本實用新型屬于自控報警技術領域，尤其涉及一種變電站消防水管泄漏預警系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有技術中，有關消防水管泄漏的報警、預警系統(tǒng)主要以大型管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)配、運行、監(jiān)控等需求為基礎；由于其監(jiān)測方式比較單一，要么是壓力監(jiān)控，要么是基于遠傳水表的流量監(jiān)控，且均只能在事后進行報警；故，這些報警、預警系統(tǒng)在水管泄漏的報警和預警方面還不能做到及時和準確。同時，關于消防水管泄漏的報警、預警工程還沒有一個比較完整的理論結構和系統(tǒng)的實施方法。比較常見的做法，通常是基于大型管網(wǎng)中的現(xiàn)有的撿漏技術手段再加上一些計算機的算法進行模擬計算得出報警信息。

目前有不少無人值守的變電站，站內(nèi)所有的設備均由上級有人站遠程監(jiān)控運行。這類變電站由于無人值守，當消防噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)出現(xiàn)泄漏時，很難被及時發(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自來水公司的水表讀數(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，同時也會給變電站帶來極大的經(jīng)濟負擔。在此背景下，如何能及時發(fā)現(xiàn)水管泄漏，或者，在水管泄漏發(fā)生之前及時發(fā)出預警信號，是我們亟需解決的主要技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

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

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

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

進一步地，所述現(xiàn)場數(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光纖聯(lián)接的現(xiàn)場PLC和上層PLC。

進一步地，所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊還包括通過電源線分別與現(xiàn)場PLC和上層PLC聯(lián)接的現(xiàn)場主電源監(jiān)控繼電器和上層主電源監(jiān)控繼電器。

進一步地，所述水流量傳感器為超聲波水表。

進一步地，所述報警裝置為聲光報警器。

本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型設有溫度傳感器、水流量傳感器和壓力傳感器進而可以提供溫度、水流量和壓力三種監(jiān)測參數(shù)，對消防水管的泄漏具有預警、小流量報警和大流量報警等功能；而目前相關的預警、報警系統(tǒng)主要依靠遠傳水表提供一個單一的水流量信號，將溫度傳感器、壓力傳感器引入消防水管報警、預警的機制目前還沒有，故本實用新型在消防水管泄漏的預警、報警信號的提供方面更為全面、及時和準確。

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

總而言之，本實用新型克服了現(xiàn)有技術的不足，形成了一個獨立、高效的具備實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和報警兩大功能的變電站消防水管泄漏預警系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

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PLC，5-一號光纖交換機，6-現(xiàn)場控制箱，7-二號光纖交換機，8-監(jiān)控室控制箱，9-上層PLC，10-人機交互模塊，11-報警蜂鳴器，12-一號報警燈，13-二號報警燈，14-三號報警燈，15-復位按鈕。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。

請參閱圖1，本實用新型公開了一種變電站消防水管泄漏預警系統(tǒng)，包括依次連接的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊、人機交互模塊；所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊設有報警裝置。

所述現(xiàn)場數(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)測水管內(nèi)的實際水溫，采集水溫信號的主要作用是當水管內(nèi)的水溫低于一個限值且溫度呈現(xiàn)一直下降趨勢時，水管內(nèi)的水就有結冰的可能性，水管內(nèi)的水如果開始結冰就極易導致水管爆裂。通過對溫度趨勢和實測溫度的分析就能在結冰風險出現(xiàn)之前發(fā)出預警信號，進而，提示維護人員有針對性的采取預防措施。

所述壓力傳感器2用于監(jiān)測水管內(nèi)的水壓，正常狀態(tài)下，水壓會穩(wěn)定在一個較小的范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)短時間大量泄漏情況的話，水管內(nèi)的水壓會有明顯波動，波動超過一定范圍，壓力傳感器2將發(fā)出報警信號。

