CN212543451U - 一种智能变电站消防辅控一体化监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于变电站消防监控技术领域，具体涉及一种智能变电站消防辅控一体化监控系统，包括用于实时展示并管理监测数据的远程物联网可视化云平台，与该可视化云平台连接的传统火灾报警智能监控系统、智慧消防远程预警系统、局部电流放电异响远程监测系统、环境监测与智能控制联动系统、开关柜误操作智能警示系统、固定式热成像温度监测远程预警系统、电缆夹层电缆温度远程监测预警系统、高压室活物监测及驱除系统，所述的远程物联网可视化云平台通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通。实现对变电站的联合巡检、智能监控和数据集成功能。

Description

一种智能变电站消防辅控一体化监控系统

技术领域

本实用新型属于变电站消防监控技术领域，具体涉及一种智能变电站消防辅控一体化监控系统。

背景技术

变电站由于数量较多、分布较广的原因，具有地域分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广，容易受用户增容和城市建设影响等特点，变电站的监控对设备管理、电网的稳定运行具有重大意义，变电站智能监控系统就是需要为变电站工作提供智能可靠的数据信息,帮助调度员完成日常工作。

传统的变电站辅助监控方案就是分别安装监测装置，各系统模块间相互独立，无法有效的进行集中管理，监控结构复杂，视觉效果一般，主要存在以下问题：

1. 很多装置没有联网，只是在本地监测和控制，监控数据无法送达运检部门，监控数据形同虚设；

2. 联网的各系统之间独立运行，形成监控“孤岛”现象，无法有效的进行管理，也达不到安全管理的效果；

3. 可视化能力较弱，通常监控只知道报警点，不能第一时间看到到现场可视化场景，无法实时查看现场情况；

4. 集成化程度较低：消防系统、辅控系统、监测系统数据分散，无法形成联动控制、智能监测；

5. 目前变电站的巡检都是通过手工记录的方式进行，会出现代签情况，易造成防火巡查不到位、检查记录不真实的状况同时统计费时费力，无法做到实时监控和管理；

6.多系统并存不但增加了投资成本，后期的维护成本也大大增加，并且多个厂家的设备同时运行，系统问题排查困难，会浪费业主的大量的时间和精力。

因此，有必要应用“大云物移智链”等新技术，提升变电站智能化管理能力，优化业务的管理范围，提升管理的规范化、标准化、精益化水平，确保电网运行安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种智能变电站消防辅控一体化监控系统，该一体化监控系统将传统消防、辅控系统联网接入远程物联网云平台，实现消防辅控一体化，通过设备集中监控系统监测数据、站端智能巡检数据、站端视频监控数据，实现对变电站的联合巡检、智能监控和数据集成功能。

本实用新型的技术方案是：

一种智能变电站消防辅控一体化监控系统，包括用于实时展示并管理监测数据的远程物联网可视化云平台，与该可视化云平台连接的传统火灾报警智能监控系统、智慧消防远程预警系统、局部电流放电异响远程监测系统、环境监测与智能控制联动系统、开关柜误操作智能警示系统、固定式热成像温度监测远程预警系统、电缆夹层电缆温度远程监测预警系统、高压室活物监测及驱除系统，所述的远程物联网可视化云平台通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通。

所述的传统火灾报警智能监控系统包括与远程物联网可视化云平台连接的消防报警控制柜，与消防报警控制柜连接的火灾报警系统、自动喷淋系统、防排烟系统、气体灭火系统、应急广播系统，所述的消防报警控制柜同时通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通。

所述的智慧消防远程预警系统包括与远程物联网可视化云平台连接的消防主机，与消防主机连接的消防设备巡检监控系统、摄像设备、烟雾报警器、气体报警器、温湿感类设备、防火门设备、电气监控类设备，所述的消防主机通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通。

所述的局部电流放电异响远程监测系统包括设置在被测设备上的局部放电传感器、噪声传感器及红外测温器，所述的局部放电传感器、噪声传感器及红外测温器分别与无线采集器连接，所述的无线采集器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接。

