CN116189370A - 一种变电站消防设备预警信息分级处理方法 - Google Patents

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李敏
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Abstract

本发明公开了一种变电站消防设备预警信息分级处理方法，其通过构建基于事件树的分级预警模型，由分级预警模型对火灾报警反馈信号进行分级处理。本发明提供的方案能够实现消防设备预警分级功能，本方案首先应实现对上传信号的采集、分层，其次对这些信号进行分析、判别、分级处理，最终达到减少因为终端设备误报、联动设备、传输设备等关键设备失效或故障造成得次生灾害和经济损失。

Description

一种变电站消防设备预警信息分级处理方法
技术领域
本发明消防安全技术，具体涉及消防设备故障预警技术。
背景技术
随着社会对电力系统的安全可靠性指标要求不断提高，电力系统的发展趋势是向高电压、大容量的方向发展，各类电力设施设备的完好平稳运行，是电力系统的核心基础。电力系统的安全运行是供电企业的首要任务，其中消防安全为电力系统安全运行提供有效保障。
在变电站(换流站)中，设置针对性的消防设施对电力设备进行防火保护，消防设施主要包括火灾探测设施、自动灭火设施、防火分隔等。同时，电力系统为了加强对消防安全管理，设置了区域或整体的报警探测云平台系统，从而达到跨地域和分层分布式预警监控体系，确保灾害的极早期预警报警。这些技术能够提供各变电站(换流站)消防设施(设备)的运行信息和状态，并可以在第一时间获得火警(火灾)相关信息。
变电站(换流站)内设置的消防设施(设备)，由于设备运行环境、系统运维、产品灵敏度等各方面的因素，可能会存在一定程度的误报和故障，一旦发生误报或故障，可能会衍生其他的次生灾害事故，造成变电站内的重要设施设备损坏以及较大经济损失。
电网系统目前还比较多的采用传统的火灾探测技术，主要包括线性感温火灾探测、吸气式火灾探测器、红外火焰探测器、点型感烟/感温火灾探测器等。其中(1)线型感温火灾探测器，通常包括分布式光纤感温火灾探测器、准分布式光纤光栅感温火灾探测器和线型感温电缆，主要用于室外油浸式变压器、电抗器，室内变压器、电抗器，电缆沟、隧道或廊道等；(2)吸气式感烟火灾探测器，主要用于阀厅；(3)红外火焰探测器，主要被用于变压器或电抗器的场所；(4)点型感烟/感温火灾探测器，比较多的用于常规建筑室内场所，包括一些高低配电室等。
据此形成的火灾探测系统在实际应用过程中存在误报及故障，容易造成严重后果。
(1)线型感温火灾探测器
线型感温火灾探测器被用于室外油浸式变压器、电缆隧道等场所，其中一个很重要的原因在于探测器理论上具有耐恶劣环境条件的特质。但线型感温火灾探测器均需要达到一定的温度才能触发报警，不具备极早期探测能力；基本等探测到温度时，火灾已经发展到一定的规模。其次感温电缆由于采用了负温度系数热敏材料或特定温度软化材料，使得感温电缆或者因为阳光作用易于误报警或者易于老化。即便采用分布光纤感温火灾探测器，也不可避免的存在误报警，或者较大的火才能触发报警的问题。而在电缆沟内，光纤型线型感温要想监测电缆的实时温度必须要紧贴电缆一对一敷设，因此大量的应用造成可能发生的误报率增加。
(2)吸气式感烟火灾探测器
吸气式感烟火灾探测器通常被认为是一种高灵敏度探测器，因此被较多的用于室内阀厅、高低压配电室或计算机房等场所，应该说这些场所的应用是可以体现其高灵敏特性的。但不同厂家的吸气探测器灵敏度、内部气体分析模块不同，因此对周围环境要求较高，当周围环境空气质量发生较大变化时，可能就会引发探测报警。因此吸气式感烟火灾探测器的探测灵敏度等级设置不合理、周围灰尘较多、安装位置受到干扰等都可能引起误报或者故障。
(3)红外火焰探测器
红外火焰探测器通常会采用两波段和三波段，较多的变电站将其用于室外油浸变压器和电抗器的火灾探测中。但是红外火焰探测器同样受环境因素干扰较大，比如受阳光影响大，夏天温度较高，可能出现误报警动作或者探测器饱和不能报警的问题。
(4)点型感烟/感温火灾探测器
点型感烟/感温火灾探测器在供配电系统常规场所使用。作为最常用的报警探测器，感烟探测器内部传感元件容易将一些外部因素误认为火灾因素，例如，粉尘、水汽与烟雾具有一定的相似性，一些灵敏度较高的传感元件探测到，就会被误认为是烟雾，产生火警误报的情况。同时，探测电路主要是将传感元件传递而来的物理信号转换为电信号，如果烟感探测器的工作场所存在较强的电磁干扰，就会导致探测电路的运行受到干扰，也会出现误报的问题。
