CN221006475U - 变电站水位综合监测预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开变电站水位综合监测预警装置，包括：数据集中器和水位监测设备；水位监测设备有多个，分散安装于变电站的水位监测点；每个水位监测设备设有一个LORA模组；每个LORA模组均与数据集中器连接，数据集中器通过网络与远程服务器通信连接；数据集中器，用于定时从对应LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据，或，接收远程服务器下发的数据采集指令以从对应LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据；以及将采集到的水位监测数据上传至远程服务器。本实用新型通过为变电站设置多个水位监测设备，实现变电站的综合水位监测；采用LORA模组实现数据的采集，以解决现有的水位监测存在电缆排布复杂、不利于后续维护等问题。

Description

变电站水位综合监测预警装置

技术领域

本实用新型变电站监测，尤其涉及变电站水位综合监测预警装置。

背景技术

目前，对于变电站的水位监测，一般是在变电站的水池或者变电站内部设置若干个水位传感器，然后通过实时获取各个水位传感器的监测数据来判断变电站的水位是否异常。水位传感器与变电站内部的主控制器通过电缆连接，当水位传感器的数量较多、距离变电站的主控制器越远时，电缆的数量增多、长度更长，影响线缆的排布，后续维护复杂；同时水位传感器的监测数据较为单一，对于大型变电站来说，由于其覆盖范围较大，采用单一水位传感器来测量时会导致数据单一、监测结果不准确。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供变电站水位综合监测预警装置，其能够解决现有技术中变电站的水位监测存在线缆排布复杂、数据结构单一等问题。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

变电站水位综合监测预警装置，包括：数据集中器、LORA模组和水位监测设备；其中，所述水位监测设备有多个，分散安装于变电站的水位监测点；每个水位监测设备均配置一个LORA模组；每个LORA模组均与数据集中器连接，所述数据集中器通过网络与远程服务器通信连接；

所述数据集中器，用于定时从对应LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据，或者，接收所述远程服务器下发的数据采集指令以从对应LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据；

所述数据集中器，还用于将获取到的每个水位监测设备的水位监测数据上传至所述远程服务器。

进一步地，所述水位监测设备的类型包括液位计、地埋式水位监测仪、电子水尺、雷达水位监测仪和雨水量监测仪。

进一步地，所述电子水尺有多个，竖直固定安装于墙壁或固定支架上，包括电子水尺壳体、第一主控模块、显示屏和水位传感器；其中，所述电子水尺壳体内设有所述第一主控模块、对应LORA模组，并且所述第一主控模块与对应LORA模组电性连接，用于通过对应LORA模组与数据集中器通信连接；所述水位传感器有多个，从所述电子水尺壳体的底部开始依次间隔设置，用于在监测到有水时向所述第一主控模块发送电信号，以使得所述第一主控模块根据每个水位传感器在电子水尺上的安装位置得出水位监测数据；所述显示屏，安装于所述电子水尺壳体上，用于显示所述电子水尺当前的水位监测数据；

所述地埋式水位监测仪有多个，分散安装于变电站的排水沟内的每个水位监测点，并且地埋式水位监测仪埋设于排水沟的地下；所述地埋式水位监测仪包括筒体和筒盖；所述筒盖可拆卸地安装于筒体的顶端，并且筒盖与筒体之间设有密封圈；所述筒体内设有第二主控模块、对应LORA模组和压力传感器；所述第二主控模块，用于当压力传感器检测到压力信号时，获取压力传感器的压力值进而根据压力传感器的压力值得出地埋式水位监测仪的水位监测数据，并通过对应LORA模组上传至数据集中器；多个地埋水水位监测仪在排水沟内的安装深度不同；

所述雷达水位监测仪有多个，分散安装于变电站的线缆固定架上，用于对对应线缆固定架对应的地面上的水位进行监测；

所述液位计有多个，分散设于变电站的蓄水池、排水池或排水沟内，包括检测探头和电缆线；电缆线的一端与检测探头电性连接、另一端延伸于检测探头的外部与对应LORA模组电性连接；所述检测探头，用于将水位监测数据通过对应LORA模组上传至数据集中器；

所述雨水量监测仪有多个，分散安装于变电站的对应监测点，用于监测变电站的雨水量。

进一步地，所述数据集中器，还用于在数据采集间隔期向对应的LORA模组发送休眠指令，以使得对应LORA模组进入低功耗状态。

进一步地，所述数据集中器，还用于定时向每个LORA模组发送心跳连接指令，以使得每个LORA模组与所述数据集中器保持心跳连接；以及当对应LORA模组与数据集中器无法心跳连接时，所述数据集中器，还用于向所述远程服务器发送预警信号。

