CN114740909A - 一种变电站智能排水系统及排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站智能排水系统及排水方法，涉及电力设备保护技术领域。一种变电站智能排水系统，包括：系统控制模块，以及分别与系统控制模块相连接的数据采集模块、操作执行模块和物联网云模块；数据采集模块用于实时采集水位信号，并传送至系统控制模块；系统控制模块用于接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至物联网云模块；操作执行模块用于接收系统控制模块发出的动作指令，执行动作；物联网云模块用于存储数据，并将数据共享至终端。本发明实施例中所提供的一种变电站智能排水系统及排水方法，解决了现有排污系统排水控制不准确以及需要值班人员现场值守，费时费力的问题。

Description

一种变电站智能排水系统及排水方法

技术领域

本申请涉及电力设备保护技术领域，尤其是涉及一种变电站智能排水系统及排水方法。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。变电站承担着电力枢纽和调度的角色，变电站发生故障，会带来较大范围的影响，甚至导致电网运行不稳。因而变电站需要保障较高的工作可靠性。

下雨时地表水会在变电站内汇集，变电站的电缆层地势较低，受地面、墙体开裂等因素影响，较易产生积水。若不及时将站区积水排除站外，将会造成电气设备损坏、站区地基塌陷等问题，严重的话甚至会导致短路、爆炸，严重危及生产安全。

传统的变电站排水装置使用的是液位采集器，其采用高低两个浮漂采集液位控制水泵的启停，随着年份的增长，浮漂感知水位灵敏度逐渐下降，且随着排水井中杂物的增多，浮漂卡住的次数也增多，因此存在浮标开关易卡住，控制不准确，水泵不启动，无法及时排水，排水控制准确率下降。每当雨季来临，传统排水装置需安排专门的值班人员在排水泵房现场值守，当遇到特大降雨时，水面可能没过井面甚至更高，整个电站可能存在多种风险，值班人员无法进入，实际水位和排水情况无法得知。

综上所述，变电站常规排水控制方法不能满足水位实时监测、远程查询、远程操作，排水控制准确率大于97％的需求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种变电站智能排水系统及排水方法，可较为准确地检测水位变化信号，并传送至物联网云模块，实现远程监控变电站的水位变化，远程操作执行模块，解决了现有排污系统排水控制不准确以及需要值班人员现场值守，费时费力的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明实施例提供了一种变电站智能排水系统，包括：系统控制模块，以及分别与所述系统控制模块相连接的数据采集模块、操作执行模块和物联网云模块；所述数据采集模块用于实时采集水位信号，并传送至所述系统控制模块；所述系统控制模块用于接收所述数据采集模块传送的水位信号，并对所述操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至所述物联网云模块；所述操作执行模块用于接收所述系统控制模块发出的动作指令，执行动作；所述物联网云模块用于存储数据，并将数据共享至终端。

在一些实施例中，所述数据采集模块包括：液位传感器，用于实时测量液位值。

在一些实施例中，所述操作执行模块包括：两个水泵，用于进行抽水排水。

在一些实施例中，所述系统控制模块包括：相连接的集成控制单元和基础电路单元；所述集成控制单元用于处理数据信息；所述基础电路单元用于控制所述操作执行模块。

在一些实施例中，所述集成控制单元包括：集成控制器。

在一些实施例中，所述基础电路单元包括：输出端均与所述操作执行模块相连接的漏电保护开关、交流接触器和变压器；所述漏电保护开关用于保护所述操作执行模块；所述交流接触器用于操控所述操作执行模块；所述变压器用于改变电压，为所述操作执行模块提供电源。

本发明的一些实施例还提供了一种应用如上所述的变电站智能排水系统的排水方法，包括以下步骤：实时采集水位信号，并传送至系统控制模块；接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至物联网云模块；接收系统控制模块发出的动作指令，执行动作；存储数据，并将数据共享至终端。

在一些实施例中，所述接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，包括：当接收到的实时水位信号处于启动液位时，对操作执行模块发出动作指令，启动排水。

在一些实施例中，所述接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，还包括：当接收到的实时水位信号处于停止液位时，对操作执行模块发出动作指令，停止运行。

在一些实施例中，所述操作执行模块包括：两个水泵；所述排水方法还包括：对两个水泵设置不同的启动液位和停止液位，进行错位排水。

本发明提供的一种变电站智能排水系统，通过系统控制模块、数据采集模块、操作执行模块和物联网云模块的相互连接，实现水位实时监测、远程查询、远程操作，能够及时获取故障信息，及时排污，有效节省值班人员现场值守的人力，提高电力工作效率，保障工作人员的人身安全和电网设施安全。