所述的环境监测与智能控制联动系统包括环境采集单元，所述的环境采集单元通过无线控制器连接，所述的无线控制器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接，所述的无线控制器同时与远程控制联动开关连接，所述的远程控制联动开关与需控制的设备连接。

所述的开关柜误操作智能警示系统包括防误入带电开关柜的智能警示装置，所述的智能警示装置将监测到的信息通过无线控制器经无线转发器上传至远程物联网可视化云平台。

所述的固定式热成像温度监测远程预警系统包括电力巡检在线热像仪，所述的电力巡检在线热像仪通过无线控制器经无线转发器与远程物联网可视化云平台连接。

所述的电缆夹层电缆温度远程监测预警系统包括表贴式温度传感器，所述的表贴式温度传感器将采集到的信息传输至无线采集器，所述的无线采集器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接。

所述的高压室活物监测及驱除系统包括监测传感装置及与其连接的数据分析预警系统，所述的监测传感装置包括无线传输位置服务终端和热释电红外传感模块，所述的热释电红外传感模块连接有释电红外扫描设备，所述的释电红外扫描设备将采集到的数据通过无线传输位置服务终端传输给数据分析预警系统；所述的数据分析预警系统包括位置管理服务器、红外监测预警数据分析服务器及预警模块，所述的红外监测预警数据分析服务器接收无线传输位置服务终端传输来的数据进行分析并通过预警模块发出预警声音，所述的红外监测预警数据分析服务器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接进行信息传输。

所述的远程物联网可视化云平台还包括实景数字孪生模型构建系统。

具体的，所述的消防设备巡检监控系统包括设置在消防设施上的射频芯片、能够识别消防设施上的射频芯片的手持非接触式扫描RFID系统，所述的手持非接触式扫描RFID系统通过无线转发器与消防主机连接。

具体的，所述的环境采集单元包括温度、湿度、PM2.5、挥发性气体多合一空气质量监测传感器，六氟化硫监测传感器。

具体的，所述的预警模块包括超声波驱鼠器。

随着国网公司“三集五大”体系建设的深入开展，传统变电站安消防系统已无法满足远程集中监控的需求，目前，电力行业变电站多数已经采用了无人值班的运行模式，变电站火灾报警信号均已通过调度自动化系统将火灾报警信号上传到调控中心，但消防设施处于正常运行状态，调控中心当值人员也无法及时确认消防异常事件的具体信息，无法判断是否误报警，造成火灾应急处置效率不足。

另外，虽然目前一些变电站消防监控管理系统超越了传统的火灾自动报警系统，用网络管理使得分散多处的单独火警自动报警设备采用计算机技术和现代网络通信技术有机融为一体，进行远程监视，及早发现火灾险情，但是，鉴于2D显示平面环境图，不能360度宣战可视化查看，监控结构复杂，非机房操作人员操作起来不易熟练，其视觉效果一般；如果设备出现故障，不能提示故障产品所在的精确位置，只知道报警点，不能第一时间看到现场可视化场景；不能对监控的场景进行不间断分析，对异常事件进行检测检测、报警和录像；消防系统、辅控系统、检测系统数据分散、无法形成联动控制、智能监测；对于发热点、漏电点的监测依赖人工，无法及时消除隐患。本实用新型针对上述不足建立功能完善的智能变电站综合监控系统，利用数据集中管理、智能巡检管控、视频监控管控和智能联动，可以极大的减少运检人员往返现场时间，提高工作效率，降低运维成本，提升变电运维规范化、智能化水平。

本实用新型的有益效果是：建立智能变电站综合监控系统，采用低功耗广域网构建局域物联网络，结合三维建模技术、视频拼接融合技术、低功耗无线传感器技术，将变电站视频监控画面融合成鸟瞰模式，将传统消防、辅控系统联网接入远程物联网云平台，实现消防辅控一体化。通过设备集中监控系统监测数据、站端智能巡检数据、站端视频监控数据，实现对变电站的联合巡检、智能监控和数据集成功能；提升变电站的巡视、预警、决策和现场管控的智能化水平，实现智慧变电站设备状态全面感知、各类信息互联共享、设备故障智能诊断、运检效率大幅提升，实现运检数据互通，全面覆盖变电运检业务内容。逐步实现变电站辅助设备的标准化接入、集中监控、统一管理、智能联动，为变电站无人值守提供强有力的技术支撑。利用数据集中管理、智能巡检管控、视频监控管控和智能联动，可以极大的减少运检人员往返现场时间，提高工作效率，降低运维成本，提升变电运维规范化、智能化水平。

