本發(fā)明涉及變電站環(huán)境監(jiān)測技術領域，具體涉及一種遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

變電站對電網(wǎng)的正常運行起著重要的作用，為保證變電站內(nèi)設備的正常使用，需要對變電站內(nèi)的環(huán)境進行監(jiān)測，以防止變電站環(huán)境過高或過低引起的變電站內(nèi)設備老化、損壞和絕緣降低等情況。

現(xiàn)有的對變電站環(huán)境進行監(jiān)測大多采用傳統(tǒng)指針式或電子式溫濕度計，無信號傳輸功能，需要專門派工作人員現(xiàn)場進行監(jiān)測和查看，耗費大量人力資源。且由于工作人員無法及時的獲知變電站的環(huán)境變化而容易導致當工作人員查看時溫度已經(jīng)過高導致設備損壞的情況，因此現(xiàn)有的對變電站環(huán)境進行監(jiān)測的方式效果不佳，不能及時地獲取變電站的環(huán)境變化情況。

目前變電站已經(jīng)出現(xiàn)了在線的環(huán)境監(jiān)測平臺，通過在變電站內(nèi)安裝大量的傳感器，并將傳感器匯總至控制中心，實現(xiàn)遠程、在線對變電站環(huán)境監(jiān)測，如申請?zhí)枮?01510884967.5的發(fā)明涉及一種變電站環(huán)境監(jiān)測裝置，包括 ：傳感器，設置在變電站內(nèi)，用于監(jiān)測變電站的環(huán)境數(shù)據(jù)，與傳感器連接的從控制器，用于獲取這傳感器的環(huán)境數(shù)據(jù)，并發(fā)送環(huán)境數(shù)據(jù) ；主控制器，與從控制器連接，用于接收從控制器的環(huán)境數(shù)據(jù)，并將環(huán)境數(shù)據(jù)分別與對應的預設閾值進行比較，當環(huán)境數(shù)據(jù)超出對應的預設閾值時，主控制器采用預設方式發(fā)出警報。該變電站環(huán)境監(jiān)測裝置，使工作人員能夠及時的獲取變電站的環(huán)境變化情況，使工作人員在收到報警后及時采取措施消除缺陷，避免了傳統(tǒng)情況下只有在設備已經(jīng)發(fā)生問題后才進行補救的弊端，做到防患于未然。但是該發(fā)明需要大量設置傳感器并大量架線，現(xiàn)場布線較多，容易出錯，相互間的電磁影響較大。

申請?zhí)枮?01510651994.8的發(fā)明公開了一種變電站環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠程監(jiān)控端和若干變電站環(huán)境實時監(jiān)測端，所述遠程監(jiān)控端包括中心服務器、以及分別與中心服務器連接的監(jiān)控終端、遠程報警裝置和備份服務器，每一變電站對應設置一環(huán)境監(jiān)測單元，每一所述環(huán)境監(jiān)測單元包括環(huán)境監(jiān)測中心裝置、以及分別與所述環(huán)境監(jiān)測中心裝置連接的攝像機、站內(nèi)報警裝置、SF6 傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、明火傳感器、煙霧傳感器、PM2.5 傳感器和可燃氣體傳感器。該發(fā)明提高了供電可靠性、安全性以及工作人員的安全。但是仍存在上述的弊端。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是提供一種遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，僅僅使用少量的傳感器便可實現(xiàn)對整個變電站的環(huán)境信息以及設備信息的監(jiān)測，對線路以及傳感器的使用量較少。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測中心和與其相連接的移動式監(jiān)測單元，所述移動式監(jiān)測單元包括設置在變電站內(nèi)的若干個軌道、所述軌道上設置的移動機構、所述移動機構上設置監(jiān)測終端，所述監(jiān)測終端包括傳感器模塊、控制模塊、視頻監(jiān)測模塊和第一通信模塊，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器，所述控制模塊與傳感器模塊、視頻監(jiān)測模塊和第一通信模塊連接。