进一步地，还包括排水系统；其中，所述排水系统与所述数据集中器电性连接；所述数据集中器，用于接收所述远程服务器发送排水控制指令，以控制排水系统中对应的排水设备启动排水。

进一步地，还包括：摄像装置；所述摄像装置与所述数据集中器电性连接；所述数据集中器，用于当变电站存在异常时，控制所述摄像装置启动录像以对所述变电站的周边环境进行录像，以及将录像数据上传至所述远程服务器。

进一步地，所述数据集中器，还用于当一个水位监测设备存在异常时，通过该水位监测设备的LORA模组向该水位监测设备发送重启指令，以使得该水位监测设备重启；以及当该水位监测设备的重启次数达到预设值，该水位监测设备仍处于异常状态时，向远程服务器发送异常预警。

进一步地，所述水位监测设备通过电缆与变电站的电源模块电性连接，以获取供电电源。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在变电站设置多个水位监测点，并根据不同的水位监测点设置匹配不同种类的水位监测设备，同时为每个水位监测设备配置LORA模组，通过LORA模组与数据集中器组成本地LORA网络，以使得数据集中器通过每个LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据，然后再通过互联网将所有的监测数据上传至远程服务器。本实用新型通过在本地组建LORA网络，避免采用线缆实现水位监测设备与数据集中器的连接，采用无线的方式代替有线，可解决有线所存在电缆排布复杂等问题，同时，还通过数据集中器实现数据的集中采集，避免因网络不好导致数据丢失，然后再通过互联网将采集到的数据集中传送到远端，提高变电站的水位监测的准确率；同时，本实用新型通过设置多种不同类型的水位监测设备，可综合判断变电站的异常状态，还可根据不同类型的水位监测设备的监测数据达到对水位监测设备的相互监控。

附图说明

图1为本实用新型提供的变电站水位综合监测预警装置的模块图；

图2为本实用新型提供的多种类型的水位监测设备与数据集中器、远程服务器的连接示意图；

图3为图2中的地埋式水位监测仪的示意图；

图4为图2中的电子水尺监测仪的示意图；

图5为图2中的液位计的示意图。

图中：11、筒体；12、筒盖；21、电子水尺壳体；22、显示屏；31、监测探头；32、通信线；33、LORA模组壳体。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本实用新型提供一种优选的实施例，变电站水位综合监测预警装置，如图1-5所示，包括数据集中器、LORA模组和水位监测设备。

水位监测设备有多个，分散安装于变电站的水位监测点。其中，本实用新型中的水位监测点是指设置在变电站，并且需要进行水位监测的监测点，具体比如：变电站的蓄水池、排水沟、低洼处等，可由工作人员根据经验或者变电站所在的位置按照需求进行设置。本实用新型通过在每个水位监测点安装一个水位监测设备，以实现对每个水位监测点的水位进行监测。本实用新型通过实现对变电站的多个水位监测点的水位监测，以实现对变电站的水位的综合监测，以解决现有技术中对于变电站的水位监测数据单一，检测结果不精确等问题。如图1所示，本实用新型中的水位监测仪包括第一水位监测仪、第二水位监测仪，每个水位监测仪均通过对应的LORA模组与数据集中器连接。

进一步地，每个水位监测设备均配置一个LORA模组。也即，一个水位监测设备与一个LORA模组电性连接，而每个LORA模组均与数据集中器连接。通过LORA模组来实现水位监测设备与数据集中器的通信连接，以实现水位监测数据的采集。数据集中器还通过互联网与远程服务器通信连接，以便将采集到的每个水位监测设备的水位监测数据上传至远程服务器，以使得远程服务器根据多个水位监测设备的水位监测数据实现对变电站的水位的综合监测。

也即，本实用新型在变电站的本地，为每个水位监测设备配置一个LORA模组，可使得多个水位监测设备、数据集中器之间形成LORA组网，实现数据的集中采集，该LORA组网不受互联网的影响，即使变电站处于较为偏远的山区，同样可实现数据的采集，这样，在实际的网络构建时，只需保证变电站的数据集中器与远程服务器的网络通信的质量即可，降低了设备成本。同时，由于LORA是一种专用于远距离低功耗的无线通信技术，具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。因此，将其应用于本实用新型中的变电站的水位监测数据的采集中，可大大提高数据采集的效率、准确率等。同时，将水位监测的数据采集功能从变电站的控制器中隔离开来，避免对变电站的控制器增加额外的功耗，也不会因为变电站出现故障而导致水位监测出现故障的问题。更为优选地，本发明中的LORA模组可内嵌于水位监测设备内部，也可以设于水位监测设备的外部。当LORA模组设于水位监测设备的外部时，可通过在水位监测设备的本体上开设孔洞，以便电缆穿过，实现LORA模组与水位监测设备内部的控制模块的电连接。同时，为了保证密封性，还需要对孔洞处做密封处理。