火灾探测系统若出现误报导致消防设施联动启动，造成经济损失；若出现故障导致报警失效，火灾无法及时报警，造成火灾蔓延
由此可见，如何有效的减少因火灾探测系统误报、故障等造成的次生灾害和经济损失为本领域亟需解决的问题。
发明内容
针对现有火灾探测系统在实际应用过程中存在误报及故障，容易造成严重后果的问题，本发明的目的在于提供一种变电站消防设备预警信息分级处理方法，减少因为终端设备误报、联动设备、传输设备等关键设备失效或故障造成得次生灾害和经济损失。
为了达到上述目的，本发明提供的变电站消防设备预警信息分级处理方法，所述处理方法通过构建基于事件树的分级预警模型，由分级预警模型对火灾报警反馈信号进行分级处理。
在本发明的一些实例中，所述分级预警模型中包括信号采集层信号处理单元、联动控制层信号处理单元、以及结果预警处理单元；
所述信号采集层信号处理单元实时获取信号采集层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
所述联动控制层信号处理单元实时获取联动控制层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
所述结果预警处理单元根据信号采集层信号处理单元和/或联动控制层信号处理单元中确定的设备分级状态，生成对应的分级预警信息。
在本发明的一些实例中，所述确定相应消防设备当前的分级状态包括正常状态、故障状态、误报状态以及持续误报状态。
在本发明的一些实例中，所述生成对应的分级预警信息包括消防设备正常、消防设备故障、消防设备误报。
在本发明的一些实例中，所述分级预警模型中的结果预警处理单元还根据生成的分级预警信息，生成应急预案。
在本发明的一些实例中，所述分级预警模型中以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果，并且采集层中的各种消防设备对应的图形单元、联动控制层中的各种消防设备对应的图形单元以及各种预警结果对应的图形单元之间基于事件树进行连接分布。
在本发明的一些实例中，所述分级预警模型中以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果，并且采集层中的各种消防设备对应的图形单元、联动控制层中的各种消防设备对应的图形单元以及各种预警结果对应的图形单元之间根据所对应设备之间的连接与关联进行连接分布。
在本发明的一些实例中，所述图形单元根据所对应的消防设备的分级状态显示不同的标识颜色。
本发明提供的方案能够实现消防设备预警分级功能，本方案首先应实现对上传信号的采集、分层，其次对这些信号进行分析、判别、分级处理，最终达到减少因为终端设备误报、联动设备、传输设备等关键设备失效或故障造成得次生灾害和经济损失。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例中针对SP泡沫系统的分层示例图；
图2为本发明实例中针对SP泡沫系统形成的分级预警模型示例图；
图3为本发明实例中针对控制楼消防系统的分层示例图；
图4为本发明实例中针对控制楼消防系统形成的分级预警模型示例图；
图5为本发明应用实例中针对故障情况①的分级预警示例图；
图6为本发明应用实例中针对故障情况②的分级预警示例图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
针对现有在变电站(换流站)中设置的针对电力设备进行防火保护的消防设施，构建相应的变电站消防设备预警信息分级处理方法，用于减少因为终端设备误报、联动设备、传输设备等关键设备失效或故障造成得次生灾害和经济损失。
本实例给出的变电站消防设备预警信息分级处理方法，通过构建基于事件树的分级预警模型，由分级预警模型对火灾报警反馈信号进行分级处理。
本实例中构建基于事件树的分级预警模型，采用事件树的原理，分析接到相关反馈信号后可能发生的不同情况进行分级。
在具体构建分级预警模型时，根据消防设备的功能及所产生的后果，本分级预警模型中形成有信号采集层信号处理单元、联动控制层信号处理单元、以及结果预警处理单元。