進一步的，所述傳感器模塊還包括明火傳感器、SF6傳感器、可燃氣體傳感器。

進一步的，所述監(jiān)測中心包括用于接收監(jiān)測信息的第二通信模塊以及與所述第二通信模塊相連接并進行變電站監(jiān)測信息匯總管理的工控機，所述第二通信模塊與第一通信模塊連接，所述第二通信模塊采用GPRS模塊。

進一步的，所述視頻監(jiān)測模塊包括設置在所述移動機構上的微型云臺，所述微型云臺上設置紅外攝像頭和紅外熱成像儀。

進一步的，所述監(jiān)測中心設置VR視頻眼鏡，所述VR視頻眼鏡上設置三軸陀螺儀，所述VR視頻眼鏡通過所述第二通信模塊、第一通信模塊、控制模塊與所述視頻監(jiān)測模塊連接。

進一步的，若干個所述軌道為圓形，若干個所述軌道的圓心為變電站中心，若干個所述軌道等間隔設置。

進一步的，所述移動機構采用與所述軌道相配合的電動軌道車，所述第一通信模塊采用GPRS通信模塊。

進一步的，所述移動機構上設置定位裝置，所述定位裝置包括所述軌道上設置的線槽、所述線槽底部的彈性支撐機構、和所述彈性支撐機構上表面設置的分布式光纖振動傳感器，所述分布式光纖振動傳感器頂部高于所述線槽頂部，所述分布式光纖振動傳感器與所述監(jiān)測中心連接。

進一步的，所述分布式光纖振動傳感器頂部高于所述線槽頂部0.5cm至1cm。

進一步的，所述彈性支撐機構包括條狀的彈性橡膠，所述彈性支撐機構上表面設置與所述分布式光纖傳感器相配合的弧形槽體，所述分布式光纖傳感器下表面與所述弧形槽體的表面粘接在一起。

進一步的，所述移動機構上設置定位裝置，所述定位裝置包括所述軌道上間隔設置的若干個傳感器槽，所述傳感器槽內(nèi)設置光纖光柵傳感器，所述若干個光纖光柵傳感器之間通過傳輸光纖連接，所述光纖光柵傳感器頂部高于所述傳感器槽上沿0.5cm至1cm，所述傳輸光纖設置在所述軌道上設置的空腔內(nèi)。

進一步的，所述傳輸光纖的一端設置寬帶光源，所述傳輸光纖的另一端通過光纖光柵網(wǎng)絡分析儀與所述監(jiān)測中心連接。

進一步的，所述光纖光柵傳感器兩端設置斜面墊塊。

本發(fā)明公開了一種遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術最大的不同點在于監(jiān)測單元是可移動的，變電站內(nèi)設置的若干個軌道上，通過移動機構來設置監(jiān)測終端，這樣不需要在變電站內(nèi)大量布線，通過移動的監(jiān)測方式對變電站內(nèi)進行全方位的環(huán)境監(jiān)測。溫度傳感器對軌道周邊的溫度進行監(jiān)測、濕度傳感器對軌道周邊的濕度進行監(jiān)測、煙霧傳感器對軌道周邊是否存在煙霧進行監(jiān)測，通過軌道布置在變電站內(nèi)，實現(xiàn)對變電站內(nèi)溫濕度和煙霧的監(jiān)測，當溫度和濕度過高時，加強對變電站內(nèi)的巡檢力度，防止過大的溫度和濕度造成設備的老化、損壞，導致設備故障，當監(jiān)測到大量的煙霧時，可以提前發(fā)現(xiàn)燃燒隱患。視頻監(jiān)測模塊可以對軌道周邊進行視頻監(jiān)測，代替工作人員對變電站巡檢，傳感器模塊和視頻監(jiān)測模塊通過控制模塊控制第一通信模塊將監(jiān)測信息發(fā)送至監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測。

