在使用中，一系列的传感器容器中盛有液体，且均采用通液管连通，每一容器的液位由一精密振弦式传感器测得，该振弦式传感器挂有一个浮筒，当传感器容器液位发生变化时，感应浮筒所受到的浮力从而测得液位。在第一传感器单元中，各被测点的垂直位移均是相对于其中一点(即基准点)的变化，该基准点的垂直位移应是相对稳定不变的或者是可用其它人工观测手段来进行确定的，从而能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。采用该第一传感器单元，能够实现相对下陷测量范围为O 100mm,精度达到O. 1_。 第二传感器单元为深部位移检测终端，设置于变电站现场的被测点，以检测该被测点整个地质基础的深部信息，从而能够判断该被测点是否出现地基深部的整体位移。采用该第二传感器单元，能够实现深部位移测量范围为O 25mm，精度达到O. 025mm。采用最大通道容量为16的数据采集仪，实时采集第一传感器单元和第二传感器单元检测到的地基信息，其中，数据采集仪具有以下三种通信方式RS-232通信，其波特率为9600bps，用于通讯距离小于30m的通信，例如，当传感器单元与数据采集仪的距离小于30m时，采用该通信方式；RS-485通信，其波特率为9600bps，采用屏蔽双绞线时通讯距离可达1200m，例如，当传感器单元与数据采集仪的距离大于30m时，采用屏蔽双绞线RS-485通信；10M/100M以太网通信，与串口服务器连接，与当地局域网接口。数据采集仪每天采集一次各传感器单元检测的地基信息，每通道可测量不少于20个月的数据，其数据存储容量达1Mb。采用市电或备用电池的供电方式，其中，备用电池可采用6V/12AH免维护铅酸电池。为节省电源，数据采集仪采用间歇工作的方式，具有休眠工作模式、待机工作模式以及采集工作模式，其中，数据采集仪处于休眠工作模式时耗电10mA，处于待机工作模式时耗电30mA,处于米集工作模式时耗电250mA。机柜中设置监控单元，该监控单元可采用如下的技术指标的软件平台操作系统为Win Server 2003 ;数据库平台为Oracle IOg ;开发平台为J2EE,该监控单元可采用如下的技术指标的硬件平台型号为IBM System X3650 ;CPU为Intel (R)四核E5506Xeon(R)CPU, 2. 13GHz，4M 高速缓存;硬盘为 4X146G, Raid 5 ;内存为 4X IGChipkillECC DDR2667 ；显示器为DELL 17时。监控单元根据第一传感器单元中的各振弦式传感器检测到的液位，判断各个被测点相对基准点是否出现地基沉降；根据第二传感器单元中的深部位移检测终端检测到的深部信息，判断被测点是否出现地基深部的整体位移。优选地，该变电站监测系统还包括报警单元，与机柜中的监控单元相连接，用于在变电站现场出现地基变化时，例如被测点相对基准点出现地基沉降，或被测点出现地基深部的整体位移，产生报警信号。采用该实施例提供的变电站监测系统，操作简单、使用方便，监控人员只需定期巡视置于操作室内机柜中的监控单元即可方便地了解到监测点地质的实际变化情况，例如观察到六氟化硫进线套管与变电厂房之间的不均匀沉降和整个地质的深部位移情况。进一步地，监控单元采用计算机通讯技术、数据库技术，J2EE开发技术实现设备的管理和数据图形化显示和分析功能，可将检测到的数据以曲线图的形式显示，提供地质变化曲线图，从而能够了解监测点地质的变化趋势，做出有针对性的预防措施。监控人员通过监控单元读取数据，根据下陷情况采取有效措施，例如向地基进行灌浆作业等，缓解了地基变化速度，确保了设备安全运行。图3是根据本实用新型实施例的变电站的示意图，该变电站中设置有如图2所示实施例的变电站监测系统，如图3所示，在变电站的保护室⑥处设置机柜；第一传感器单元设置于IlOkV开关室附近，其中①为基准点、②和③分别为被测点；第二传感器单元设置于草地④；数据采集仪⑤设置于IlOkV开关室内，与第一传感器单元、第二传感器单元分别连接，以采集传感器检测到的地基信息，与机柜相连接，以将采集到的地基信息发送至机柜中的监控单元。图4是根据本实用新型实施例的变电站监测方法的流程图，如图4所示，该监测方法包括如下的步骤S102和步骤S104。步骤S102 :检测变电站现场的地基信息。 步骤S104 :根据地基信息判断变电站现场是否出现地基变化。优选地，在变电站现场的不同位置设置测量点，在测量点设置传感器，检测测量点的地基信息。例如，在变电站现场确定一基准点，第一传感器容器设置于该基准点，在变电站现场的第一被测点设置第二传感器容器，两传感器容器种均盛有液体，且经由通液管相连通，通过检测两传感器容器中的液位变化即可检测到第一被测点相对基准点是否出现地基沉降，其中，可由振弦式传感器检测传感器容器中的液位变化。