CN108134452A - 电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法 - Google Patents

电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电网安全技术领域，公开了一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法，以全面且系统解决电网电力火灾安全防治问题。本发明系统包括：分布式监测站，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，管控子模块还与相对应的带电灭火系统连接；且各管控子模块经云平台连接管控平台，以及管控平台还与部署于各分布式监控站的各管控子模块连接，以供管控平台实施状态预警、告警及远程灭火。

Description

电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法
技术领域
本发明涉及电网安全技术领域，尤其涉及一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法。
背景技术
近年来，随着全球能源互联网和特高压电网的加快建设，变压器火灾和电力电缆隧道火灾已成为危害大电网安全的两大火灾灾害，常造成大规模、长时间停电事故，严重影响电网安全稳定运行。
变压器和电力电缆火灾由于电压等级高，因此需要安装电力火灾带电灭火系统。电力变压器和电缆隧道遍布于全国各地，如果对电力变压器和电缆隧道进行分散性火灾防治，工作量将很大，防治成本很高，因此需要集中管控，提高工作效率。其次，由于现今的变电站和电缆隧道大都处于无人值守状态，火灾发生后，管理人员很难立即赶到现场进行灭火，因此需要远程操作控制灭火。电力火灾电压很高，因此需要保证现场人员的人身安全，防治触电。另外，电力变压器和电缆隧道常处于人少至的区域，设备的状态维护、保养较困难，因此需要进行设备的全寿命周期管理，全面保护变压器和电力电缆的火灾安全。
近些年，随着物联网的发展，现今已有基于物联网的消防监控系统，如CN103550892A和CN 103035105A。但是，这些专利只是对消防器材、消防车、消防人员以及消防通道进行实时监控和记录数据，或者是对火灾消防报警远程监控。藉此，现有的物联网消防监控涉及的仅是单点，且不适合电网监测点分布零散且需要带电灭火这一特殊的场景。因此，亟需一种全面系统解决电网电力火灾安全防治问题的物联网系统及其管控方法。
发明内容
本发明目的在于公开一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法，以全面且系统解决电网电力火灾安全防治问题。
为实现上述目的，本发明公开了一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统，包括：
分布式监测站，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各所述一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，所述管控子模块还与相对应的所述带电灭火系统连接；
所述带电灭火系统包括受控于联动控制系统的水箱、灭火液箱、压力模块、灭火液比例混合器及喷雾系统。
所述灭火液箱中为针对性扑灭电力火灾的绝缘型水溶性高效灭火液，应用于电力火灾时兼具良好的绝缘性能和优异的灭火性能；所述压力模块提供1.5MPa-10.0MPa的水压，其中优选为3.5MPa-6.0MPa；
所述灭火液比例混合器采用压力罐式比例混合器、环泵式比例混合器、平衡式比例混合器、机械水力式比例混合器中的一种或多种的组合；
所述喷雾系统产生的水雾雾滴直径(DV0.99)为50μm-400μm，其中优选250-390μm；
各所述管控子模块，分别用于向云平台传送所管辖监测站所设各类传感器的采集数据，并转发管控平台远程控制所管辖带电灭火系统灭火的相关指令；
所述云平台，用于存储、计算、分析各所述管控子模块所传送的采集数据，如果数据满足正常运行参数，则仅进行存储，如果数据不满足正常运行参数，则将数据存储并传输至所述管控平台；
所述管控平台，与部署于各分布式监控站的各所述管控子模块连接，用于根据所述云平台所传送的数据实施状态预警、告警及远程灭火。
为实现上述目的，本发明还公开了一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统管控方法，包括：
步骤S1、构建物联网系统，所述物联网系统包括：
分布式监测站，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各所述一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，所述管控子模块还与相对应的所述带电灭火系统连接；且各所述管控子模块经云平台连接管控平台，以及所述管控平台还与部署于各分布式监控站的各所述管控子模块连接；