其中，模型中的信号采集层信号处理单元实时获取信号采集层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态。
这里的信号采集层具体包括：
探测设备、报警按钮等报警触发终端；
视频监控器、电源监控模块、压力传感器、液位传感器、流量传感器等信号采集设备；
火灾报警控制器、视频控制主机、消防电源监控器、泡沫系统监控器、压力传输装置等信号采集、分析、传输、判断设备。
同时，本信号采集层信号处理单元针对信号采集层中相关消防设备所确定的当前分级状态包括正常状态、故障状态、误报状态以及持续误报状态。
模型中的联动控制层信号处理单元实时获取联动控制层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
这里的联动控制层具体包括消防联动控制器、泡沫系统控制器、水泵控制柜等联动控制设备。
同时，联动控制层信号处理单元针对联动控制层中相关消防设备所确定的当前分级状态包括消防设备正常、消防设备故障、消防设备误报。
模型中的结果预警处理单元根据信号采集层信号处理单元和/或联动控制层信号处理单元中确定的设备分级状态，生成对应的分级预警信息。
这里形成的分级预警信息，以及所对应的后果主要包括：
误报警造成严重后果；
误报警未造成严重后果；
报警失效造成严重后果；
报警失效未造成严重后果。
在此基础上，本分级预警模型中还进一步以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果。
作为举例，这里图形方式来呈现相应的消防设备时，可以采用对应于消防设备形状的图像形式来呈现，也可以采用对应于消防设备名称的名称标题来呈现，此处加以限定，具体可根据实际需求而定。
这里图形方式来呈现各种预警结果时，采用对应于各种预警结果名称的名称标题来呈现。
本分级预警模型中针对对应于信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果的各个图形单元，可采用如下两种方式来进行有机的连接分布。
(1)采集层中的各种消防设备对应的图形单元、联动控制层中的各种消防设备对应的图形单元以及各种预警结果对应的图形单元之间基于事件树进行连接分布，由此能够直观的显示出分级预警模型基于事件树方式实现消防设备分级预警的过程。
(2)采集层中的各种消防设备对应的图形单元、联动控制层中的各种消防设备对应的图形单元以及各种预警结果对应的图形单元之间根据所对应设备之间的连接与关联进行连接分布，由此能够直观的显示出各层消防设备之间的连接关系，联动关系，以及各消防设备的各分级状态与相应处理后果之间的关系。
作为进一步的改进方案，本分级预警模型中所形成的图形单元能够根据所对应的消防设备的分级状态显示不同的标识颜色。
作为举例，本实例中各层级消防设备的状态定义如下：
正常(绿色)——定义：上传信息列表正常报警信息。
故障(浅蓝色)——定义：上传信息列表该设备为故障状态或信息列表设备动作后运行时间异常等状态。
误报警(红色)——定义：上传信息列表设备报警信息异常或该设备报警状态持续时间异常。
报警失效(金色)——定义：上传信息列表无该设备信息、失电、不符合规范的手动状态等。
作为进一步举例，本实例中的消防设备预警分级模型，按照各个消防设备的特点，通过如下方式来确定各个消防设备的分级状态以及对应的预警分级执行结果。
(1)信号采集层
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(2)联动控制层
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针对上述方案，以下通过具体实例来进一步说明。
参见图1与图2，其所示为针对变压器的SP泡沫系统构建的分级预警模型示例图。
首先参见图1，本实例中针对SP泡沫系统划分成信号采集层、联动控制层以及造成后果层。
其中，信号采集层包括温度探测器、感烟探测器、火焰探测器、手动报警按钮、管路压力传感器、泡沫罐液位计、视频控制主机、用于气瓶压力探测的压力传输装置、电源监控的消防电源监控器。
控制层包括控制平台、火灾报警控制器、消防联动控制器、声光报警器、119报警器、泡沫系统控制柜、SP泡沫系统。
在此基础上，火灾报警控制器直接控制连接温度探测器、感烟探测器、火焰探测器、手动报警按钮、管路压力传感器、泡沫罐液位计、视频控制主机、压力传输装置、消防电源监控器。消防联动控制器与声光报警器、119报警器控制平台、火灾报警控制器以及泡沫系统控制柜连接，泡沫系统控制柜通过电磁阀控制连接SP泡沫系统。