傳感器模塊還包括有明火傳感器、SF6傳感器、可燃氣體傳感器，這幾種傳感是針對變電站內(nèi)設備進行監(jiān)測，明火傳感器可以監(jiān)測設備是否燃燒、SF6傳感器能夠對一些使用了SF6氣體的設備進行監(jiān)測，查看是否泄漏，可燃氣體傳感器是對站內(nèi)是否泄漏可燃氣體進行監(jiān)測，可以及時排除燃燒隱患。監(jiān)測中心通過第二通信模塊接收第一通信模塊發(fā)送來的監(jiān)測信息。視頻監(jiān)測模塊針對變電站進行圖像視頻監(jiān)測，采用了紅外攝像頭和紅外熱成像儀，分別對圖像視頻以及紅外熱成像監(jiān)測，一方面代替工作人員進行巡檢，另一方面可以對室內(nèi)的溫度進行監(jiān)測，能夠監(jiān)測到是否發(fā)生短路升溫、明火燃燒等情況，實現(xiàn)的功能較為強大，且這兩個設備設置在微型云臺上，微型云臺采用兩軸云臺，能夠被操控實現(xiàn)對每個角度進行觀察。與視頻監(jiān)測模塊相配合的在監(jiān)測中心設置VR視頻眼鏡，且通過在VR視頻眼鏡設置三軸陀螺儀，能夠時刻監(jiān)測眼鏡的偏轉角度，工控機將該角度信息轉換為控制信息發(fā)送至微型云臺，以此來模擬使用者的頭部運動，這樣使用者不僅能夠清晰的看到現(xiàn)場畫面，且通過三軸陀螺儀與微型云臺的配合，使得使用者有種代入感，監(jiān)測更加隨心所欲。

軌道呈圓形且圓心為變電站中心，若干個軌道的間距相等，這樣監(jiān)測終端在軌道上移動監(jiān)測時，兩兩間的相隔都相等，監(jiān)測時的選取點更加均勻，監(jiān)測的數(shù)據(jù)更加準確且能反應變電站的整體情況，不會造成偏角處的監(jiān)測缺失。對于監(jiān)測單元在移動監(jiān)測過程中地點的監(jiān)測是通過軌道上設置的分布式光纖振動傳感器來實現(xiàn)的，當監(jiān)測單元發(fā)送一個監(jiān)測信息后，分布式光纖振動傳感器便可將該時刻的地理位置信息發(fā)送至監(jiān)測中心，兩者相結合實現(xiàn)對某點某時刻的信息監(jiān)測。分布式光纖傳感器是對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化信息進行測量或監(jiān)控的傳感器，而振動傳感器是其中的一種，該地理位置監(jiān)測的優(yōu)點在于整個傳感元件僅采用光纖，價格較低，不會受到周圍復雜磁場環(huán)境的影響，可以對整個監(jiān)測單元移動中進行時時監(jiān)測，誤差極小甚至沒有。此外在監(jiān)測單元設置的溫度傳感器可以反饋溫度信息，這樣在監(jiān)測某點環(huán)境信息時，反饋至監(jiān)測中心的監(jiān)測信息包括有溫度信息，監(jiān)測中心再將溫度信息發(fā)送至工控機進行計算，對分布式光纖振動傳感器進行溫度補償，可以減小監(jiān)測的誤差。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、僅僅使用少量的傳感器便可實現(xiàn)對整個變電站的環(huán)境信息以及設備信息的監(jiān)測，對線路以及傳感器的使用量較少，現(xiàn)場不需要布置復雜的線路，并且采用架空的軌道，不會對變電站日常的運行使用造成額外的影響；

2、對監(jiān)測單元監(jiān)測變電站信息時所在地理位置的確定采用分布式光纖振動傳感器，整個傳感元件僅采用光纖，價格較低，不會受到周圍復雜磁場環(huán)境的影響，可以對整個監(jiān)測模塊移動中進行時時監(jiān)測，誤差極小甚至沒有；