步骤S2、各所述管控子模块将各类传感器所采集的数据传输至所述云平台；所述云平台对数据进行存储、分析与计算，如果数据满足正常运行参数，则仅进行存储，如果数据不满足正常运行参数，则将数据存储并传输至所述管控平台，由所述管控平台实施状态预警、告警及远程灭火；且在远程灭火时，由各所述管控子模块转发所述管控平台远程控制所管辖带电灭火系统灭火的相关指令。
本发明具有以下有益效果：
1、实现大型电网中电力变压器和电缆隧道火灾的预警、告警、远程安全灭火、设备全寿命周期管理四大功能，全面保证电力设备的火灾安全。
2、针对于电力火灾的高电压危险性，实现了安全灭火，保证人员的安全。
进一步地，本发明还能将二类传感器设为定时采集状态，针对于电力变压器和电力隧道火灾的防治特点，对定时传输信号和实时传输信号进程分别处理，精确了火灾防护的管控内容与流程，提高了工作效率，简化了工作量。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的电网分布式带电灭火系统的物联网系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例公开一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统。
如图1所示，本实施例公开的电网电力火灾预警与带电灭火系统的管控平台所针对的场景为某省共有50座大型电力变电站，49处电力电缆隧道，包括有：
分布式监测站(具体包括上述50座大型电力变电站+49处电力电缆隧道)，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，管控子模块还与相对应的带电灭火系统连接；
各管控子模块，分别用于向云平台传送所管辖监测站所设各类传感器的采集数据，并转发管控平台远程控制所管辖带电灭火系统灭火的相关指令；
云平台，用于存储、计算、分析各管控子模块所传送的采集数据，如果数据满足正常运行参数，则仅进行存储，如果数据不满足正常运行参数，则将数据存储并传输至管控平台；
管控平台，与部署于各分布式监控站的各管控子模块连接，用于根据云平台所传送的数据实施状态预警、告警及远程灭火。
与图1相对应的，上述一类传感器包括：部署于火灾保护区域温度传感器和可燃气体浓度传感器(如烟感)，其采集的数据为实时传输，主要用于判断火灾是否发生及其严重程度。上述二类传感器包括：水箱水位传感器、灭火液箱水位传感器、巡检状态监视器、设备巡检噪声传感器、供电质量传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器，其采集数据的传输形式为定期传输形式，例如：定期传输信号传感器的信号采集间隔为每隔一天采集一次信号。上述三类传感器为泄露电流测量传感器，其传输形式也为灭火时实时传输；灭火过程中，可能有人员靠近火灾区域，因此需要利用灭火时传输信号传感器测量火灾周围的泄露电流值，保证人员的安全，与之类似的，前述的可燃气体浓度传感器也可以提到类似的安全指示作用。
本实施例中，为了获知带电灭火系统的整体工作状态，判别设备是否正常运行以及是否需要保养，需要定期采集灭火系统的工作状态信息，这些信息包括：水箱的水位、灭火液箱水位、巡检状态、设备巡检噪声、供电质量、环境温度、环境湿度；藉此实现对带电灭火系统的工作运行状态和环境状态进行有效的监测，实现设备的全寿命周期管理，并提高了工作效率。其中，水箱和灭火液箱水位的正常代表了灭火水剂的充足状况；灭火系统定期进行设备的自动巡检，巡检状态的正常与否代表了灭火系统是否需要检修以及需要检修的内容；设备巡检时的噪声大小说明了设备泵组的润滑状态，用于判断泵组系统是否需要保养；环境温度和湿度代表了系统存放空间的环境状态。与之对应的，云平台和管控平台判别设备正常与否的评判标准如下：
水箱水位高于80％即认为水位正常，否则为不正常；
灭火液箱水位高于80％即认为灭火液水位正常，否则为不正常；
设备巡检噪声小于90dB即为正常，90-110dB为轻度异常，110dB以上为严重异常；
供电电压为380V±10％为正常，否则为过低或过高；
环境温度为5-40℃为正常，否则为过低或过高。
另一方面，本实施例中，可选的，由于电力变压器和电缆隧道都处于分散且人少至的地区，因此上述的管控子模块与云平台的数据传输方式、以及管控平台与管控子模块之间的数据传输方式优选为无线信号传输，包括GPRS、CDMA、TD-LTE、FDD-LTE中的一种或多种的结合。
优选地，本实施例中，管控平台还与第三方设备(如图1中的设备主人终端)连接以将预警、告警和灭火信息实时传输至第三方设备以指导安全灭火。
又例如：借助本发明上述系统，管控平台判别输出火灾告警的条件为：
可燃气体的警报值为25％LEL；
火灾温度的报警值为120℃。
实施例2
与上述系统实施例相对应的，本实施例公开一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统管控方法包括：
步骤S1、构建物联网系统。所构建的物联网系统包括：
分布式监测站，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，管控子模块还与相对应的带电灭火系统连接；且各管控子模块经云平台连接管控平台，以及管控平台还与部署于各分布式监控站的各管控子模块连接。
