一种变电站地震监测仪及地震监测方法技术

本发明专利技术提供了一种变电站地震监测仪及地震监测方法，包括：信息采集模块、通信模块和地震分析模块；所述地震分析模块基于所述采集模块收集的地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。本发明专利技术提供的技术方案适用于对变电站周围地震信息的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站地震监测仪及地震监测方法
本专利技术涉及电网防灾减灾
，具体涉及一种变电站地震监测仪及地震监测方法。
技术介绍
作为重要的基础设施，电网系统的震损在带来严重经济损失的同时，将严重影响震区的抗震救灾和生产生活恢复。2008年汶川8.0级地震中四川电网有22座220kV及以上等级变电站受损；2010年玉树7.1级地震中，全县3条35kV线路中有2条受损，全县9条10kV线路全部受损。特高压电网目前还未受到较大地震灾害的影响，但由于其输电容量大，若发生震损影响范围将更广。在国外，1989年美国LomaPrieta大地震中电力系统的损害严重，两座230kV和500kV的变电站的破坏造成140万用户断电。2011年3月日本外海发生的9.0级地震中，福岛核电机组最初实现了安全停堆的设计功能，但外部电源和应急电源的失效使冷却系统无法发挥作用而导致堆芯温度升高和氢气爆炸。地震监测是变电站运行阶段针对地震灾害风险的重要感知方式，是电网灾害评估的重要依据。针对变电站开展地震监测，可为地震后变电站电气设备受损情况评估提供依据，从而提高震后变电站抢修效率。现有地震监测仪存在如下几个问题：(1)现有地震监测仪以进口为主，不掌握核心的软硬件开发技术，后续系统更新、维护和升级受制于人，且成本高昂，极大地限制了相关技术大规模推广应用。(2)大部分现有地震监测仪面向铁路、核电等工业领域，并不完全适应变电站地震监测场景。而国家地震台网受监测点分布密度等因素制约，其数据难以满足变电站地震监测要求。鉴于以上问题，已有的地震监测仪难以满足变电站地震监测要求。因此有必要专门开发面向变电站地震监测仪。
技术实现思路
为解决现有铁路、核电等工业领域所采用的地震监测仪受成本、使用功能的限制不能完全适用于变电站地震监测场景，本专利技术提供了一种变电站地震监测仪，包括：信息采集模块、通信模块和地震分析模块；所述地震分析模块基于所述采集模块收集的地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。优选的，所述信息采集模块包括：多个加速度传感器和数据采集电路；所述加速度传感器，用于采集变电站的地震加速度，并输出相应的电信号；所述数据采集电路，用于将所述多个加速度传感器输出的电信号进行汇总，并将汇总的电信号转换为数字信号，同时将所述数字信号发送至所述地震分析模块。优选的，所述地震分析模块，包括：分析子模块和预警子模块；所述分析子模块，用于将所述数据采集电路发送的数字信号输入到预先构建的地震预测模型中，得到地震情况；所述预警子模块，用于基于所述分析子模块得到的地震情况进行预警并将预警信息通过通信模块发送至云服务；其中，所述地震预测模型基于历史地震加速度与所述历史地震加速度对应的地震等级进行训练得到。优选的，所述信息采集模块还包括信号调理电路；所述信号调理电路，用于将所述多个加速度传感器输出的地震加速度对应电信号进行抗混滤波处理，并将处理后的信号传输至数据采集电路。优选的，所述信号调理电路采用二阶巴特沃兹滤波器。优选的，还包括防护外罩；所述信息采集模块、通信模块和地震分析模块均位于所述防护外罩内部。优选的，所述多个加速度传感器均匀分布在所述防护外罩内壁上。优选的，所述加速度传感器采用ADXL354和AKF390-20三轴传感器的冗余设计。优选的，所述数据采集电路采用STM32F373RCT6芯片。基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种变电站地震监测仪监测地震的方法，包括：信息采集模块收集地震监测信息；地震分析模块对所述地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。优选的，所述信息采集模块收集的地震监测信息，包括：加速度传感器采集变电站的地震加速度，并输出相应的电信号；数据采集电路将所述多个加速度传感器输出的电信号进行汇总，并将汇总的电信号转换为数字信号，同时将所述数字信号发送至所述地震分析模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术提供了一种变电站地震监测仪，包括：信息采集模块、通信模块和地震分析模块；所述地震分析模块基于所述采集模块收集的地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。本专利技术提供的技术方案适用于对变电站周围地震信息的监测。2、本专利技术提供的地震分析模块采用预先训练好的地震分析模型准确的预估了设定时间段内变电站所处位置的地震情况。附图说明图1为本专利技术的一种变电站地震监测仪整体结构示意图；图2为本专利技术的一种变电站地震监测仪中电源管理模块、加速度传感器电路原理图；图3为本专利技术的一种变电站地震监测仪中加速度传感器信号处理部分原理图；图4为本专利技术的一种变电站地震监测仪中数据采集电路原理图；图5为本专利技术的一种变电站地震监测仪中信号调理模块原理图；图6为本专利技术的一种变电站地震监测仪中接口电源管理电路原理图；图7为本专利技术的一种变电站地震监测仪中电源管理模块电路原理图；图8为本专利技术的一种变电站地震监测仪在监测点的安装固定方式示意图。具体实施方式为了确保满足变电站地震监测的基本功能和性能需求，同时能够以低成本的方式进行推广，特提出如下的一种变电站地震监测仪硬件设计方案。以达到以下目的：1、可以提供相关测点的实时地震动信号数据；2、系统安装部署和升级维护简单，具有高可靠度；3、低成本，具备数据当地保存和在线上传云终端的能力。实施例1：本专利技术提供一种变电站地震监测仪，如图1所示，包括：信息采集模块、通信模块和地震分析模块；所述地震分析模块基于所述采集模块收集的地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。具体包括：信息采集模块包括：多个加速度传感器、数据采集电路和信号调理电路；所述加速度传感器，用于采集变电站的地震加速度，并输出相应的电信号；所述数据采集电路，用于将所述多个加速度传感器输出的电信号进行汇总，并将汇总的电信号转换为数字信号，同时将所述数字信号发送至所述地震分析模块，这里的数据采集电路硬件采用MCU；信号调理电路，用于将所述多个加速度传感器输出的地震加速度对应电信号进行抗混滤波处理，并将处理后的信号传输至数据采集电路。变电站地震监测仪的硬件架构具体结构如图1所示。1、加速度传感器选型。通过比较市面上常用的地震监测类传感器，本专利选择ICP(integratedcircuitspiezoelectric)加速度传感器。它内置的压电传感器，采用现代集成电路技术将传统的电荷放大器置于传感器中，所有高阻抗电路都密封在传感器内，并以低阻抗电压方式输出。输出电压幅值与加速度成正比。ICP加速度传感器相比电荷式传感器具有如下优点：(1)不需要联结电荷放大器，使用方便、灵活、特别适用于现场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站地震监测仪，其特征在于，包括：信息采集模块、通信模块和地震分析模块；/n所述地震分析模块基于所述采集模块收集的地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。/n