本发明提供的变电站智能排水系统能够在洪涝等特殊天气同时控制多个变电站的排水，可以有效提高变电站排水的及时性和可靠性，为人民提供安全可靠的电力供应，本发明的变电站智能排水系统应用到的变电站所覆盖区域内，接到的客户关于停电投诉电话，由原来的平均30次/月降为平均10次/月，切实体现了人民电业为人民的企业宗旨，取得了良好的社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程等的限制。

图1为根据本公开一些实施例中的变电站智能排水系统的结构示意图；

图2为根据本公开一些实施例中的系统控制模块的结构示意图；

图3为根据本公开一些实施例中的系统控制模块的另一种结构示意图；

图4为根据本公开一些实施例中的排水方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

本发明实施例提供一种变电站智能排水系统，如图1所示，包括：系统控制模块，以及分别与系统控制模块相连接的数据采集模块、操作执行模块和物联网云模块。

在一些实施例中，数据采集模块用于实时采集水位信号，并传送至系统控制模块。这样，通过数据采集模块能够得到实时的水位信号，并将水位信号转化为电信号，传送至系统控制模块，实现对水位信号进行检测的目的。

在一些示例中，数据采集模块包括：液位传感器，液位传感器用于实时测量液位值。上述液位传感器能够将水位信号，即液位值，转换为电信号，以供AD电路采样，便于将测量的液位值传输至系统控制模块。

液位是指在容器中液体介质的高度位置，液位传感器是用来测量介质液位的传感器。

示例性的，上述液位传感器采用压阻式液位传感器，其检测精度高，误差在±0.01m内，耐腐蚀能力指数≥35，耐腐蚀能力强，承压范围为-0.1MPa～3MPa，成本低，并且，这种液位传感器是利用单晶硅的压阻效应，在压力变化时使应变电阻产生成正比的变化，以便于检测液位值。

在一些实施例中，系统控制模块用于接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至物联网云模块。这样，系统控制模块既能够控制操作执行模块执行相应的动作指令，又能够通过物联网云模块进行数据的备份及共享。

在一些实施例中，操作执行模块用于接收系统控制模块发出的动作指令，执行动作。

在一些示例中，操作执行模块包括：两个水泵，两个水泵用于进行抽水排水。

水泵是输送液体或者液体增压的机械，它将原动机的机械能或者其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，促使水流流动。

上述水泵设置有启动液位和停止液位。

启动液位：当实时液位值大于启动液位设定值时，自动启动排水；停止液位：水泵启动排水，液位值下降，当实时液位值低于停止液位值时，水泵自动停止运行。

上述两个水泵设置有不同的启动液位和停止液位，通过采用双水泵错位控制，使得两个水泵互为备用，并且，两个水泵设置不同的启动液位和停止液位，能够保证水位监测的准确率、以及排水动作的合理性。

示例性的，水泵采用WQ型潜水污水泵，其扬程＞＝7m，不需单独建设水泵房，功率>＝2.2kW，同时，这种水泵和电机是同一根轴，由于水泵位于整个排污泵的最下端，因此它能最大限度地抽吸地面积余污水，排水效果更好。

在一些实施例中，物联网云模块用于存储数据，并将数据共享至终端。运维人员通过终端可以查看水位数据，以供运维人员判断并执行相应操作。

在一些示例中，物联网云模块包括云服务器，终端与云服务器远程连接，利用云服务器平台，终端进行人机交互，并通过无线互联网技术进行变电站的远程排水操作。

终端可以为手机端或WEB端，设置用户权限，运维人员通过终端可以远程访问控制。这样能够增强操作性，可以实现远程云监控，智能管理，实时监视生产数据，并可对多个变电站内污水池进行水位检测和排水动作。

示例性的，物联网云模块采用海为云平台。

在一些示例中，物联网云模块还包括报警单元，具备云报警功能，当系统产生报警时，报警信息可以实时推送到手机端或电脑WEB端，运维人员可以实时了解设备的运行状态，及时处理设备故障。

另外，物联网云模块还能够准确记录报警信息、数据信息、查看液位曲线，以供运维人员查看。

在一些实施例中，系统控制模块包括：相连接的集成控制单元和基础电路单元，集成控制单元用于处理数据信息，基础电路单元用于控制操作执行模块。

在一些示例中，集成控制单元包括：集成控制器。

示例性的，集成控制器为PLC。变电站智能排水系统以PLC(可编程逻辑控制器)为主控核心。

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

示例性的，PLC的型号采用S7214-2AD23-0XBB，编写双泵错位工作算法流程，并将算法输入PLC，以实现双水泵错位控制。通过PLC对水泵进行控制，动作准确率能达到100％，时间延迟在2S以内。

