本實(shí)用新型屬于自控報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站消防水管泄漏預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)消防水管泄漏的報(bào)警、預(yù)警系統(tǒng)主要以大型管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)配、運(yùn)行、監(jiān)控等需求為基礎(chǔ)；由于其監(jiān)測(cè)方式比較單一，要么是壓力監(jiān)控，要么是基于遠(yuǎn)傳水表的流量監(jiān)控，且均只能在事后進(jìn)行報(bào)警；故，這些報(bào)警、預(yù)警系統(tǒng)在水管泄漏的報(bào)警和預(yù)警方面還不能做到及時(shí)和準(zhǔn)確。同時(shí)，關(guān)于消防水管泄漏的報(bào)警、預(yù)警工程還沒(méi)有一個(gè)比較完整的理論結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的實(shí)施方法。比較常見(jiàn)的做法，通常是基于大型管網(wǎng)中的現(xiàn)有的撿漏技術(shù)手段再加上一些計(jì)算機(jī)的算法進(jìn)行模擬計(jì)算得出報(bào)警信息。

目前有不少無(wú)人值守的變電站，站內(nèi)所有的設(shè)備均由上級(jí)有人站遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行。這類變電站由于無(wú)人值守，當(dāng)消防噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)出現(xiàn)泄漏時(shí)，很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。往往是在泄漏發(fā)生數(shù)日之后，由巡視人員巡檢到該站并通過(guò)自來(lái)水公司的水表讀數(shù)才有可能發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)泄漏，容易造成水資源的極大浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)給變電站帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在此背景下，如何能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水管泄漏，或者，在水管泄漏發(fā)生之前及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，是我們亟需解決的主要技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和報(bào)警兩大功能的變電站消防水管泄漏預(yù)警系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種變電站消防水管泄漏預(yù)警系統(tǒng)，包括依次連接的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊、人機(jī)交互模塊；所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊設(shè)有報(bào)警裝置。

進(jìn)一步地，所述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器和水流量傳感器；所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊包括通過(guò)光纖聯(lián)接的現(xiàn)場(chǎng)PLC和上層PLC。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊還包括通過(guò)電源線分別與現(xiàn)場(chǎng)PLC和上層PLC聯(lián)接的現(xiàn)場(chǎng)主電源監(jiān)控繼電器和上層主電源監(jiān)控繼電器。

進(jìn)一步地，所述水流量傳感器為超聲波水表。

進(jìn)一步地，所述報(bào)警裝置為聲光報(bào)警器。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

1、本實(shí)用新型設(shè)有溫度傳感器、水流量傳感器和壓力傳感器進(jìn)而可以提供溫度、水流量和壓力三種監(jiān)測(cè)參數(shù)，對(duì)消防水管的泄漏具有預(yù)警、小流量報(bào)警和大流量報(bào)警等功能；而目前相關(guān)的預(yù)警、報(bào)警系統(tǒng)主要依靠遠(yuǎn)傳水表提供一個(gè)單一的水流量信號(hào)，將溫度傳感器、壓力傳感器引入消防水管報(bào)警、預(yù)警的機(jī)制目前還沒(méi)有，故本實(shí)用新型在消防水管泄漏的預(yù)警、報(bào)警信號(hào)的提供方面更為全面、及時(shí)和準(zhǔn)確。

2、本實(shí)用新型在數(shù)據(jù)傳輸通道上采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可有效解決距離長(zhǎng)、電磁環(huán)境干擾大的問(wèn)題。

