[发明专利]基于多级分布式网络的实时电磁环境在线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于变电站检测领域，尤其涉及一种基于多级分布式网络的实时电磁环境在线监测系统及方法。

背景技术

输变电工程具有数量广泛、分布分散化的特点，因此，电磁环境进行多测点监测时，也存在着测点分散的问题，测点一方面需要将数据上送至现地侧显示端，另一方面需要将数据上送至中心服务器。在数据显示和传输方面，具有以下缺陷：

(1)信息获取渠道窄，只有部分人能获取电磁环境监测信息；

(2)信息获取的实时性不够，不利于变电站监管人员及时采取措施；

(3)只能通过网站或者现场显示屏看到数据，对于监管人员并不是很便捷，无法随时看到多测点的数据，数据的利用具有局限性；

(4)信息采集方式单一，采集时间和数据量不可控，无法适应输变电工程多变的工况环境；

(5)传统的有线传输方式，无法适应现场多变的环境，对于有些无法布线的场所，有线传输往往无法开展。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种基于多级分布式网络的实时电磁环境在线监测系统。

本发明的一种基于多级分布式网络的实时电磁环境在线监测系统，按照电磁环境监测数据的传输方向分为四层，依次为现地层、二级子层、一级子层和中央层；所述现地层包括部署于多个不同的监测现场的采集站，所述采集站用于实时在线采集变电站输电线路的电磁环境监测数据并传送至二级子层；

所述二级子层包括若干个二级子工作站，一个二级子工作站分配与特定位置且一定数量的采集站相互通信，所述二级子工作站用于将接收相应采集站传送来的电磁环境监测数据转发至一级子层；

所述一级子层包括若干个一级子工作站，一个一级子工作站分配与特定位置且一定数量的二级子工作站相互通信，所述一级子工作站用于将接收相应二级子工作站传送来的电磁环境监测数据转发至中央层；

所述中央层包括一个中央工作站，所述中央工作站与所有二级子站相互通信，中央工作站用于接收一级子工作站传送来的电磁环境监测数据，最终形成多层分布式控制拓扑。

进一步地，所述采集站包括电磁环境在线监测装置，所述电磁环境在线监测装置包括金属固定支架，所述金属固定支架一端接地，另一端连接有三维地参考型电场传感器探头、三维磁场传感器和驻极体电容传声器；

所述三维地参考型电场传感器探头，其用于将检测到电场强度信号依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述三维磁场传感器，其用于将检测到磁场强度信号转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述驻极体电容传声器，其用于将采集到噪声转换成电压信号，再依次经信号调理电路和A/D转换电路传送至微控制器；所述微控制器与数据发送与接收模块相连；该基于多级分布式网络的实时电磁环境在线监测系统还包括电源模块，所述电源模块为市电或蓄电池。

该电磁环境在线监测装置实现了工频电场、工频磁场、可听噪声、环境温度、环境湿度、气压等参数的集成监测，为电磁环境信息影响因素的关联分析、设计验证提供数据依据，能够进行全天候24小时持续监测。

进一步地，所述三维地参考型电场传感器探头，其由三对平行板和一个接地电极组成，每对平行板与一个接地电极之间均由绝缘层填充连接，每对平行板中间也由绝缘层隔开。因为探头是由平板组成的，它使用局限于平坦的地面，对界面上电荷分布的畸变通常是不大的。

该系统还包括外置的数字式温湿度集成传感器，所述数字式温湿度集成传感器与微控制器相连。为提高全天候监测过程中温湿度数据的监测精度，特别配置了外置的数字式温湿度集成传感器。数字式温湿度集成传感器外置的好处，一是可以避免元器件长期工作发热使温度数据偏高，二是可以避免内置式使湿度监测不准确。

进一步地，该系统还包括数字式气压传感器，所述数字式气压传感器与微控制器相连。本发明还利用数字式气压传感器检测输电线路周围的气压信息并传送至微控制器进行存储。

进一步地，所述驻极体电容传声器外部还设置有噪声防风罩。为了保证噪声探头测量的稳定，在驻极体电容传声器外部还设置有噪声防风罩后进行噪声测量。

进一步地，采集站与二级子工作站、二级子工作站与一级子工作站、一级子工作站与中央工作站之间均采用光纤进行通信。为了适应现场多变的环境，一己有些无法布线的场所，有线传输往往无法开展的场所，本发明通过光纤通信能够保证数据传送的高效性、快速性、可靠性。

本发明的第二目的是提供一种基于多级分布式网络的实时电磁环境在线监测系统的数据存储方法。