一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统技术方案

本发明专利技术属于变电站土建设结构健康检测技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统。其通过建立健康监测系统，利用采集到的相关数据信息对变电站土建结构的安全状态进行综合评估，能科学地指导工程决策，实施有效的保养、维修与加固工作，从而在危险来临之前给出预警，提前进行人工干预，大大减少人身、电网和设备事故的发生。电网和设备事故的发生。电网和设备事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统


[0001]本专利技术属于变电站土建设结构健康检测
，具体涉及一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统。

技术介绍

[0002]变电站土建设施是确保变电站稳定性与安全性的关键因素，对人身、电网和设备的安全具有重大影响。变电站在建成投运后，大多运营时间较长，站内土建设施会受到设备自重、地震、设备振动等长期静、动荷载的作用，还会受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素影响，结构抗力会出现退化，严重威胁变电站的运营安全。
[0003]目前，许多投入运营中的变电站土建设施都存在不同程度的隐患，变电站内土建设施尚未建立智能化的健康监测预警系统。由于缺乏对变电站土建设施的安全监测，导致结构状态的异常不能及时发现，未能做出相应的防患措施，导致一些变电站土建设施存在严重的工程质量隐患，甚至可能造成巨大的经济损失和社会影响。因此，为确保变电站土建设施运营期间的结构安全、实施经济合理的维修计划、实现安全高效的运营，建立智能化的安全监测系统对变电运维专业来说迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，通过建立健康监测系统，利用采集到的相关数据信息对变电站土建结构的安全状态进行综合评估，能科学地指导工程决策，实施有效的保养、维修与加固工作，从而在危险来临之前给出预警，提前进行人工干预，大大减少人身、电网和设备事故的发生。
[0005]一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，所述的健康监测系统包括数据采集系统，数据中心服务系统和应用系统；
[0006]所述的数据采集系统安装在土建设施检测现场，数据采集系统按指定采样周期采集监测传感器数据，并将采集到的数据通过无线网络传输到监测中心；
[0007]所述的数据中心服务系统负责接收各基础设施现场传输来的监测数据和传感器工作状态数据；
[0008]所述的应用系统用于实现监测数据显示、分析、安全预警、安全评价和报表打印。
[0009]进一步地，所述数据采集系统在采集数据的同时对传感器的工作状态进行检测，及时向服务中心报告出现异常的传感器，以便系统维护人员及时发现系统异常情况并及时处理，数据采集系统还接收服务中心指令，对采样周期等指标进行调整。
[0010]进一步地，所述数据中心服务系统将接收到的各基础设施现场传输来的监测数据和传感器工作状态数据进行初步加工处理，存储到系统数据库，数据中心服务系统只对数据进行简单处理，不进行其他复杂运算以保证系统数据处理效率和响应时间，且数据中心服务系统以服务方式运行在中心服务器上。
[0011]进一步地，所述的应用系统划分为应用服务层和展示层，服务层负责系统数据处
理和分析；展示层提供报表、图形显示，是监测系统人机交互界面。
[0012]优选地，所述数据采集系统包括传感器系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据库子系统、数据处理与控制系统和安全评价和预警子系统。
[0013]进一步地，所述传感器系统根据变电站土建结构计算及危险性分析的结论，并依据结构自身的运营环境、整体及局部受力特点，考虑到监测部位、构件的全面性、代表性、重要性等拟定监测项目及监测点布设方案，健康监测项目主要分荷载源以及结构响应两大类；
[0014]所述的荷载源有：风荷载(包括风速、风向、风压)，温度(包括空气温湿度、结构温度场)监测，腐蚀，设备自重荷载；结构特性有：静态参数，动力特性；变电站土建设施响应有：裂缝变形，加速度，应变/应力分布，围墙位移，变压器、GIS等设备基础沉降；
[0015]变电站土建设施制定了实用型的监测项目及测点布置方案，其中自动化监测传感器子系统作为感知层，是整个监测系统的基础部分，能在恶劣条件下，对监测结构物的各监测项能提供真实、实时和可靠的安全监测数据；传感器子系统将土建结构的变化，转换成其他信号的方式，例如声、光、电、磁等，对结构的变化进行定量，转换成人们比较熟悉的数值等，从而全面了解结构的受力及其他参数。
[0016]进一步地，所述的数据采集子系统是采集传感器子系统测量的环境条件和结构自身的声、光、电、磁等信号，并将信号处理成数字信号，且数据采集子系统应当具有一定的诊断功能，对于异常的信息数据、传感器失效和损坏部位进行快速的分辨，并且保证系统能在恶劣的气候条件(如雨、雪、飓风、地震、暴雨等)下正常运行，连续的采集传输变电站土建设施安全监测各监测项的信息数据，与此同时数据采集子系统还具有一定的数据初步处理功能。
[0017]进一步地，所述的数据传输子系统主要用于采集数据的传输，考虑到现场和监控中心可通视，且距离不超过10km，采用无线网桥的方式进行数据传输。