造成后果层包括误报警造成严重后果；误报警未造成严重后果；报警失效造成严重后果；报警失效未造成严重后果。
进一步参见图2，本实例针对SP泡沫系统形成的SP泡沫系统分级预警模型示例图。
这里针对图1所划分的各层所划分的信号采集层、联动控制层以及造成后果层，以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果。
同时SP泡沫系统分级预警模型实时获取信号采集层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态，并在对应的图形单元中进行显示，同时控制对应的图形单元显示对应的颜色；
SP泡沫系统分级预警模型实时获取联动控制层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
SP泡沫系统分级预警模型基于事件树分析，根据信号采集层信号处理单元和/或联动控制层信号处理单元中确定的设备分级状态，生成对应的分级预警信息，并控制造成后果层中相应的图形单元显示对应的颜色。
参见图3与图4，其所示为针对控制楼的消防系统构建的分级预警模型示例图。
首先参见图3，本实例中针对控制楼的消防系统划分成信号采集层、联动控制层以及造成后果层。
其中，信号采集层包括感温探测器、感烟探测器、可燃气体探测器、手动报警按钮、进行视频监控的视频控制主机、消防水池液位以及高位水箱液位监测显示的液位显示装置、防火门监控的防火门监控器、电气火灾监控的电气火灾监控器、电源监控的消防电源监控器
控制层包括消防联动控制器、火灾报警控制器、气体灭火控制器、声光报警器、119报警器、疏散指示器、门禁系统、防排烟系统、消防广播系统、非消防电源、消防水泵控制柜。
在此基础上，火灾报警控制器直接控制连接感温探测器、感烟探测器、可燃气体探测器、手动报警按钮、进行视频监控的视频控制主机、消防水池液位以及高位水箱液位监测显示的液位显示装置、防火门监控的防火门监控器、电气火灾监控的电气火灾监控器、电源监控的消防电源监控器。
消防联动控制器直接控制连接火灾报警控制器、气体灭火控制器、声光报警器、119报警器、疏散指示器、门禁系统、防排烟系统、消防广播系统、非消防电源、消防水泵控制柜。
造成后果层包括误报警造成严重后果；误报警未造成严重后果；报警失效造成严重后果；报警失效未造成严重后果。
进一步参见图4，本实例针对控制楼消防系统形成的消防系统分级预警模型示例图。
这里针对图3所划分的各层所划分的信号采集层、联动控制层以及造成后果层，以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果。
同时消防系统分级预警模型实时获取信号采集层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态，并在对应的图形单元中进行显示，同时控制对应的图形单元显示对应的颜色；
消防系统分级预警模型实时获取联动控制层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
消防系统分级预警模型基于事件树分析，根据信号采集层信号处理单元和/或联动控制层信号处理单元中确定的设备分级状态，生成对应的分级预警信息，并控制造成后果层中相应的图形单元显示对应的颜色。
以下通过具体应用实例来进一步说明本方案。
这里以“柔性低频输电示范工程换频器火警跳闸故障”为例，对本发明给出的消防设备分级预警模型的应用方法进行举例说明。
本实例中涉及的“柔性低频输电示范工程换频器火警跳闸故障”基本情况如下：
①XX月XX日XX时XX分XX秒，盐场变#1火焰探测器告警动作，且未复归；
②XX月XX日XX时XX分XX秒，盐场变#3吸气式感烟火灾探测器告警动作”；
据此，PCP A(B)装置同时收到#1、#3告警信号，同时满足两个条件后PCP A(B)装置发出后续动作指令，并最终跳开大陈变宽频宽压电源35kV工频开关、宽频宽压电源35kV低频开关、宽频宽压电源开关、启动电阻旁路开关、低频3634开关、陈盐3748低频开关。
针对上述的“柔性低频输电示范工程换频器火警跳闸故障”，引入本发明的消防设备预警信息分级处理方案，针对“柔性低频输电示范工程”中相应的消防设备构建相应的分级预警模型，并由此对消防设备相关动作信号进行量化评级，从而提示消防管理人员及时发现潜在危险，避免上述事故的发生。