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

所述數(shù)據(jù)采集和分析模塊包括設有數(shù)據(jù)采集程序的現(xiàn)場PLC 4和設有數(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)送過來的實時數(shù)據(jù)，同時將實時數(shù)據(jù)與設定限值進行比對，如果超出界限即選擇報警。本預警系統(tǒng)的現(xiàn)場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)轉換成0-10V標準信號傳遞給現(xiàn)場PLC 4，由現(xiàn)場PLC 4將接收到的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場的一號光纖交換機5、光纖及監(jiān)控室內(nèi)的二號光纖交換機7傳遞給監(jiān)控室內(nèi)的上層PLC 9和人機交互模塊10；人機交互模塊10主要是用于日常運行和管理。

超聲波水表監(jiān)測流量每增加0.1噸，向現(xiàn)場PLC 4發(fā)送一個脈沖信號，由現(xiàn)場PLC 4將脈沖信號轉換成水流量數(shù)據(jù)，進而通過現(xiàn)場的一號光纖交換機5、光纖及監(jiān)控室內(nèi)的二號光纖交換機9傳遞給監(jiān)控室內(nèi)的上層PLC 9和人機交互模塊10。由于超聲波水表的監(jiān)測精度為0.2噸/小時，因此，水流量需大于0.2噸/小時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電源線分別與現(xiàn)場PLC和上層PLC聯(lián)接的現(xiàn)場主電源監(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)場控制箱6和監(jiān)控室控制箱8這兩個電箱內(nèi)；任意一個電箱掉電均會觸發(fā)繼電器報警，同時向上層監(jiān)控平臺發(fā)出一個開關信號。

所述上層PLC 9與報警裝置聯(lián)接，所述報警裝置為聲光報警器。當水溫、壓力、流量數(shù)據(jù)超過設定的上下限時，或者在本預警系統(tǒng)斷電情況下，本預警系統(tǒng)提供聲光報警信號，同時提供2個報警開關信號給上層監(jiān)控平臺。通過本預警系統(tǒng)提供的報警開關信號能使無人站發(fā)生的警報第一時間傳遞到上層變電站，可及時發(fā)現(xiàn)故障、減少故障帶來的危害和損失。

監(jiān)控室內(nèi)的上層PLC 9接收到現(xiàn)場PLC 4上傳的溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)之后，將其與設定值進行比較。如果實時數(shù)據(jù)不在設定的數(shù)值范圍內(nèi)，將觸發(fā)聲光報警信號，同時提供一個開關信號給更上層的監(jiān)控平臺。比如，流量設定報警范圍是1噸/天，當流量信號大于1噸時(即超聲波水表發(fā)出11個脈沖信號時)，將觸發(fā)報警信號，監(jiān)控室內(nèi)的報警蜂鳴器啟動，流量報警信號燈點亮，給上層監(jiān)控平臺的報警開關信號接通。

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

本實用新型的試驗點選擇了上海市虹橋樞紐附近某變電站，試驗期間的相關數(shù)據(jù)如下：

1)當流量達到3.5L/min時，本預警系統(tǒng)即可捕捉到泄漏信息發(fā)出報警信號；3.5L/min的流量相當于一個自來水龍頭的流量。

2)當水管內(nèi)的水溫和壓力超出設定界限時，即可報警。

試驗數(shù)據(jù)表明本實用新型的技術效果已經(jīng)達到了預期，對上海市變電站(也可推廣到其他類型建筑物)的消防噴淋水管網(wǎng)在預警、小流量報警和大流量報警上均達到了預期效果。

本實用新型對使用者來說，還將取得比較不錯的經(jīng)濟效益，以本次試點站為例：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。由于當時本預警系統(tǒng)的正式電源未接入，沒能提供報警信號；水量損失達1160T，給電力公司帶來了近69600元的直接經(jīng)濟損失，因水管泄漏造成的間接經(jīng)濟損失目前還無法統(tǒng)計；由此可見本實用新型在經(jīng)濟效益、環(huán)保效益上都具有較可靠的應用前景。

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