李靜

【摘要】當前我國的國民經(jīng)濟已經(jīng)進入了發(fā)展的關鍵時期，其中各行各業(yè)的發(fā)展以及人們生活水平的不斷提升對于電力資源的需求數(shù)量也呈現(xiàn)出一個直線上升的趨勢。再加之我國的國土面積較為廣大，幅員遼闊，使得電力資源的傳輸范圍較廣，傳輸距離也是相對較長，這種情況下輸變電工程的作用就得到了最為充分的發(fā)揮，在這項工程中電壓的等級和輸送電力以及距離呈現(xiàn)出一個正比例關系，但其卻不可避免產(chǎn)生一定的電磁影響，為了確保人們對于電磁環(huán)境有一個正確全面的認識，就需要做到將這部分電磁信息向公眾實時展示，這就需要一個實時監(jiān)測系統(tǒng)的幫助。本文先從電磁環(huán)境以及相應的環(huán)境影響剖析入手，并在文后提出了一種實時監(jiān)測系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的設計方案。

【關鍵詞】輸變電工程? 電磁環(huán)境分析? 實時監(jiān)測系統(tǒng)設計

一、當前輸變電工程中電磁及其相關環(huán)境因素分析

在工頻電場以及磁場的數(shù)值限制上，我國的生態(tài)環(huán)境部將這個數(shù)值的極限值定在4k V/m以及100 μT上，這兩個數(shù)值和國際上其他國家的限制，顯得十分嚴格。在我國當前的輸變電工程使用頻率最高的電壓等級就是110Kv。工頻電場強度及工頻磁感應強度與變壓器電壓等級、輸電線路的桿塔高度、桿塔模塊、導線型號、導線對地高度、輸電線路載流量等眾多因素有關，經(jīng)查閱大量檢測機構對國內(nèi)變電站、高壓輸電線路的電磁環(huán)境監(jiān)測結果，變電站廠界及輸電線路在無雨、無霧、無雪天氣條件下工頻電場強度及工頻磁感應強度均能維持在較低水平。即使電磁環(huán)境整體能夠較穩(wěn)定且可滿足國家要求的在居民區(qū)及非居民區(qū)的限值要求，但不同的環(huán)境下，工頻電場強度及貢品磁感應強度仍會發(fā)生相對較大幅度的變化，因此為實時了解電磁環(huán)境的變化規(guī)律，本文將根據(jù)現(xiàn)有研究總結歸納電磁環(huán)境實時檢測系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的設計方案。

二、電磁環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)設計方案

（一）硬件設施的具體設計方案

（1）實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計方案。這個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是必須要保證采集數(shù)據(jù)的精準程度以及傳輸之后的數(shù)據(jù)精準度。 系統(tǒng)中的傳感器需要做到將電場以及磁場的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳腄SP處理器中進行相應的處理工作。在數(shù)據(jù)的傳輸過程中則需要采用相應光纖通訊方式，DSP處理器把系統(tǒng)傳感器經(jīng)過檢測得到的電磁場數(shù)據(jù)進行事先預設的算法處理之后就能夠得到監(jiān)測點的工頻電場以及磁場感應值，在處理完成之后，將資格測量得到的數(shù)據(jù)和處理器的處理器時間兩項數(shù)據(jù)做到對應的保存。

（2）所用驅(qū)動電源的設計方案。在這種監(jiān)測系統(tǒng)如果使用電源線的直接供電方式就會使得傳感器產(chǎn)生一個較大的引入誤差，這個引入誤差的誕生的主要來源就是供電導線自身的靜電感應現(xiàn)象。也正因此，針對供電導線需要做出相應的多端隔離方式，將電纜自身對于測量單元的干擾程度降至最低。這個電源系統(tǒng)主要包括了交流電壓的輸入端、AC/DC的轉換端、濾波端、電池組、電路電壓以及溫度檢測單元、電流電壓的隔離處理單元以及DSP和充電隔離者幾部分組成。前四者可以集體包含在主電路中，主要的功能就是負責將輸入進來的交流電轉換成蓄電池自身工作所需的直流電。后四者就是控制回路的一部分，主要就是負責實現(xiàn)自動的充放電以及物理隔離，同時這也最為核心的部分。

（3）對應支架的設計方案。使用非磁性防感應的支架的主要目的就是將外界的一些固定裝置接入后對測量實際結果的影響做大最為有效的屏蔽。并且這類型支架自設也有著諸如耐高溫以及較好的防水性能等等優(yōu)點。除此之外，在其內(nèi)部同時也具備著相應的導流層，可以實現(xiàn)和空氣的有效對流，對于其中各個封閉性質(zhì)零部件的散熱有著十分良好的效果，很好將因為自身的長時間戶外高溫工作導致的系統(tǒng)自身發(fā)熱致使對整體運行的穩(wěn)定性以及精準程度，做到最大程度上保障系統(tǒng)運行的可靠性。

（二）對應軟件系統(tǒng)的設計方案

軟件自身需要具備的要素主要包括系統(tǒng)界面、開始按鈕、傳感器的初始化、數(shù)據(jù)的讀取、電磁場數(shù)據(jù)的相應切換、數(shù)據(jù)正常性的判斷、歷史數(shù)據(jù)的調(diào)出以及二次判斷、數(shù)據(jù)的寫入、數(shù)據(jù)的上傳以及顯示、最后的數(shù)據(jù)刷新顯示。軟件系統(tǒng)啟動之后通過控制器實現(xiàn)對外部設施的初始化工作，其中的數(shù)據(jù)刷新顯示頻率基本需要控制在10秒之內(nèi)，數(shù)據(jù)的對應保存刷新率控制在5分鐘之內(nèi)。已經(jīng)存儲完成的數(shù)據(jù)如果需要進行讀取或者是發(fā)送工作則需要使用中斷的方式予以進行，一旦進入數(shù)據(jù)的傳輸工作環(huán)節(jié)時，這個時候的是系統(tǒng)就會自動對中斷信號予以檢測。并同時開展和數(shù)據(jù)傳輸相關的操作程序之中，并且在進行數(shù)據(jù)傳輸工作的同時針對數(shù)據(jù)的采集以及現(xiàn)實工作也需要同步進行，并通過系統(tǒng)中的網(wǎng)絡端口將其傳送到相應的網(wǎng)絡平臺中來進行接下來的網(wǎng)絡發(fā)布以及分析工作等等。除此之外，當整體系統(tǒng)進入工作狀態(tài)之后，主控制器需要針對傳感器自身的電源狀態(tài)做到實時監(jiān)測，一旦檢測到電量過低的情況，就需要第一時間內(nèi)將微時控開關予以關閉進行相應的充電操作。

三、總結

輸變電工程對于電力資源的輸送有著極為重要的意義。同時其自身也會產(chǎn)生相應的電磁場，為了讓人們對于電磁場數(shù)據(jù)做到及時全面的了解，再加之電磁場數(shù)據(jù)在一些情況下會產(chǎn)生極值的變化，本文就從數(shù)據(jù)采集、驅(qū)動電源、防護支架選用以及軟件系統(tǒng)等四個方面提出了相關的實時監(jiān)測系統(tǒng)設計方案。

參考文獻：

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