附图说明

图1是本实用新型的原理结构示意图；

图2是传统火灾报警智能监控系统的原理结构示意图；

图3是消防设备巡检监控系统的原理结构示意图；

图4是局部电流放电异响远程监测系统的原理结构示意图；

图5是环境监测与智能控制联动系统的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细描述。

实施例1

如图1所示为一种智能变电站消防辅控一体化监控系统的原理结构示意图，包括用于实时展示并管理监测数据的远程物联网可视化云平台，与该可视化云平台连接的传统火灾报警智能监控系统、智慧消防远程预警系统、局部电流放电异响远程监测系统、环境监测与智能控制联动系统、开关柜误操作智能警示系统、固定式热成像温度监测远程预警系统、电缆夹层电缆温度远程监测预警系统、高压室活物监测及驱除系统，所述的远程物联网可视化云平台通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通。

所述的传统火灾报警智能监控系统包括与远程物联网可视化云平台连接的消防报警控制柜，如图2所示为题原理结构示意图，还包括与消防报警控制柜连接的火灾报警系统、自动喷淋系统、防排烟系统、气体灭火系统、应急广播系统，所述的消防报警控制柜同时通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通，单位消防报警控制柜的火灾报警系统、自动喷淋系统、防排烟系统、气体灭火系统、应急广播系统等通过无线转发器实时上传到应急指挥中心，消防负责人可随时随地通过手机端远程掌握各种消防设施报警情况。

所述的智慧消防远程预警系统包括与远程物联网可视化云平台连接的消防主机，与消防主机连接的消防设备巡检监控系统、摄像设备、烟雾报警器、气体报警器、温湿感类设备、防火门设备、电气监控类设备，所述的消防主机通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通，通过对温湿度传感器，防火门开闭状态，烟雾报警器，气体报警器，电气监控设备，消防主机的实时监测监控，及时感应环境温湿度、气体浓度以及防火设备状体的变化，利用LoRa光纤通讯技术及时准确的将信息通过大屏图墙、电脑和手机等终端设备传达给消防应急指挥中心和相关单位责任人。最后通过智慧消防远程预警功能对耐火防爆安全隐患进行及时预警告警，对危险问题及时进行消缺，极大的提高变电站的巡行安全系数。

而所述的消防设备巡检监控系统包括设置在消防设施上的射频芯片、能够识别消防设施上的射频芯片的手持非接触式扫描RFID系统，所述的手持非接触式扫描RFID系统通过无线转发器与消防主机连接，如图3所示，将射频芯片安装在消防设置及重要部位上面，通过。

所述的局部电流放电异响远程监测系统包括设置在被测设备上的局部放电传感器、噪声传感器及红外测温器，所述的局部放电传感器、噪声传感器及红外测温器分别与无线采集器连接，所述的无线采集器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接，局部电流放电异响远程监测采用声、光、电传感器组合方案使监测数据更加真实可靠，如图4所示。

所述的环境监测与智能控制联动系统包括环境采集单元，所述的环境采集单元通过无线控制器连接可编程控制器，所述的无线控制器同时通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接，所述的可编程控制器同时与远程控制联动开关连接，所述的远程控制联动开关与需控制的设备连接，环境采集单元主要为环境采集传感器，温度、湿度、PM2.5、挥发性气体多合一空气质量监测传感器，六氟化硫监测传感器，实现环境数据实时采集、展示，包括：温湿度数据、水浸报警、红外对射报警、电子围栏报警、红外双鉴报警、风速等数据，实现周界安防监控报警、环境监控报警以及智能控制联动，如图5所示。

通过SF6监测传感器，温度、湿度、PM2.5、挥发性气体多合一空气质量监测传感器，经LoRa无线控制器经过逻辑判断后下发指令到可编程控制器（PLC控制器），来达到控制排风扇转速、空调温度的效果，并且监测信息通过LoRa或zigbee传输协议经无线网关传输至远程物联网可视化云平台，方便运维检修班组及时掌握变电站动态信息。

