电子式互感器的环境监测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能变电站技术领域，尤其涉及一种电子式互感器的环境监测装置。
【背景技术】
[0002] 电子式互感器在目前的智能变电站中，是电压、电流转换采集装置，它是整个数字 式计量系统的关键设备，其转换精度、稳定度在整个计量系统误差控制中起到了主导作用。 虽然电子式互感器具有体积小、重量轻、动态范围大、瞬态响应好的特点，但电子式互感器 将部分电子器件前置到一次设备区域，并且采用了大量电子器件和光学器件等相对易耗元 件，该区域外界环境恶劣，对于电子式互感器的环境因素监测缺乏手段。监测电子式互感器 的环境数据，从长期的监测数据中发现潜在的恶劣环境因素，提高智能变电站电子式互感 器在线监测水平，提高整个电网的稳定运行水平。
[0003] 随着电磁场、温湿度、振动传感技术的成熟，传感单元往更小更可靠的方向发展， 使得高集成化环境监测模块的研制成为可能。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电子式互感器的环境监测装置及方 法，可监测电子式互感器的环境数据，能够从长期的监测数据中发现潜在的恶劣环境因素， 提高智能变电站电子式互感器在线监测水平，提高整个电网的稳定运行水平。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电子式互感器的环境监测装置，包 括：
[0006] 加装在电子式互感器上的若干环境监测模块，用于采集电子式互感器的环境监测 数据，并根据服务器发出的同步信号，以规定的间隔周期连续发送环境监测数据；其中，所 述环境监测模块具体包括单片机以及分别与所述单片机连接的温度传感器、湿度传感器、 电场传感器、磁场传感器、加速度传感器和网卡，所述环境监测数据具体包括温度、湿度、电 场、磁场和振动数据；
[0007] 光纤交换机，用于将所述服务器发送的同步信号转发至所述环境监测模块，以及 将所述环境监测模块发送的环境监测数据转发至所述服务器；
[0008] 服务器，用于向所述环境监测模块发送同步信号，以及接收和存储所述环境监测 模块发送的环境监测数据，并当所述环境监测数据超出预设阈值时，发出告警信息。
[0009] 进一步的，所述单片机用于分别采集温度传感器、湿度传感器、电场传感器、磁场 传感器、加速度传感器中对应的温度、湿度、电场、磁场、振动数据，所述网卡用于接收服务 器发出的同步信号，以及发送环境监测数据。
[0010] 进一步的，所述单片机采集温度和湿度数据的频率为每秒1次，采集电场和磁场 数据的频率为每秒200次，采集振动数据的频率为每秒100次。
[0011] 进一步的，每一所述环境监测模块具有不同的MAC地址，所述服务器根据MAC地址 区分位于不同位置的环境监测模块，并根据接收到的环境监测数据的报文类型判断是否为 有效的监测数据。
[0012] 进一步的，所述网卡通过光纤接入到所述光纤交换机，所述光缆具体为100M光纤 以太网网卡，所述光纤交换机具体为光纤以太网交换机。
[0013] 本发明还提供了一种电子式互感器的环境监测方法，包括：
[0014] 环境监测模块采集电子式互感器的环境监测数据；其中，所述环境监测模块加装 在电子式互感器上，所述环境监测模块具体包括单片机以及分别与所述单片机连接的温度 传感器、湿度传感器、电场传感器、磁场传感器、加速度传感器和网卡，所述环境监测数据具 体包括温度、湿度、电场、磁场和振动数据；
[0015] 服务器通过所述光纤交换机向所述环境监测模块发送同步信号；
[0016] 所述光纤交换机将所述服务器发送的同步信号转发至所述环境监测模块；
[0017] 所述环境监测模块根据接收的同步信号，以规定的间隔周期连续发送环境监测数 据；
[0018] 所述光纤交换机将所述环境监测模块发送的环境监测数据转发至所述服务器；
[0019] 所述服务器接收和存储所述环境监测模块发送的环境监测数据，并当所述环境监 测数据超出预设阈值时，发出告警信息。
[0020] 进一步的，所述环境监测模块采集电子式互感器的环境监测数据，具体包括：
[0021] 采用所述单片机分别采集温度传感器、湿度传感器、电场传感器、磁场传感器、加 速度传感器中对应的温度、湿度、电场、磁场、振动数据。
[0022] 进一步的，所述环境监测模块根据接收的同步信号，以规定的间隔周期连续发送 环境监测数据，具体包括：