再者，本实用新型在数据采集时，采用LORA模组来实现水位监测设备与数据集中器的通信，采用无线的方式代替原有有线的方式，降低了电缆的使用数量及长度，降低设备成本，同时也可解决由于电缆多、长度长而导致后续维护成本高的问题。

更为优选地，在实际的使用过程中，本实用新型通过在数据集中器内部设置有LORA网关，通过LORA网关与每个水位监测设备的LORA模组进行无线通信连接。

优选地，本实用新型中的数据采集方式包括定时采集和主动采集。其中，定时采集是指，通过在数据集中器中设置定时模式，由数据集中器定时向每个水位监测设备的LORA模组向每个水位监测设备发送数据采集指令，以获取每个水位监测设备的水位监测数据，然后将获取的每个水位监测设备的水文监测数据一并上传至远程服务器，再由远程服务器根据每个水位监测设备的水位监测数据对变电站的水位进行综合监测。

主动采集是指，数据集中器接收远程服务器下发的数据采集指令，以向每个水位监测设备的LORA模组向每个水位监测设备发送数据采集指令，以实现水位监测数据的采集。其中，定时采集，是指在正常工作模式下，定时实现数据采集，可以避免实时采集带来的功耗大的问题，还可以避免数据的冗余。另外，主动采集是指当出现异常，或有需求时，可由远程服务器主动进行数据采集，以便在需要时即可实现数据的采集。因为在正常情况下，若进行实时数据采集时，数据的变化不大时，会产生过多的数据冗余，本实用新型通过定时采集方式可以避免实时采集所带来的功耗大、数据冗余的问题。同时，再采用主动采集时，可以备特殊时期的需求以实现数据采集。比如，当远程服务器根据采集到的水位监测数据判断得出某个水位监测点的水位监测数据存在异常时，或者某个水位监测点的水位监测数据丢失，则可由远程服务器重新下发数据采集指令，再次进行数据采集。

另外，本实用新型中的LORA模组与数据集中器通信连接，在数据采集间隔期，LORA模组与数据采集器只采用心跳连接的方式保持二者的心跳连接即可，以保障各个水位监测设备的功耗最低，降低功耗。在进行数据采集时，数据采集器向LORA模组发送数据采集指令的同时，唤醒LORA模组进入正常通信模式，以保证数据传输的稳定性。同时，在数据采集间隔期，数据集中器通过定时向每个LORA模组发送心跳连接，以监测LORA模组是否在线，是否与数据集中器保持心跳连接，避免LORA模组掉线，影响后续数据的采集。

进一步地，当某个LORA模组掉线时，数据集中器向远程服务器发送故障预警，以便远程服务器及时向相关维护人员发送维修通知。

优选地，由于变电站一般处于较为偏远地区，当水位监测设备出现故障时，维护人员并无法实时达到现场，因此，本实用新型还通过数据集中器来控制存在异常的水位监测设备重启，以使其进入正常工作模式。也即，当某个水位监测设备存在异常或故障时，比如远程服务器根据水位监测数据判断得出某个水位监测设备存在异常或故障，数据集中器可通过对应的LORA模组向该水位监测设备发送重启指令，以使得水位监测设备重启重新进入正常工作模式。当然若重启次数达到预设次数，水位监测设备扔不能进入正常工作模式时，可由数据集中器向远程服务器发送故障预警，以便及时派遣相关人员进行维护。

优选地，水位监测设备的类型包括液位计、地埋式水位监测仪、电子水尺、雷达水位监测仪、雨量监测仪等设备，如图2所示。本实用新型通过将多种类型的水位监测设备设置于变电站的多个水位监测点上，分别针对变电站的不同位置进行对应水位监测，以便远程服务器根据接收到的多个水位监测点的水位监测数据对变电站的水位进行综合分析，以解决现有技术中变电站的水位监测的数据结构单一、数据量少，监测不准等问题。

上述不同类型的水位监测设备，在实际使用过程中，可根据每个水位监测点所处的位置等为其安装对应类型的水位监测设备，比如在变电站的排水沟的水位监测点，可通过将地埋式水位监测仪埋入排水沟的内部，也可以通过固定架将雷达水位监测仪安装于排水沟的顶部，还可以将电子水尺壁挂安装于排水沟的墙壁上。