设第一传感器容器中的液体液位为第一液位、第二传感器容器中的液体液位为第二液位，通过以下步骤判断第一被测点相对基准点是否出现地基沉降计算液位变化值AE= (Rox-Rix)*GX_(R耐_R1Kef)*GKrf，其中，ΔE为液位变化值，Rox为第一时刻时的第一液位，Rix为第二时刻时的第一液位，Rtlltef为第一时刻时的第二液位，Rlltef为第二时刻时的第二液位，G50Gltef分别为液位检测系数(也即传感器系数)；比较液位变化值与预设液位变化范围的关系；以及在液位变化值超出预设液位变化范围时，确定第一被测点相对基准点出现地基沉降。例如，在变电站现场的第二被测点设置深部位移检测终端，以检测第二被测点的深部信息，通过该深部信息，能够判断第二被测点是否出现地基深部整体位移。其中，通过以下步骤能够判断第二被测点是否出现地基深部整体位移计算第二被测点的深部变化值S = (R1-RtlRG,其中，S为深部变化值，Rtl为第三时刻时的深部信息，R1为第四时刻时的深部信息，G为深部信息检测系数；比较深部变化值与预设深部变化范围的关系；以及在深部变化值超出预设深部变化范围时，第二被测点出现地基深部整体位移。优选地，在变电站现场出现地基变化时，产生报警信号，驱动报警装置及时报警。采用该实施例提供的变电站监测方法，可实现地基变化的实时监测，能够及时发现由地质变化引起的安全隐患，提前采取补救措施，从而达到减灾的目的，有明显的社会效益和经济效益，具有广阔的推广应用前景。从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果能够实时监测变电站现场的地基变化情况，从而能够变电站中地质倾斜、下陷、位移等潜在灾变体进行监控，为电力系统提供预报及早期警报，采用本实用新型的变电站监测系统，能够预报变电站的地基变化情况，保护变电站的安全，避免因地基变化造成设备漏气、设备扭曲、设备损坏等，使变电站长期可靠运行。需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种变电站监测系统，其特征在于，包括 传感器单元，设置于变电站现场，用于检测所述变电站现场的地基信息； 数据采集单元，与所述传感器单元相连接，用于采集所述传感器单元检测到的地基信息； 监控单元，与所述数据采集单元相连接，用于根据所述地基信息判断所述变电站现场是否出现地基变化。
2.根据权利要求I所述的变电站监测系统，其特征在于， 所述传感器单元包括第一传感器单元，其中，所述第一传感器单元包括 第一传感器容器，设置于所述变电站现场的基准点，盛有液体； 第二传感器容器，设置于所述变电站现场的第一被测点，盛有液体，且经由通液管与所述第一传感器容器连通； 第一振弦式传感器，用于检测所述第一传感器容器中液体的液位；以及 第二振弦式传感器，用于检测所述第二传感器容器中液体的液位， 所述监控单元用于根据所述第一振弦式传感器和所述第二振弦式传感器检测到的液位判断所述第一被测点相对所述基准点是否出现地基沉降。
3.根据权利要求I所述的变电站监测系统，其特征在于， 所述传感器单元包括第二传感器单元，所述第二传感器单元设置于所述变电站现场的第二被测点，用于检测所述第二被测点的深部信息； 所述监控单元用于根据所述第二传感器单元检测到的深部信息判断所述第二被测点是否出现地基深部整体位移。
4.根据权利要求I所述的变电站监测系统，其特征在于，所述数据采集单元设置有RS-232通信接口，RS-485通信接口和/或10M/100M以太网接口。
5.根据权利要求I所述的变电站监测系统，其特征在于，所述数据采集单元采用铅酸电池供电。
6.根据权利要求I所述的变电站监测系统，其特征在于，还包括 报警单元，与所述监控单元相连接，用于在所述变电站现场出现地基变化时，产生报警信号。
专利摘要本实用新型公开了一种变电站监测系统。该监测系统包括传感器单元，设置于变电站现场，用于检测变电站现场的地基信息；数据采集单元，与传感器单元相连接，用于采集传感器单元检测到的地基信息；监控单元，与数据采集单元相连接，用于根据地基信息判断变电站现场是否出现地基变化。通过本实用新型，能够实时监测变电站现场的地基信息，从而尽早地发现由地质变化引起的安全隐患，提前采取补救措施。
文档编号E02D33/00GK202559399SQ201220167119
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者聂卫刚, 苑画舫, 李国强, 刘音, 闫春江 申请人:北京市电力公司