[0023] 所述环境监测模块根据通过所述网卡接收的同步信号，以规定的间隔周期通过所 述网卡连续发送环境监测数据。
[0024] 进一步的，所述单片机采集温度和湿度数据的频率为每秒1次，采集电场和磁场 数据的频率为每秒200次，采集振动数据的频率为每秒100次。
[0025] 进一步的，每一所述环境监测模块具有不同的MAC地址，所述服务器根据MAC地址 区分位于不同位置的环境监测模块，并根据接收到的环境监测数据的报文类型判断是否为 有效的监测数据。
[0026] 进一步的，所述网卡通过光纤接入到所述光纤交换机，所述光缆具体为100M光纤 以太网网卡，所述光纤交换机具体为光纤以太网交换机。
[0027] 实施本发明，具有如下有益效果：
[0028] 本发明通过光纤网络实现对电子式互感器环境因素网络化监测，能够监控电子式 互感器的健康状态，及早知道设备前期失效的情况，降低了系统运行风险；能够及时发现电 子式互感器老化现象，通知用户做出相应的处理，避免了计量误差带来的经济损失；能够为 电子式互感器制造产业提供实践数据，指导生产厂商优化设备，改进工艺。本发明提高了智 能变电站电子式互感器在线监测水平，提高了整个电网的稳定运行水平。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0030] 图1是本发明提供的电子式互感器的环境监测装置的一个实施例的结构示意图；
[0031] 图2是图1中环境监测模块的具体结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033] 图1是本发明提供的电子式互感器的环境监测装置的一个实施例的连接示意图， 如图1所示，包括：加装在电子式互感器上的若干环境监测模块、光纤交换机和服务器。
[0034] 其中，服务器用于向服务器发送同步信号，具体的，服务器每一秒发送一个同步信 号帧，同步信号的帧格式如表1所不：
[0035] 表1同步信号的帧格式
[0036]
[0037] 其中，每i所述环境监测模块具有不同的MAC地址，所述服务器根据MAC地址区分 位于不同位置的环境监测模块，即表1中的MAC目的地址。
[0038] 其中，环境监测模块用于采集电子式互感器的环境监测数据，并根据服务器发出 的同步信号，以规定的间隔周期连续发送环境监测数据。如图2所示，所述环境监测模块 具体包括单片机以及分别与所述单片机连接的温度传感器、湿度传感器、电场传感器、磁场 传感器、加速度传感器和网卡，所述环境监测数据具体包括温度、湿度、电场、磁场和振动数 据；单片机用于分别采集温度传感器、湿度传感器、电场传感器、磁场传感器、加速度传感 器中对应的温度、湿度、电场、磁场、振动数据，单片机采集温度和湿度数据的频率为每秒1 次，采集电场和磁场数据的频率为每秒200次，采集振动数据的频率为每秒100次。网卡用 于接收服务器发出的同步信号，以及发送环境监测数据，具体操作为：单片机将采集的环境 监测数据送给网卡缓冲区，采集完成后，将网卡缓冲区的数据发送出去，发送的环境监测数 据的帧格式如表2所示：
[0039] 表2环境监测数据的帧格式
[0040]
[0041] 其中，光纤交换机用于将所述服务器发送的同步信号转发至所述环境监测模块， 以及将所述环境监测模块发送的环境监测数据转发至所述服务器。所述网卡通过光纤接入 到所述光纤交换机，所述光缆具体为100M光纤以太网网卡，所述光纤交换机具体为光纤以 太网交换机。
[0042] 其中，服务器还用于接收所述环境监测模块发送的环境监测数据，将不同环境监 测数据解包，并打上时标，记录到后台数据库中，并根据监测数据值画出实时图谱，当所述 环境监测数据超出预设阈值时，发出告警信息。
[0043] 本发明还提供了电子式互感器的环境监测方法的一个实施例，包括步骤：
[0044] S101、环境监测模块采集电子式互感器的环境监测数据。
[0045] 其中，所述环境监测模块加装在电子式互感器上，所述环境监测模块具体包括单 片机以及分别与所述单片机连接的温度传感器、湿度传感器、电场传感器、磁场传感器、加 速度传感器和网卡，所述环境监测数据具体包括温度、湿度、电场、磁场和振动数据。
[0046] 具体的，步骤S101包括步骤：采用所述单片机分别采集温度传感器、湿度传感器、 电场传感器、磁场传感器、加速度传感器中对应的温度、湿度、电场、磁场、振动数据。其中， 所述单片机采集温度和湿度数据的频率为每秒1次，采集电场和磁场数据的频率为每秒 200次，采集振动数据的频率为每秒100次。
[0047] S102、服务器通过所述光纤交换机