3、本發(fā)明可以對各項異常信息進行監(jiān)測，使工作人員能夠及時的獲取變電站的環(huán)境變化情況，當某項數(shù)據(jù)超標時可以及時被發(fā)現(xiàn)，及時、有效地提醒現(xiàn)場工作人員，預防事故的擴大。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述：

圖1是本發(fā)明遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖；

圖2是本發(fā)明視頻監(jiān)測模塊的系統(tǒng)結構圖；

圖3是本發(fā)明軌道的平面結構示意圖；

圖4是本發(fā)明分布式光纖振動傳感器的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明彈性支撐機構的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明光纖光柵傳感器的結構示意圖；

圖7是本發(fā)明光纖光柵傳感器的系統(tǒng)結構圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖7對本發(fā)明技術方案進一步展示，具體實施方式如下：

實施例一

如圖1至圖3所示：本實施例提供了一種遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測中心1和與其相連接的移動式監(jiān)測單元2，所述移動式監(jiān)測單元2包括設置在變電站內(nèi)的若干個軌道6、所述軌道6上設置的移動機構13、所述移動機構13上設置監(jiān)測終端4，所述監(jiān)測終端4包括傳感器模塊15、控制模塊12、視頻監(jiān)測模塊14和第一通信模塊3，所述傳感器模塊15包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器，所述控制模塊12與傳感器模塊15、視頻監(jiān)測模塊14和第一通信模塊3連接。

所述傳感器模塊15還包括明火傳感器、SF6傳感器、可燃氣體傳感器。

所述監(jiān)測中心1包括用于接收監(jiān)測信息的第二通信模塊7以及與所述第二通信模塊7相連接并進行變電站監(jiān)測信息匯總管理的工控機8，所述第二通信模塊7與第一通信模塊3連接，所述第二通信模塊8采用GPRS模塊，所述工控機8上設置顯示設備10和聲音報警器9。

與現(xiàn)有技術最大的不同點在于監(jiān)測單元是可移動的，變電站內(nèi)設置的若干個軌道上，通過移動機構來設置監(jiān)測終端，這樣不需要在變電站內(nèi)大量布線，通過移動的監(jiān)測方式對變電站內(nèi)進行全方位的環(huán)境監(jiān)測。溫度傳感器對軌道周邊的溫度進行監(jiān)測、濕度傳感器對軌道周邊的濕度進行監(jiān)測、煙霧傳感器對軌道周邊是否存在煙霧進行監(jiān)測，通過軌道布置在變電站內(nèi)，實現(xiàn)對變電站內(nèi)溫濕度和煙霧的監(jiān)測，當溫度和濕度過高時，加強對變電站內(nèi)的巡檢力度，防止過大的溫度和濕度造成設備的老化、損壞，導致設備故障，當監(jiān)測到大量的煙霧時，可以提前發(fā)現(xiàn)燃燒隱患。視頻監(jiān)測模塊可以對軌道周邊進行視頻監(jiān)測，代替工作人員對變電站巡檢，傳感器模塊和視頻監(jiān)測模塊通過控制模塊控制第一通信模塊將監(jiān)測信息發(fā)送至監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測。

傳感器模塊還包括有明火傳感器、SF6傳感器、可燃氣體傳感器，這幾種傳感是針對變電站內(nèi)設備進行監(jiān)測，明火傳感器可以監(jiān)測設備是否燃燒、SF6傳感器能夠對一些使用了SF6氣體的設備進行監(jiān)測，查看是否泄漏，可燃氣體傳感器是對站內(nèi)是否泄漏可燃氣體進行監(jiān)測，可以及時排除燃燒隱患。監(jiān)測中心通過第二通信模塊接收第一通信模塊發(fā)送來的監(jiān)測信息。第一通信模塊連接和第二通信模塊采用GPRS模塊，適用于本方案所需要的無線傳輸以及對傳輸距離的不限定，保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。工控機上的顯示設備可以對監(jiān)測結果進行顯示，聲音報警器在某項監(jiān)測數(shù)據(jù)超過安全值時進行報警。