具体的，针对情况①，当“盐场变#1火焰探测器告警动作”事件发生后，消防设备分级预警模型监测到阀厅火灾探测器动作，并对该事件进行分级显示，在报警初期，由于难以判断是真实火警或误报警，分级模型默认该信号为真实火警，需要提醒驻站管理人员对火警进行现场确认，并对火警情况进行反馈确认，如发现为真实火警，应立刻启动应急预案，如发现为误报警，需要尽快对误报警信号予以复位和修复，如图5所示。
针对情况②当“盐场变#1火焰探测器告警动作”事件发生后，3小时未复位。消防设备分级预警模型则按照消防设备分级预警模型中的信号定级标准，火焰探测器告警信号3小时未复位，按照模型分析，该情况已排除真实火警情况，模型判断该火焰探测器为误报警，此时由于该系统2点联动的逻辑设定，如阀厅区域再发生1点误动作，将直接导致电网系统停运，可能造成严重后果；此时将该信号判定为“误报警，造成严重后果”，并用红色进行预警响应，在系统界面跳出弹窗及持续报警信息，并可实现将此类分级报警信号持续传递给管理人员移动端，提示管理人员对该情况进行高度重视，如图6所示。
据此可以协助管理人员迅速及时判断此类告警动作为正常报警信号还是误报警信号，并迅速及时对正常报警信号或误报警信号给出解决方案。避免因后续“事件②#3吸气式感烟火灾探测器告警动作”的正常报警信号或误报警信号形成误动作的逻辑关系，造成事故发生。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述处理方法通过构建基于事件树的分级预警模型，由分级预警模型对火灾报警反馈信号进行分级处理。
2.根据权利要求1所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述分级预警模型中包括信号采集层信号处理单元、联动控制层信号处理单元、以及结果预警处理单元；
所述信号采集层信号处理单元实时获取信号采集层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
所述联动控制层信号处理单元实时获取联动控制层中消防设备上传的事件信号，并对事件信号进行分析处理，确定相应消防设备当前的分级状态；
所述结果预警处理单元根据信号采集层信号处理单元和/或联动控制层信号处理单元中确定的设备分级状态，生成对应的分级预警信息。
3.根据权利要求2所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述确定相应消防设备当前的分级状态包括正常状态、故障状态、误报状态以及持续误报状态。
4.根据权利要求2所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述生成对应的分级预警信息包括消防设备正常、消防设备故障、消防设备误报。
5.根据权利要求2所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述分级预警模型中的结果预警处理单元还根据生成的分级预警信息，生成应急预案。
6.根据权利要求2所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述分级预警模型中以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果，并且采集层中的各种消防设备对应的图形单元、联动控制层中的各种消防设备对应的图形单元以及各种预警结果对应的图形单元之间基于事件树进行连接分布。
7.根据权利要求2所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述分级预警模型中以图形方式呈现信号采集层中的各种消防设备，联动控制层中的各种消防设备，以及各种预警结果，并且采集层中的各种消防设备对应的图形单元、联动控制层中的各种消防设备对应的图形单元以及各种预警结果对应的图形单元之间根据所对应设备之间的连接与关联进行连接分布。
8.根据权利要求6或7所述的变电站消防设备预警信息分级处理方法，其特征在于，所述图形单元根据所对应的消防设备的分级状态显示不同的标识颜色。
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