本实用新型通过设置多个不同类型的水位监测设备，还可避免一个设备损坏导致监测数据无法采集的问题。也即，可根据需要针对同一个水位监测点设置不同类型的多个水位监测设备，既可以避免一个设备损坏导致数据无法采集的问题，又可以通过多个数据实现变电站的综合监测，实现设备之间的相互监督。

更为具体地，如图3所示，地埋式水位监测仪有多个，分散安装于变电站的排水沟内的每个水位监测点，并且地埋式水位监测仪设于排水沟的地下。其中，地埋式水位监测仪包括筒体11和筒盖12，筒盖12可拆卸地安装于筒体11的顶端，并且筒盖12与筒体11之间设有密封圈。筒体11内设有主控模块、LORA模组和压力传感器。通过压力传感器来监测筒盖12上的压力值，进而根据压力值来实现水位的监测。

第二主控模块与压力传感器、LORA模组电性连接。在数据采集时，第二主控模块，通过压力传感器获取压力值，并将压力值通过LORA模组上传至数据集中器，进而上传至远程服务器。远程服务器可根据压力值来判断对应水位监测点的水位情况。更为优选地，多个地埋式水位监测仪在排水沟内的安装深度不同，以便监测不同的水位高度。具体地，比如将多个地埋式水位监测仪按照安装深度从低到高的方式依次埋设于排水沟内，一旦地埋式水位监测仪的压力传感器感应到压力值时，则认为当前监测点的水位已超过地埋式水位监测仪的安装高度，这样，通过综合监测排水沟内的多个水位监测点的地埋式水位监测仪的监测数据可进一步得出水位的具体高度。

优选地，雷达水位监测仪，也有多个，分散安装于变电站的线缆固定架上，用于对对应线缆固定架对应的地面上的积水进行监测。雷达水位监测仪，是依据雷达信号的传输时间来实现对积水的深度的检测。当地面的积水深度发生变化时，雷达水位监测仪所发射的雷达信号的传输时间更短，此时即可得出地面的积水深度的变化值，实现对地面的积水深度的监测。

优选地，如图4所示，电子水尺，有多个，分散安装于蓄水池、排水沟以及墙壁、固定架等。具体地，可通过螺钉将电子水尺竖直安装于上述各个位置。电子水尺包括电子水尺壳体21、第一主控模块、显示屏22、水位传感器。第一主控模块安装于电子水尺壳体21内，与对应的LORA模组电性连接，以实现与数据集中器的通信。LORA模组可设于电子水尺壳体21的内部，也可以设置电子水尺壳体21的外部，第一主控模块与LORA模组之间采用电缆电性连接。

水位传感器按照电子水尺壳体21的底部开始依次间隔排列于电子水尺上。当水位覆盖对应的水位传感器时，第一主控模块会根据该水位传感器在电子水尺壳体21的安装位置来得出水位数据。

显示屏22，安装于电子水尺壳体21上，用于显示电子水尺当前的水位数据。

另外，对于本实用新型提供的各个水位监测设备的壳体均采用耐腐蚀、防水的材料制成，保证各个水位监测设备的使用寿命。

液位计，通过将其投入到变电站的蓄水池内，以监测蓄水池的水位。当蓄水池的水位达到一定数值时，则认为变电站的水量较大，变电站存在异常。更为具体地，液位计为投入式液位计，如图5所示，包括监测探头31和通信线32。通信线32的一端延伸入监测探头31的内部，与监测探头31的主控板电性连接、另一端延伸至外部与LORA模组电性连接，LORA模组设于LORA模组壳体33内，以实现对LORA模组的保护。由于液位计会投入到水位中，因此，将LORA模组设于液位计外部，以保证数据集中器与LORA模组的通信信号。同理，还可将电源线与通信线32集成为一根电缆，实现对监测探头31的供电。

雨水量监测仪，用于监测变电站所处位置的雨量，通过将雨量上传至远程服务器，可使得远程服务器根据变电站所处位置的雨量来调整获取数据采集的频率，以便在天气不好的情况下，主动实现数据的采集，保证及时发现变电站的异常。

优选地，本实用新型还包括排水系统。数据集中器与排水系统电性连接，用于控制对应的排水设备启动排水。具体地，通过将数据集中器与变电站的排水系统进行联动，以便在远程服务器监测到水位异常时，可通过数据集中器远程启动变电站的排水系统，及时将水排出，避免变电站内积水。

本实用新型还包括：摄像装置，与数据集中器连接。数据集中器，用于向摄像装置发送启动指令，以启动录像功能。当远程服务器监测到异常时，数据集中器接收远程服务器的远程录像指令，以启动摄像装置启动开启录像功能。数据集中器，将录像数据反馈给远程服务器，由远程服务器的工作人员根据录像数据做进一步的异常判断，以锁定异常位置。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (6)