在一些示例中，基础电路单元包括：输出端均与操作执行模块相连接的漏电保护开关、交流接触器和变压器，漏电保护开关用于保护操作执行模块，交流接触器用于操控操作执行模块，变压器用于改变电压，为操作执行模块提供电源。

上述漏电保护开关、交流接触器和变压器的输入端均与集成控制单元相连接。

示例性的，漏电保护开关采用电流型的，型号采用OKM5D-40/3902，其以漏电电流为动作信号，用以对低压网直流接触电和间接接触电进行有效保护。

示例性的，交流接触器的型号采用CJX2S-511，能够远距离的接触和分断电路，并且能够频繁地启动和控制水泵，精准控制水泵的启动和停止，准确率达100％。

示例性的，变压器的型号采用BK-50。

本发明的一些实施例提供一种应用如上所述的变电站智能排水系统的排水方法，包括步骤：S100～S400。

S100，实时采集水位信号，并传送至系统控制模块。

S200，接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至物联网云模块。

此处，系统控制模块的类型和结构等，可以参照上述一些实施例中对系统控制模块的类型和结构等的说明，此处不再赘述。

上述接收水位信号后，系统控制模块根据存储于PLC中的算法，对操作执行模块发出动作指令。

上述上传至物联网云模块的数据包括系统控制模块收到的数据和操作执行模块的动作信息等。

S300，接收系统控制模块发出的动作指令，执行动作。

S400，存储数据，并将数据共享至终端。

本发明的一些实施例所提供的排水方法所能实现的有益效果，与上述一些实施例中提供的变电站智能排水系统所能实现的有益效果相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，所述接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，包括：

S210，当接收到的实时水位信号处于启动液位时，对操作执行模块发出动作指令，启动排水。

在一些示例中，所述接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，还包括：

S220，当接收到的实时水位信号处于停止液位时，对操作执行模块发出动作指令，停止运行。

通过设置启动液位和停止液位，能够及时将积水排除出去，提高控制准确率，避免变电站内积水过多，保护电气设备，保证运行安全。

在一些示例中，操作执行模块包括：两个水泵，所述排水方法还包括：S001。

S001，对两个水泵设置不同的启动液位和停止液位，进行错位排水。

通过采用双水泵错位控制，使得两个水泵互为备用，并且，两个水泵设置不同的启动液位和停止液位，能够保证水位监测的准确率、以及排水动作的合理性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种变电站智能排水系统，其特征在于，包括：

系统控制模块，以及分别与所述系统控制模块相连接的数据采集模块、操作执行模块和物联网云模块；

所述数据采集模块用于实时采集水位信号，并传送至所述系统控制模块；

所述系统控制模块用于接收所述数据采集模块传送的水位信号，并对所述操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至所述物联网云模块；所述操作执行模块用于接收所述系统控制模块发出的动作指令，执行动作；

所述物联网云模块用于存储数据，并将数据共享至终端。

2.如权利要求1所述的变电站智能排水系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

液位传感器，用于实时测量液位值。

3.如权利要求1所述的变电站智能排水系统，其特征在于，所述操作执行模块包括：

两个水泵，用于进行抽水排水。

4.如权利要求1所述的变电站智能排水系统，其特征在于，

所述系统控制模块包括：相连接的集成控制单元和基础电路单元；

所述集成控制单元用于处理数据信息；

所述基础电路单元用于控制所述操作执行模块。

5.如权利要求4所述的变电站智能排水系统，其特征在于，

所述集成控制单元包括：集成控制器。

6.如权利要求4所述的变电站智能排水系统，其特征在于，所述基础电路单元包括：输出端均与所述操作执行模块相连接的漏电保护开关、交流接触器和变压器；

所述漏电保护开关用于保护所述操作执行模块；

所述交流接触器用于操控所述操作执行模块；

所述变压器用于改变电压，为所述操作执行模块提供电源。

7.一种应用如权利要求1-6中任一项所述的变电站智能排水系统的排水方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时采集水位信号，并传送至系统控制模块；

接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至物联网云模块；

接收系统控制模块发出的动作指令，执行动作；

存储数据，并将数据共享至终端。

8.如权利要求7所述的排水方法，其特征在于，

所述接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，包括：

当接收到的实时水位信号处于启动液位时，对操作执行模块发出动作指令，启动排水。

9.如权利要求8所述的排水方法，其特征在于，

所述接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，还包括：

当接收到的实时水位信号处于停止液位时，对操作执行模块发出动作指令，停止运行。

10.如权利要求9所述的排水方法，其特征在于，

所述操作执行模块包括：两个水泵；

所述排水方法还包括：

对两个水泵设置不同的启动液位和停止液位，进行错位排水。

Images