[0018]进一步地，所述的数据库子系统是一种数据处理系统，为实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体，其软件包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。
[0019]进一步地，所述的数据处理与控制子系统用于对数据采集和传输子系统采集传输过来的大量原始数据资料，进行深一步的处理和分析，数据处理与控制包括对数据进行过滤、二次处理，并用原始数据或曲线进行展示，然后通过APP或者PC端，对原始数据以曲线等形式等进行展示，打印相关表或者数据。
[0020]进一步地，所述的安全评价与预警子系统用于对采集数据进行统计分析，通过结构关键部件和控制截面的参数值，确定应力等的值域范围，通过监测关键参数的变化，判断出变化趋势，在遇到突发状况的时候，能够提前预判结构各种状况，在应力、应变、裂缝、沉降等达到限值的时候发出预警信息，结合预警机制，及时对不稳定结构或可能出现失稳的结构采取一定的治理措施进行防治，防止灾害的发生或扩大，减少损失。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0022]一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统对运行中的变电站土建结构安全状态进行综合评估，能科学地指导工程决策，实施有效的保养、维修与加固工作，从而在危险来临之前给出预警，提前进行人工干预，大大减少人身、电网和设备事故的发生。
[0023]一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统通过周期性自动采集数据的方式，通过传感器检测基础设施状态并将检测数据上传数据中心服务器，数据中心处理器对数据进行简单分类存储后，将数据保存在系统数据库。应用系统从数据库中调取检测数据并对其分析，发现数据存在异常，如变压器基础沉降、墙体裂缝变形等自动报警，并通知维护人员进行处理。
[0024]综上所述，一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统采用智慧化手段对变电站土建设施进行科学管理与维护，实现数据化实时监测，数据异常预判报警与分析处理，减少安全隐患，避免不必要的人身安全和财产损失。
附图说明
[0025]图1为一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统系统流程图。
具体实施方式
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，其特征在于：所述的健康监测系统包括数据采集系统，数据中心服务系统和应用系统；所述的数据采集系统安装在土建设施检测现场，数据采集系统按指定采样周期采集监测传感器数据，并将采集到的数据通过无线网络传输到监测中心；所述的数据中心服务系统负责接收各基础设施现场传输来的监测数据和传感器工作状态数据；所述的应用系统用于实现监测数据显示、分析、安全预警、安全评价和报表打印。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，其特征在于：所述数据采集系统在采集数据的同时对传感器的工作状态进行检测，及时向服务中心报告出现异常的传感器，以便系统维护人员及时发现系统异常情况并及时处理，数据采集系统还接收服务中心指令，对采样周期等指标进行调整。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，其特征在于：所述数据中心服务系统将接收到的各基础设施现场传输来的监测数据和传感器工作状态数据进行初步加工处理，存储到系统数据库，数据中心服务系统只对数据进行简单处理，不进行其他复杂运算以保证系统数据处理效率和响应时间，且数据中心服务系统以服务方式运行在中心服务器上。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，其特征在于：所述的应用系统划分为应用服务层和展示层，服务层负责系统数据处理和分析；展示层提供报表、图形显示，是监测系统人机交互界面。5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，其特征在于：所述数据采集系统包括传感器系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据库子系统、数据处理与控制系统和安全评价和预警子系统。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的变电站土建结构健康监测系统，其特征在于：所述传感器系统根据变电站土建结构计算及危险性分析的结论，并依据结构自身的运营环境、整体及局部受力特点，考虑到监测部位、构件的全面性、代表性、重要性等拟定监测项目及监测点布设方案，健康监测项目主要分荷载源以及结构响应两大类；所述的荷载源有：风荷载，温度监测，腐蚀，设备自重荷载；结构特性有：静态参数，动力特性；变电站土建设施响应有：裂缝变形，加速度，应变/应力分布，围墙位移，变压器、GIS等...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萌，郭锐，刘成龙，王志童，畅玉珊，王彦东，肖登，贾雨欣，李柳雅，常剑华，刘娟，汪金萍，何大伟，杨璐，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司兰州供电公司，
类型：发明
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