CN109410525A - 一种基于配电网的城市社区洪涝监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其包括信号采集系统、CPU模块、存储模块、显示模块以及信息通信模块。所述信号采集系统配置用于采集水文数据信息和所述配电网电力线路的电流数据信息，并将所采集到的数据信息发送至所述CPU模块。所述CPU模块配置用于对数据信息进行分析处理；所述存储模块配置用于存储所述CPU模块发送的数据；所述显示模块配置用于实时显示所述CPU模块发送的洪涝预警信息和/或配电网运行状况预警信息；所述信息通信模块配置用于发送洪涝预警和/或配电网运行状态预警信息通知。该装置与城市配电网供电系统同步布置，可以同时对城市社区的洪涝灾害易发生地和配电网运行状态进行监测预警。

Description

一种基于配电网的城市社区洪涝监测装置

技术领域

本发明属于城市社区洪涝灾害预警、城市配电网安全供电领域，具体涉及一种基于配电网的城市社区洪涝监测装置。

背景技术

近年来，诸多大中城市频繁遭受暴雨洪涝灾害，不仅影响了城市正常运转和居民生产生活秩序，还造成了严重的生命财产损失。洪涝灾害已成为我国政府和社会公众普遍关注的问题，提高洪涝灾害监测的时效性和精度是加强洪涝灾害管理的迫切需求。

目前，国内外已有一些关于城市洪涝灾害预警的技术研究。比如201310558228.8号专利公开了一种城市洪涝灾害预警系统及方法，对河湖水位和窨井水位进行测量进而预测城市洪涝灾害和预警。201621077081.6号专利公开了一种城市洪涝在线监测报警系统，通过水位传感器地址码对水位数据进行分布式存储进行预警类型及级别判断，供防汛工作人员进行水位判断。201220594100.8号专利公开了一种城市洪涝灾害自动监测预警装置，包含积水监测装置和智能预警装置，用于城市洪涝灾害之前的预警。

城市配电网的建设是城市社区新建、老旧社区更新的核心基础设施。配电网基础设施的建设同步实现城市洪涝灾害预警，将全面解决城市洪涝自然灾害预警的技术难题，避免重复性建设投资，节约城市洪涝灾害系统单独建设投资预算。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于配电网的城市社区洪涝监测装置，同步实现配电网建设及城市洪涝灾害预警，主动发现灾害预警，提早发现异常避免扩大事故隐患。该基于配电网的城市社区洪涝监测装置不仅能够监测城市社区的水文数据、洪涝灾害，还能监测城市社区供电网的实时运行状态，提高城市配电网安全供电可靠性。

所述基于配电网的城市社区洪涝监测装置包括信号采集系统、CPU模块、存储模块、显示模块以及信息通信模块。所述信号采集系统、所述存储模块、所述显示模块以及所述信息通信模块分别与所述CPU模块相连接。其中，所述信号采集系统用于采集水文数据信息和所述配电网电力线路的电流数据信息，并将所采集到的数据信息发送至所述CPU模块；所述CPU模块用于对数据信息进行分析处理；所述存储模块用于存储所述CPU模块发送的数据信息；所述显示模块用于实时显示所述CPU模块所发送的洪涝预警信息和/或配电网运行状况预警信息；所述信息通信模块配置用于发送洪涝预警和/或配电网运行状态预警信息通知。

优选地，所述信号采集系统包括监测和采集水文数据的水文分析模块、进行视频监控的视频功能模块、进行数据采集并实现数模转换的数据采集模块以及检测配电网电力线路电流的电流检测模块。所述水文分析模块、所述视频功能模块以及所述电流检测模块分别以能向所述数据采集模块传输数据信息的方式连接到所述数据采集模块，所述数据采集模块与所述CPU模块相连接并向所述CPU模块传输数据信息。

优选地，所述水文分析模块包括水位传感器。

优选地，所述视频功能模块配置成当所述CPU模块判断所述水文分析模块所采集的水文数据信息超过洪涝预警值时启动运行，以便对易发生洪涝区域的水文进行实时视频监控。

优选地，所述电流检测模块包括电流互感器，所述电流互感器套装于所述配电网电力线路的外侧。

优选地，所述基于配电网的城市社区洪涝监测装置还包括信号采集系统电源模块和CPU电源模块，所述信号采集系统电源模块对所述信号采集系统进行供电，所述CPU电源模块对所述CPU模块、所述存储模块、所述显示模块以及所述信息通信模块进行供电。