實施例二

如圖1至圖3所示：本實施例提供了一種遠程在線的變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測中心1和與其相連接的移動式監(jiān)測單元2，所述移動式監(jiān)測單元2包括設置在變電站內(nèi)的若干個軌道6、所述軌道6上設置的移動機構13、所述移動機構13上設置監(jiān)測終端4，所述監(jiān)測終端4包括傳感器模塊15、控制模塊12、視頻監(jiān)測模塊14和第一通信模塊3，所述傳感器模塊15包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器，所述控制模塊12與傳感器模塊15、視頻監(jiān)測模塊14和第一通信模塊3連接。所述監(jiān)測中心1包括用于接收監(jiān)測信息的第二通信模塊7以及與所述第二通信模塊7相連接并進行變電站監(jiān)測信息匯總管理的工控機8，所述第二通信模塊7與第一通信模塊3連接，所述第二通信模塊8采用GPRS模塊，所述工控機8上設置顯示設備10和聲音報警器9。

所述視頻監(jiān)測模塊14包括設置在所述移動機構12上的微型云臺28，所述微型云臺28上設置紅外攝像頭29和紅外熱成像儀30。所述監(jiān)測中心1設置VR視頻眼鏡11，所述VR視頻眼鏡11上設置三軸陀螺儀16，所述VR視頻眼鏡11通過所述第二通信模塊7、第一通信模塊3、控制模塊12與所述視頻監(jiān)測模塊14連接。視頻監(jiān)測模塊針對變電站進行圖像視頻監(jiān)測，采用了紅外攝像頭和紅外熱成像儀，分別對圖像視頻以及紅外熱成像監(jiān)測，一方面代替工作人員進行巡檢，另一方面可以對室內(nèi)的溫度進行監(jiān)測，能夠監(jiān)測到是否發(fā)生短路升溫、明火燃燒等情況，實現(xiàn)的功能較為強大，且這兩個設備設置在微型云臺上，微型云臺采用兩軸云臺，能夠被操控實現(xiàn)對每個角度進行觀察。與視頻監(jiān)測模塊相配合的在監(jiān)測中心設置VR視頻眼鏡，且通過在VR視頻眼鏡設置三軸陀螺儀，能夠時刻監(jiān)測眼鏡的偏轉角度，工控機將該角度信息轉換為控制信息發(fā)送至微型云臺，以此來模擬使用者的頭部運動，這樣使用者不僅能夠清晰的看到現(xiàn)場畫面，且通過三軸陀螺儀與微型云臺的配合，使得使用者有種代入感，監(jiān)測更加隨心所欲。

實施例三

如圖3至圖5所示：其與實施例一的區(qū)別在于：若干個所述軌道6為圓形，若干個所述軌道6的圓心為變電站中心，若干個所述軌道6等間隔設置。

所述移動機構13采用與所述軌道6相配合的電動軌道車，所述第一通信模塊3采用GPRS通信模塊。

所述移動機構13上設置定位裝置5，所述定位裝置5包括所述軌道6上設置的線槽19、所述線槽19底部的彈性支撐機構18、和所述彈性支撐機構18上表面設置的分布式光纖振動傳感器17，所述分布式光纖振動傳感器17頂部高于所述線槽19頂部，所述分布式光纖振動傳感器17與所述監(jiān)測中心1連接。