總而言之，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，形成了一個(gè)獨(dú)立、高效的具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和報(bào)警兩大功能的變電站消防水管泄漏預(yù)警系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-溫度傳感器，2-壓力傳感器，3-水流量傳感器，4-現(xiàn)場(chǎng)PLC，5-一號(hào)光纖交換機(jī)，6-現(xiàn)場(chǎng)控制箱，7-二號(hào)光纖交換機(jī)，8-監(jiān)控室控制箱，9-上層PLC，10-人機(jī)交互模塊，11-報(bào)警蜂鳴器，12-一號(hào)報(bào)警燈，13-二號(hào)報(bào)警燈，14-三號(hào)報(bào)警燈，15-復(fù)位按鈕。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變電站消防水管泄漏預(yù)警系統(tǒng)，包括依次連接的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊、人機(jī)交互模塊；所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊設(shè)有報(bào)警裝置。

所述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳感器包括安裝在消防主管上的溫度傳感器1、壓力傳感器2和水流量傳感器3。

所述溫度傳感器1用于監(jiān)測(cè)水管內(nèi)的實(shí)際水溫，采集水溫信號(hào)的主要作用是當(dāng)水管內(nèi)的水溫低于一個(gè)限值且溫度呈現(xiàn)一直下降趨勢(shì)時(shí)，水管內(nèi)的水就有結(jié)冰的可能性，水管內(nèi)的水如果開(kāi)始結(jié)冰就極易導(dǎo)致水管爆裂。通過(guò)對(duì)溫度趨勢(shì)和實(shí)測(cè)溫度的分析就能在結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)之前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，進(jìn)而，提示維護(hù)人員有針對(duì)性的采取預(yù)防措施。

所述壓力傳感器2用于監(jiān)測(cè)水管內(nèi)的水壓，正常狀態(tài)下，水壓會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)短時(shí)間大量泄漏情況的話，水管內(nèi)的水壓會(huì)有明顯波動(dòng)，波動(dòng)超過(guò)一定范圍，壓力傳感器2將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

所述水流量傳感器3用于監(jiān)測(cè)水管內(nèi)的水流量，優(yōu)選超聲波水表。當(dāng)水管某處發(fā)生少量泄漏時(shí)，超聲波水表就能撲捉到水流量信號(hào)；此功能主要用于泄漏開(kāi)始時(shí)或者持續(xù)少量泄漏情況下的報(bào)警數(shù)據(jù)的采集。

所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊包括設(shè)有數(shù)據(jù)采集程序的現(xiàn)場(chǎng)PLC 4和設(shè)有數(shù)據(jù)分析程序的上層PLC 9，主要用于采集、記錄傳感器發(fā)送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)定限值進(jìn)行比對(duì)，如果超出界限即選擇報(bào)警。本預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)PLC 4和上層PLC 9均優(yōu)選西門子S-1200系列PLC。

所述溫度傳感器1、壓力傳感器2將其各自所獲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0-10V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳遞給現(xiàn)場(chǎng)PLC 4，由現(xiàn)場(chǎng)PLC 4將接收到的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的一號(hào)光纖交換機(jī)5、光纖及監(jiān)控室內(nèi)的二號(hào)光纖交換機(jī)7傳遞給監(jiān)控室內(nèi)的上層PLC 9和人機(jī)交互模塊10；人機(jī)交互模塊10主要是用于日常運(yùn)行和管理。

超聲波水表監(jiān)測(cè)流量每增加0.1噸，向現(xiàn)場(chǎng)PLC 4發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，由現(xiàn)場(chǎng)PLC 4將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成水流量數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的一號(hào)光纖交換機(jī)5、光纖及監(jiān)控室內(nèi)的二號(hào)光纖交換機(jī)9傳遞給監(jiān)控室內(nèi)的上層PLC 9和人機(jī)交互模塊10。由于超聲波水表的監(jiān)測(cè)精度為0.2噸/小時(shí)，因此，水流量需大于0.2噸/小時(shí)才能被超聲波水表捕捉到。