优选地，所述信号采集系统电源模块和所述CPU电源模块是直流电源模块，配置用于直接从城市配电网供电系统取电，经过整流滤波稳压后分别输出5V和24V的电源。

优选地，所述信号采集系统电源模块与所述CPU电源模块两者互为备用电源模块，当它们中的一个发生故障时，切换使用另一个进行供电。

优选地，所述信息通信模块配置成在所述CPU模块判断所述水文分析模块所采集的水文数据信息超过预警值时，和/或所述电流检测模块检测到电流超过限定值时启动。

优选地，所述电流检测模块设置在所述配电网的电力线路上。

优选地，所述CPU模块、所述存储模块、所述显示模块以及所述信息通信模块设置在城市社区的配电室内。

优选地，所述数据采集模块设置在城市社区的配电室内。

优选地，所述水文分析模块设置在城市社区的配电室外部。

优选地，所述视频功能模块设置在所述配电室的外部。所述视频功能模块配置成具有夜视功能。

优选地，所述显示模块包括集成式LCD液晶显示屏。

本申请所公开的基于配电网的城市社区洪涝监测装置可以在城市社区同步进行洪涝灾害监测和配电网运行状况的监测，这样可以极大地降低城市社区设施建设成本，同时提高城市配电网安全供电的可靠性和增强城市水灾早期预警，保障城市生产生活的安全。

附图说明

图1是本发明的基于配电网的城市社区洪涝监测装置的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施方式的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1示出了本发明的基于配电网的城市社区洪涝监测装置的组成示意图。该基于配电网的城市社区洪涝监测装置(下文简称为装置)主要包括信号采集系统、CPU模块6、存储模块7、显示模块9以及信息通信模块10。信号采集系统、存储模块7、显示模块9以及信息通信模块10分别与CPU模块6相连接。

该装置还包括信号采集系统电源模块4和CPU电源模块8，其中采集系统电源模块4用于对信号采集系统供电，CPU电源模块8用于对CPU模块6、存储模块7、显示模块9以及信息通信模块10供电。

信号采集系统包括水文分析模块1、视频功能模块2、数据采集模块3以及电流检测模块5。水文分析模块1、视频功能模块2和电流检测模块5分别连接到数据采集模块3并向数据采集模块3传输数据信息。数据采集模块3与CPU模块6相连接，向CPU模块6传输数据信息。

水文分析模块1可以安装在配电室11(图1中虚线框所示)附近易发生洪涝的区域，用于对该区域进行水文数据监测，其包括用于监测水位的水位传感器，水位传感器可以选用例如投入式水位传感器DATA-51系列。

视频功能模块2安装在能将待监测的易发生洪涝的区域纳入其视频监控范围内的适当位置，例如图1所示安装在杆塔12的顶部或杆塔12上靠近顶部的位置。视频功能模块2优选具有夜视功能，以便能在必要的时候对易发生洪涝灾害的区域进行清楚的视频监控。

电流检测模块5安装在配电网的线路上，用于监测配电网电力线路的电流。电流检测模块5包括电流互感器，套于配电网电力线路的外侧。能用于本申请的电流互感器的一个实例是例如LZZBJ9-10A 5-600/5浇注10KV柜内户内外高压电流互感器。

数据采集模块3优选设置在配电室内，用于进行数据采集并实现数模转换。数据采集模块3优选使用24位高精度采样频率可调的采集卡，并配置USB端口，以便于进行功能、参数配置。

CPU模块6从数据采集模块3接收数据，并对数据进行分析处理。

CPU模块6进一步将数据结果发送至存储模块7进行存储，可根据实际需求对存储模块7中的数据定期进行更新。存储模块7优选为能支持标准FAT文件系统，内置可支持SD、MMC卡的Micro SD卡插槽，可直接电脑读写，且读取文件的速度、模块支持容量可进行拓展。

显示模块9实时显示从CPU模块6接收到的监测信息数据和/或预警信息，显示模块9优选为集成式LCD液晶显示屏。信息通信模块10在必要的时候发送预警信息通知，优选选用4G直插SIM卡通讯、WIFI模块、支持网口4PIN接入、带灯带串口。

水文分析模块1所采集的水文数据(其包括水位传感器监测到的水位信息数据)和电流检测模块5所监测到的电流数据被传输至数据采集模块3，数据采集模块3对这些数据进行预选处理，然后传输至CPU模块6，CPU模块6对数据进行进一步的分析和处理。

当CPU模块6判断水文分析模块1所采集的水文数据超过洪涝预警值，或者电流检测模块5所检测到的电流超过限定值时，或者水文分析模块1所采集的水文数据超过洪涝预警值，同时电流检测模块5所检测到的电流超过限定值时，信息通信模块10启动运行并发送洪涝预警信息和/或配电网运行异常的预警信息。