【技术特征摘要】
1.一种变电站地震监测仪，其特征在于，包括：信息采集模块、通信模块和地震分析模块；
所述地震分析模块基于所述采集模块收集的地震监测信息进行分析确定地震情况，然后通过所述通信模块发送至云服务。


2.如权利要求1所述的变电站地震监测仪，其特征在于，所述信息采集模块包括：多个加速度传感器和数据采集电路；
所述加速度传感器，用于采集变电站的地震加速度，并输出相应的电信号；
所述数据采集电路，用于将所述多个加速度传感器输出的电信号进行汇总，并将汇总的电信号转换为数字信号，同时将所述数字信号发送至所述地震分析模块。


3.如权利要求2所述的变电站地震监测仪，其特征在于，所述地震分析模块，包括：分析子模块和预警子模块；
所述分析子模块，用于将所述数据采集电路发送的数字信号输入到预先构建的地震预测模型中，得到地震情况；
所述预警子模块，用于基于所述分析子模块得到的地震情况进行预警并将预警信息通过通信模块发送至云服务；
其中，所述地震预测模型基于历史地震加速度与所述历史地震加速度对应的地震等级进行训练得到。


4.如权利要求2所述的变电站地震监测仪，其特征在于，所述信息采集模块还包括信号调理电路；
所述信号调理电路，用于将所述多个加速度传感器输出的地震加速度对应电信号进行抗混滤波处理，并将处理后的信号传输至数据采集电路。


5.如权利要求4所述的变电站地震监测仪，其特征在于，所述信号调理电路采用二阶巴特沃兹滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谦，李圣，程永锋，卢智成，薛耀东，林森，朱祝兵，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11