所述的开关柜误操作智能警示系统包括防误入带电开关柜的智能警示装置，所述的智能警示装置将监测到的信息通过无线控制器经无线转发器上传至远程物联网可视化云平台，采用防误入带电开关柜的智能警示装置，能够对运行中的开关柜进行监控，当探测到有人为强行打开封闭的柜门时，进行语音安全警示；当有人为强行将开关推入带电的开关柜时，进行语音安全警示，同时，能够对检修中的开关柜进行警示，明确告知工作人员的工作范围，以解决现有技术中存在的问题。并同时将监测信息通过LoRa无线控制器经无线网关上传至远程监测控制系统。

所述的固定式热成像温度监测远程预警系统包括电力巡检在线热像仪，所述的电力巡检在线热像仪通过无线控制器经无线转发器与远程物联网可视化云平台连接，电力巡检在线热像仪为红外热像仪，是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。

利用了红外热成像技术原理，通过接收物体发射的红外线，将被测目标物体表面的红外辐射转变成视频信号，结合图像监控、测温预警等功能实现监测物体表面温度变化、及其他异常事件的目的，有效减少堆自燃起火所带来的损失。

采用红外热像仪可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值，据此对各种外部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、直观和定量测温等优点，用来检测变电站变压器和输电线路的关键设备，机房和带电设备非常方便、有效。

所述的电缆夹层电缆温度远程监测预警系统包括表贴式温度传感器，所述的表贴式温度传感器将采集到的信息传输至无线采集器，所述的无线采集器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接，通过表贴式温度传感器对电缆头、电缆本身的连续温度测量，能够预测电缆设备本身的故障趋势，及时提供故障部位，实现设备的状态检修，避免发生重大事故；经过多次反复实验，避免了电缆隧道内强大电场的干扰，保证完整安全的把数据传至综合监控系统。

所述的高压室活物监测及驱除系统包括监测传感装置及与其连接的数据分析预警系统，所述的监测传感装置包括无线传输位置服务终端和热释电红外传感模块，所述的热释电红外传感模块连接有释电红外扫描设备，所述的释电红外扫描设备将采集到的数据通过无线传输位置服务终端传输给数据分析预警系统；所述的数据分析预警系统包括位置管理服务器、红外监测预警数据分析服务器及预警模块，所述的预警模块包括超声波驱鼠器，所述的红外监测预警数据分析服务器接收无线传输位置服务终端传输来的数据进行分析并通过预警模块发出预警声音，所述的红外监测预警数据分析服务器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接进行信息传输。当热释电红外传感模块的释电红外扫描设备扫描到有活物出现的数据传输给数据分析预警系统时，数据分析预警系统进行定位分析，并发送指令给预警模块的超声波驱鼠器，超声波驱鼠器可以仿生猫叫、循环发出90~120分贝的猫叫、老鼠惨叫的声音，恐吓老鼠增强驱鼠效果，最后将识别记录报告向远程物联网可视化云平台，通过管理员进行安排人工驱鼠。

所述的远程物联网可视化云平台还包括实景数字孪生模型构建系统, 基于高清视频监控记录信息，以三维数字世界为依托，构建能反映出物理世界的空间要素构成，以卫星照片、CAD图纸等为依据开展轻量级实用的三维场景模型构建。

为数字孪生提供实景化的信息承载空间，提升数字孪生场景的感知认知能力。使视频画面能够通过可视的方式融合到三维空间中，展现相应位置的实时景象状态。提供多个区域连续、直观监控，方便监控管理人员概览全局，实现跨区域的全场景视频融合展示。

使用如上所述的智能变电站消防辅控一体化监控系统的监控方法，包括如下步骤：

S1. 将传统火灾报警智能监控系统、智慧消防远程预警系统、局部电流放电异响远程监测系统、环境监测与智能控制联动系统、开关柜误操作智能警示系统、固定式热成像温度监测远程预警系统、电缆夹层电缆温度远程监测预警系统、高压室活物监测及驱除系统与远程物联网可视化云平台连接；