1.变电站水位综合监测预警装置，其特征在于，包括：数据集中器、LORA模组和水位监测设备；其中，所述水位监测设备有多个，分散安装于变电站的水位监测点；每个水位监测设备均配置一个LORA模组；每个LORA模组均与数据集中器连接，所述数据集中器通过网络与远程服务器通信连接；

所述数据集中器，用于定时从对应LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据，或者，接收所述远程服务器下发的数据采集指令以从对应LORA模组获取对应水位监测设备的监测数据；

所述数据集中器，还用于将获取到的每个水位监测设备的水位监测数据上传至所述远程服务器；同一个水位监测点安装多种不同类型的水位监测设备；

所述水位监测设备的类型包括液位计、地埋式水位监测仪、电子水尺、雷达水位监测仪和雨水量监测仪；

所述电子水尺有多个，竖直固定安装于墙壁或固定支架上，包括电子水尺壳体、第一主控模块、显示屏和水位传感器；其中，所述电子水尺壳体内设有所述主控模块、对应LORA模组，并且所述第一主控模块与对应LORA模组电性连接，用于通过对应LORA模组与数据集中器通信连接；所述水位传感器有多个，从所述电子水尺壳体的底部开始依次间隔设置，用于在监测到有水时向所述第一主控模块发送电信号，以使得所述第一主控模块根据每个水位传感器在电子水尺上的安装位置得出水位监测数据；所述显示屏，安装于所述电子水尺壳体上，用于显示所述电子水尺当前的水位监测数据；

所述地埋式水位监测仪有多个，分散安装于变电站的排水沟内的每个水位监测点，并且地埋式水位监测仪埋设于排水沟的地下；所述地埋式水位监测仪包括筒体和筒盖；所述筒盖可拆卸地安装于筒体的顶端，并且筒盖与筒体之间设有密封圈；所述筒体内设有第二主控模块、对应LORA模组和压力传感器；所述第二主控模块，用于当压力传感器检测到压力信号时，获取压力传感器的压力值进而根据压力传感器的压力值得出地埋式水位监测仪的水位监测数据，并通过对应LORA模组上传至数据集中器；多个地埋水水位监测仪在排水沟内的安装深度不同；

所述雷达水位监测仪有多个，分散安装于变电站的线缆固定架上，用于对对应线缆固定架对应的地面上的水位进行监测；

所述液位计有多个，分散设于变电站的蓄水池、排水池或排水沟内，包括检测探头和电缆线；电缆线的一端与检测探头电性连接、另一端延伸于检测探头的外部与对应LORA模组电性连接；所述检测探头，用于将水位监测数据通过对应LORA模组上传至数据集中器；

所述雨水量监测仪有多个，分散安装于变电站的对应监测点，用于监测变电站的雨水量；

所述数据集中器，还用于当一个水位监测设备存在异常时，通过该水位监测设备的LORA模组向该水位监测设备发送重启指令，以使得该水位监测设备重启；以及当该水位监测设备的重启次数达到预设值，该水位监测设备仍处于异常状态时，向远程服务器发送异常预警。

2.根据权利要求1所述的变电站水位综合监测预警装置，其特征在于，所述数据集中器，还用于在数据采集间隔期向对应的LORA模组发送休眠指令，以使得对应LORA模组进入低功耗状态。

3.根据权利要求2所述的变电站水位综合监测预警装置，其特征在于，所述数据集中器，还用于定时向每个LORA模组发送心跳连接指令，以使得每个LORA模组与所述数据集中器保持心跳连接；以及当对应LORA模组与数据集中器无法心跳连接时，所述数据集中器，还用于向所述远程服务器发送预警信号。

4.根据权利要求1所述的变电站水位综合监测预警装置，其特征在于，还包括排水系统；其中，所述排水系统与所述数据集中器电性连接；所述数据集中器，用于接收所述远程服务器发送排水控制指令，以控制排水系统中对应的排水设备启动排水。

5.根据权利要求1所述的变电站水位综合监测预警装置，其特征在于，还包括：摄像装置；所述摄像装置与所述数据集中器电性连接；所述数据集中器，用于当变电站存在异常时，控制所述摄像装置启动录像以对所述变电站的周边环境进行录像，以及将录像数据上传至所述远程服务器。

6.根据权利要求1所述的变电站水位综合监测预警装置，其特征在于，所述水位监测设备通过电缆与变电站的电源模块电性连接，以获取供电电源。