一旦CPU模块6判断水文分析模块1所采集的水文数据超过洪涝预警值时，则视频功能模块2启动运行，对易发生洪涝灾害区域的水文情况进行实时视频监控。居民用户、防洪人员等在借助视频功能模块2进行视频确认或进一步的现场确认之后，可以通过例如发送短信的方式向更多的居民用户、防洪人员进行通知预警，从而减小甚至避免灾害发生可能带来的不利影响。

信号采集系统电源模块4和CPU电源模块8是直流电压模块，它们优选配置成从城市配电网供电系统中直接取电，经过整流滤波稳压后分别输出5V和24V的电源。信号采集系统电源模块4与CPU电源模块8可以配置成互为备用电源模块，当它们其中一个发生故障时可以切换使用另一个进行供电，这样可以提高装置运行的可靠性。

以上结合附图对本发明所提供的基于城市社区配电网的洪涝监测装置的具体实施方式进行了详细的介绍，但本发明不局限于上述具体实施方式。在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其包括信号采集系统、CPU模块(6)、存储模块(7)、显示模块(9)以及信息通信模块(10)，所述信号采集系统、所述存储模块(7)、所述显示模块(9)以及所述信息通信模块(10)分别与所述CPU模块(6)相连接，其中

所述信号采集系统用于采集水文数据信息和所述配电网电力线路的电流数据信息，并将所采集到的数据信息发送至所述CPU模块(6)；

所述CPU模块(6)用于对数据信息进行分析处理；

所述存储模块(7)用于存储所述CPU模块(6)发送的数据信息；

所述显示模块(9)用于实时显示所述CPU模块(6)所发送的洪涝预警信息和/或配电网运行状况预警信息；

所述信息通信模块(10)配置用于发送洪涝预警和/或配电网运行状态预警信息通知。

2.根据权利要求1所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述信号采集系统包括监测和采集水文数据的水文分析模块(1)、进行视频监控的视频功能模块(2)、进行数据采集并实现数模转换的数据采集模块(3)以及检测配电网电力线路电流的电流检测模块(5)，

所述水文分析模块(1)、所述视频功能模块(2)以及所述电流检测模块(5)分别以能向所述数据采集模块(3)传输数据信息的方式连接到所述数据采集模块(3)，所述数据采集模块(3)与所述CPU模块(6)相连接并向所述CPU模块(6)传输数据信息。

3.根据权利要求2所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述水文分析模块(1)包括水位传感器。

4.根据权利要求2所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述视频功能模块(2)配置成当所述CPU模块(6)判定所述水文分析模块(1)所采集的水文数据信息超过洪涝预警值时启动运行，以便对易发生洪涝区域的水文进行实时视频监控。

5.根据权利要求2所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述电流检测模块(5)包括电流互感器，所述电流互感器套装于所述配电网电力线路的外侧。

6.根据权利要求1或2所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：还包括信号采集系统电源模块(4)和CPU电源模块(8)，所述信号采集系统电源模块(4)对所述信号采集系统进行供电，所述CPU电源模块(8)对所述CPU模块(6)、所述存储模块(7)、所述显示模块(9)以及所述信息通信模块(10)进行供电。

7.根据权利要求6所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述信号采集系统电源模块(4)和所述CPU电源模块(8)是直流电源模块，配置用于直接从城市配电网供电系统取电，经过整流滤波稳压后分别输出5V和24V的电源。

8.根据权利要求6所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述信号采集系统电源模块(4)与所述CPU电源模块(8)两者互为备用电源模块，当所述信号采集系统电源模块(4)和所述CPU电源模块(8)中的一个发生故障时，切换使用所述信号采集系统电源模块(4)和所述CPU电源模块(8)中的另一个进行供电。

9.根据权利要求2所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述信息通信模块(10)配置成在所述CPU模块(6)判定所述水文分析模块(1)所采集的水文数据信息超过预警值时，和/或所述电流检测模块(5)检测到电流超过限定值时启动。

10.根据权利要求2或5所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述电流检测模块(5)设置在所述配电网的电力线路上。

11.根据权利要求1所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述CPU模块(6)、所述存储模块(7)、所述显示模块(9)以及所述信息通信模块(10)设置在城市社区的配电室内。

12.根据权利要求2所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述数据采集模块(3)设置在城市社区的配电室内。

13.根据权利要求2所述的基于配电网的城市社区洪涝检测装置，其特征在于：所述水文分析模块(1)设置在城市社区的配电室外部。

14.根据权利要求2或11所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述视频功能模块(2)设置在所述配电室的外部。

15.根据权利要求14所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述视频功能模块(2)配置成具有夜视功能。

16.根据权利要求1所述的基于配电网的城市社区洪涝监测装置，其特征在于：所述显示模块(9)包括集成式LCD液晶显示屏。