S2.使用无人机对待建模的变电站进行航拍并将航拍的视频或者图像上传至远程物联网可视化云平台的实景数字孪生模型构建系统，根据无人机航拍的视频或者图像进行实景建模；

S3.所述的远程物联网可视化云平台对整个监控变电站进行影像展示及数据集中管理、智能巡检管控、视频监控管控和智能联动。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种智能变电站消防辅控一体化监控系统，其特征在于，包括用于实时展示并管理监测数据的远程物联网可视化云平台，与该可视化云平台连接的传统火灾报警智能监控系统、智慧消防远程预警系统、局部电流放电异响远程监测系统、环境监测与智能控制联动系统、开关柜误操作智能警示系统、固定式热成像温度监测远程预警系统、电缆夹层电缆温度远程监测预警系统、高压室活物监测及驱除系统，所述的远程物联网可视化云平台通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通；

所述的传统火灾报警智能监控系统包括与远程物联网可视化云平台连接的消防报警控制柜，与消防报警控制柜连接的火灾报警系统、自动喷淋系统、防排烟系统、气体灭火系统、应急广播系统，所述的消防报警控制柜通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通；

所述的智慧消防远程预警系统包括与远程物联网可视化云平台连接的消防主机，与消防主机连接的消防设备巡检监控系统、摄像设备、烟雾报警器、气体报警器、温湿感类设备、防火门设备、电气监控类设备，所述的消防主机通过无线转发器与消防应急指挥中心连接，所述的应急指挥中心通过无线转发器与操作终端连通；

所述的局部电流放电异响远程监测系统包括设置在被测设备上的局部放电传感器、噪声传感器及红外测温器，所述的局部放电传感器、噪声传感器及红外测温器分别与无线采集器连接，所述的无线采集器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接；

所述的环境监测与智能控制联动系统包括环境采集单元，所述的环境采集单元通过无线控制器连接，所述的无线控制器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接，所述的无线控制器同时与远程控制联动开关连接，所述的远程控制联动开关与需控制的设备连接；

所述的开关柜误操作智能警示系统包括防误入带电开关柜的智能警示装置，所述的智能警示装置将监测到的信息通过无线控制器经无线转发器上传至远程物联网可视化云平台；

所述的固定式热成像温度监测远程预警系统包括电力巡检在线热像仪，所述的电力巡检在线热像仪通过无线控制器经无线转发器与远程物联网可视化云平台连接；

所述的电缆夹层电缆温度远程监测预警系统包括表贴式温度传感器，所述的表贴式温度传感器将采集到的信息传输至无线采集器，所述的无线采集器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接；

所述的高压室活物监测及驱除系统包括监测传感装置及与其连接的数据分析预警系统，所述的监测传感装置包括无线传输位置服务终端和热释电红外传感模块，所述的热释电红外传感模块连接有释电红外扫描设备，所述的释电红外扫描设备将采集到的数据通过无线传输位置服务终端传输给数据分析预警系统；所述的数据分析预警系统包括位置管理服务器、红外监测预警数据分析服务器及预警模块，所述的红外监测预警数据分析服务器接收无线传输位置服务终端传输来的数据进行分析并通过预警模块发出预警声音，所述的红外监测预警数据分析服务器通过无线转发器与远程物联网可视化云平台连接进行信息传输；

所述的远程物联网可视化云平台还包括实景数字孪生模型构建系统。

2.根据权利要求1所述智能变电站消防辅控一体化监控系统，其特征在于，所述的消防设备巡检监控系统包括设置在消防设施上的射频芯片、能够识别消防设施上的射频芯片的手持非接触式扫描RFID系统，所述的手持非接触式扫描RFID系统通过无线转发器与消防主机连接。

3.根据权利要求1所述智能变电站消防辅控一体化监控系统，其特征在于，所述的环境采集单元包括温度、湿度、PM2.5、挥发性气体多合一空气质量监测传感器，六氟化硫监测传感器。

4.根据权利要求1所述智能变电站消防辅控一体化监控系统，其特征在于，所述的预警模块包括超声波驱鼠器。

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