軌道呈圓形且圓心為變電站中心，若干個軌道的間距相等，這樣監(jiān)測終端在軌道上移動監(jiān)測時，兩兩間的相隔都相等，監(jiān)測時的選取點更加均勻，監(jiān)測的數(shù)據(jù)更加準確且能反應變電站的整體情況，不會造成偏角處的監(jiān)測缺失。對于監(jiān)測單元在移動監(jiān)測過程中地點的監(jiān)測是通過軌道上設置的分布式光纖振動傳感器來實現(xiàn)的，當監(jiān)測單元發(fā)送一個監(jiān)測信息后，分布式光纖振動傳感器便可將該時刻的地理位置信息發(fā)送至監(jiān)測中心，兩者相結合實現(xiàn)對某點某時刻的信息監(jiān)測。分布式光纖傳感器是對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化信息進行測量或監(jiān)控的傳感器，而振動傳感器是其中的一種，該地理位置監(jiān)測的優(yōu)點在于整個傳感元件僅采用光纖，價格較低，不會受到周圍復雜磁場環(huán)境的影響，可以對整個監(jiān)測單元移動中進行時時監(jiān)測，誤差極小甚至沒有。此外在監(jiān)測單元設置的溫度傳感器可以反饋溫度信息，這樣在監(jiān)測某點環(huán)境信息時，反饋至監(jiān)測中心的監(jiān)測信息包括有溫度信息，監(jiān)測中心再將溫度信息發(fā)送至工控機進行計算，對分布式光纖振動傳感器進行溫度補償，可以減小監(jiān)測的誤差。

所述分布式光纖振動傳感器17頂部高于所述線槽19頂部0.5cm至1cm，高出的高度不能太大，否則會引起移動機構的不穩(wěn)定，容易發(fā)生事故，但又不能太小，振動不明顯會造成誤差。

所述彈性支撐機構18包括條狀的彈性橡膠，所述彈性支撐機構18上表面設置與所述分布式光纖傳感器17相配合的弧形槽體20，所述分布式光纖傳感器17下表面與所述弧形槽體20的表面粘接在一起。光纖傳感器是在彈性支撐機構的上方，為了保證其穩(wěn)定性，通過弧形槽體來固定，且兩者之間通過粘結劑進行粘接，避免光纖傳感器意外跳動，造成監(jiān)測的誤差。彈性支撐機構可以采用彈簧、泡沫、橡膠等制件，優(yōu)選橡膠制件，其耐用性較強。

實施例四

如圖6和圖7所示：其與實施例三的區(qū)別在于：所述移動機構13上設置定位裝置5，所述定位裝置5包括所述軌道6上間隔設置的若干個傳感器槽22，所述傳感器槽22內(nèi)設置光纖光柵傳感器21，所述若干個光纖光柵傳感器21之間通過傳輸光纖25連接，所述光纖光柵傳感器21頂部高于所述傳感器槽22上沿0.5cm至1cm，所述傳輸光纖25設置在所述軌道6上設置的空腔24內(nèi)。

監(jiān)測單元地理位置的監(jiān)測還可以采用光纖光柵傳感器來實現(xiàn)，采用該方法無法對整個軌道上監(jiān)測模塊位移進行監(jiān)測，而是當監(jiān)測單元所在的軌道車移動至光纖光柵傳感器上時會被監(jiān)測到。采用該方法使得數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測具有規(guī)律性，當移動至光纖光柵傳感器的地點時將數(shù)據(jù)信息和地理信息發(fā)送至監(jiān)測中心，通過規(guī)律設置的多個光纖光柵傳感器來選擇地點，實現(xiàn)對變電站的整體覆蓋，滿足環(huán)境以及設備監(jiān)測的要求，降低信息處理的數(shù)量，在整個監(jiān)測過程叫分布式光纖振動傳感器來說簡單化。

所述傳輸光纖25的一端設置寬帶光源26，所述傳輸光纖25的另一端通過光纖光柵網(wǎng)絡分析儀27與所述監(jiān)測中心1連接。寬帶光源發(fā)出信號，光纖光柵網(wǎng)絡分析儀檢測到信號波長的變化并將波長信號轉換為相應的電信號，監(jiān)控中心對接收到的電信號進行處理，從而計算出哪個光纖光柵傳感器受到壓力從而形變，就實現(xiàn)了對行走機構的位移測量。

所述光纖光柵傳感器21兩端設置斜面墊塊23。斜面墊塊利于行走機構的輪子爬上光纖光柵傳感器，避免傳感器受到側向的沖擊力過大，利于保護設備。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。