步骤S2、各管控子模块将各类传感器所采集的数据传输至云平台；云平台对数据进行存储、分析与计算，如果数据满足正常运行参数，则仅进行存储，如果数据不满足正常运行参数，则将数据存储并传输至管控平台，由管控平台实施状态预警、告警及远程灭火；且在远程灭火时，由各管控子模块转发管控平台远程控制所管辖带电灭火系统灭火的相关指令。
在具体的监控过程中，本实施例方法还可以进一步包括：管控平台将预警、告警和灭火信息传输至第三方设备以指导安全灭火。例如：远程安全灭火时，各管控子模块将相应传感器所采集泄露电流值信号传输至云平台，由云平台存储并经管控平台实时传输至第三方设备以指导安全灭火。
进一步的，本实施例方法还包括：管控平台随时调看云平台存储的各类传感器的历史信息；藉此可获得长期火灾数据，对火灾防治提供数据指导。
综上，本发明实施例公开的电网分布式带电灭火系统的物联网系统及其管控方法，具有以下有益效果：
1、实现大型电网中电力变压器和电缆隧道火灾的预警、告警、远程安全灭火、设备全寿命周期管理四大功能，全面保证电力设备的火灾安全；
2、针对于电力变压器和电力隧道火灾的防治特点，对定时传输信号和实时传输信号进程分别处理，精确了火灾防护的管控内容与流程，提高了工作效率，简化了工作量。
3、针对于电力火灾的高电压危险性，实现了安全灭火，保证人员的安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统，其特征在于，包括：
分布式监测站，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各所述一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，所述管控子模块还与相对应的所述带电灭火系统连接；
各所述管控子模块，分别用于向云平台传送所管辖监测站所设各类传感器的采集数据，并转发管控平台远程控制所管辖带电灭火系统灭火的相关指令；
所述云平台，用于存储、计算、分析各所述管控子模块所传送的采集数据，如果数据满足正常运行参数，则仅进行存储，如果数据不满足正常运行参数，则将数据存储并传输至所述管控平台；
所述管控平台，与部署于各分布式监控站的各所述管控子模块连接，用于根据所述云平台所传送的数据实施状态预警、告警及远程灭火。
2.根据权利要求1所述的电网分布式带电灭火系统的物联网系统，其特征在于，所述管控平台还与第三方设备连接以将预警、告警和灭火信息实时传输至所述第三方设备以指导安全灭火。
3.根据权利要求1或2所述的电网分布式带电灭火系统的物联网系统，其特征在于，所述带电灭火系统包括受控于联动控制系统的水箱、灭火液箱、压力模块、灭火液比例混合器及喷雾系统。
4.根据权利要求3所述的电网分布式带电灭火系统的物联网系统，其特征在于，所述二类传感器包括下述的任意一种或任意组合：
水箱水位传感器、灭火液箱水位传感器、巡检状态监视器、设备巡检噪声传感器、供电质量传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器。
5.根据权利要求1或2所述的电网分布式带电灭火系统的物联网系统，其特征在于，所述一类传感器包括下述的任意一种或任意组合：
部署于火灾保护区域温度传感器和可燃气体浓度传感器。
6.根据权利要求1或2所述的电网分布式带电灭火系统的物联网系统，其特征在于，所述三类传感器包括泄露电流测量传感器。
7.一种电网分布式带电灭火系统的物联网系统管控方法，其特征在于，包括：
步骤S1、构建如权利要求1至6任一所述的物联网系统，所述物联网系统包括：
分布式监测站，各监测站分别设置有一套面向火灾保护区域的带电灭火系统、一组实时采集火灾信号的一类传感器、一组采集带电灭火系统工作状态信息的二类传感器和一组采集灭火时火灾周围泄露电流值的三类传感器，各所述一类、二类和三类传感器与一管控子模块连接，所述管控子模块还与相对应的所述带电灭火系统连接；且各所述管控子模块经云平台连接管控平台，以及所述管控平台还与部署于各分布式监控站的各所述管控子模块连接；
步骤S2、各所述管控子模块将各类传感器所采集的数据传输至所述云平台；所述云平台对数据进行存储、分析与计算，如果数据满足正常运行参数，则仅进行存储，如果数据不满足正常运行参数，则将数据存储并传输至所述管控平台，由所述管控平台实施状态预警、告警及远程灭火；且在远程灭火时，由各所述管控子模块转发所述管控平台远程控制所管辖带电灭火系统灭火的相关指令。
8.根据权利要求7所述电网分布式带电灭火系统的物联网系统管控方法，其特征在于，还包括：所述管控平台将预警、告警和灭火信息传输至第三方设备以指导安全灭火。
9.根据权利要求7所述电网分布式带电灭火系统的物联网系统管控方法，其特征在于，还包括：
远程安全灭火时，各所述管控子模块将相应传感器所采集泄露电流值信号传输至所述云平台，由所述云平台存储并经所述管控平台实时传输至第三方设备以指导安全灭火。
10.根据权利要求7所述电网分布式带电灭火系统的物联网系统管控方法，其特征在于，还包括：
所述管控平台随时调看所述云平台存储的各类传感器的历史信息。
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