所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊還包括通過(guò)電源線分別與現(xiàn)場(chǎng)PLC和上層PLC聯(lián)接的現(xiàn)場(chǎng)主電源監(jiān)控繼電器和上層主電源監(jiān)控繼電器。所述現(xiàn)場(chǎng)主電源監(jiān)控繼電器和上層主電源監(jiān)控繼電器分別位于現(xiàn)場(chǎng)控制箱6和監(jiān)控室控制箱8這兩個(gè)電箱內(nèi)；任意一個(gè)電箱掉電均會(huì)觸發(fā)繼電器報(bào)警，同時(shí)向上層監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。

所述上層PLC 9與報(bào)警裝置聯(lián)接，所述報(bào)警裝置為聲光報(bào)警器。當(dāng)水溫、壓力、流量數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定的上下限時(shí)，或者在本預(yù)警系統(tǒng)斷電情況下，本預(yù)警系統(tǒng)提供聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)提供2個(gè)報(bào)警開(kāi)關(guān)信號(hào)給上層監(jiān)控平臺(tái)。通過(guò)本預(yù)警系統(tǒng)提供的報(bào)警開(kāi)關(guān)信號(hào)能使無(wú)人站發(fā)生的警報(bào)第一時(shí)間傳遞到上層變電站，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、減少故障帶來(lái)的危害和損失。

監(jiān)控室內(nèi)的上層PLC 9接收到現(xiàn)場(chǎng)PLC 4上傳的溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)之后，將其與設(shè)定值進(jìn)行比較。如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不在設(shè)定的數(shù)值范圍內(nèi)，將觸發(fā)聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)提供一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)給更上層的監(jiān)控平臺(tái)。比如，流量設(shè)定報(bào)警范圍是1噸/天，當(dāng)流量信號(hào)大于1噸時(shí)(即超聲波水表發(fā)出11個(gè)脈沖信號(hào)時(shí))，將觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控室內(nèi)的報(bào)警蜂鳴器啟動(dòng)，流量報(bào)警信號(hào)燈點(diǎn)亮，給上層監(jiān)控平臺(tái)的報(bào)警開(kāi)關(guān)信號(hào)接通。

本實(shí)用新型可不間斷的監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)消防水管內(nèi)的水流量、溫度、壓力參數(shù)以及預(yù)警系統(tǒng)本身的通電狀態(tài)，任意數(shù)據(jù)異常均可在第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其及時(shí)性和準(zhǔn)確性是常規(guī)的人工巡檢所不具備的。因此，在變電站尤其是無(wú)人站內(nèi)均可布置，以提高生產(chǎn)設(shè)備的安全性。

本實(shí)用新型的試驗(yàn)點(diǎn)選擇了上海市虹橋樞紐附近某變電站，試驗(yàn)期間的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

1)當(dāng)流量達(dá)到3.5L/min時(shí)，本預(yù)警系統(tǒng)即可捕捉到泄漏信息發(fā)出報(bào)警信號(hào)；3.5L/min的流量相當(dāng)于一個(gè)自來(lái)水龍頭的流量。

2)當(dāng)水管內(nèi)的水溫和壓力超出設(shè)定界限時(shí)，即可報(bào)警。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明本實(shí)用新型的技術(shù)效果已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期，對(duì)上海市變電站(也可推廣到其他類型建筑物)的消防噴淋水管網(wǎng)在預(yù)警、小流量報(bào)警和大流量報(bào)警上均達(dá)到了預(yù)期效果。

本實(shí)用新型對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，還將取得比較不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，以本次試點(diǎn)站為例：2016年1月22-23日，上海最低氣溫降至-7℃，該站多處水管因低溫爆裂。由于當(dāng)時(shí)本預(yù)警系統(tǒng)的正式電源未接入，沒(méi)能提供報(bào)警信號(hào)；水量損失達(dá)1160T，給電力公司帶來(lái)了近69600元的直接經(jīng)濟(jì)損失，因水管泄漏造成的間接經(jīng)濟(jì)損失目前還無(wú)法統(tǒng)計(jì)；由此可見(jiàn)本實(shí)用新型在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益上都具有較可靠的應(yīng)用前景。

這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中。在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。