一种火电厂配电间环境监测方法和系统
技术领域
本发明涉及火电厂配电监控技术领域，特别是涉及一种火电厂配电间环境监测方法和系统。
背景技术
从进入电力时代开始，人类对电力的需求量就急剧增长，到现在为止社会的方方面面都离不开电。随着新能源时代的到来，虽然新能源的占比在不断增加，但是传统化石能源还是占用较大的比例，尤其是在我国缺油少气的情况下，火力发电仍然是发电的主力，而且火力发电的发电量稳定。
电源作为机组设备工作的动力，其配电设备工作环境温度、湿度、粉尘浓度以及设备自身发热情况。目前，仅依靠运行巡检人员的定期巡检，当中央空调、干燥机故障或设备异常时，环境参数超限或发生火灾，巡检人员无法及时发现。
目前，火力发电机组配电间设备环境状态未进行监测，长期以来受环境影响造成的缺陷居高不下，一直未通过有效方式进行解决与处理。
发明内容
本发明的目的是提供了一种火电厂配电间环境监测系统和方法，实时采集配电间的环境和设备的运行数据，提高设备运行的可靠性以及维护效率。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种火电厂配电间环境监测系统，包括设置在配电间的指定地点的温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器、监控中心和报警模块以及设置在所述配电间对指定设备进行热监控的红外线热成像传感器，所述传输模块将所述温度传感器采集的温度数据信息、所述湿度传感器采集的湿度数据信息、所述粉尘传感器采集的粉尘数据信息和所述红外线热成像传感器采集的热信息传输到监控中心，所述监控中心检测到所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息、所述热信息超出对应阈值后向所述报警模块输出报警信息，所述报警模块接收所述报警信息后向位于DCS系统和EHO系统发出警报。
其中，还包括与所述监控中心连接的设置模块，用于根据所述监控中心的设置指令设置所述温度传感器、所述湿度传感器、所述粉尘传感器和所述红外线热成像传感器的检测频率。
其中，还包括与所述监控中心和报警模块连接的故障维护模块，用于根据所述报警信息获取对应的故障设备，并将所述故障设备以及所述故障设置的位置信息发送到所述DCS系统和EHO系统。
其中，还包括与所述故障维护模块连接的统计与维护建议输出模块，用于统计预定时间段内所述监控中心发出的警报信息并根据获得的统计信息按照预设规则向所述监控中心、所述EHO系统输出设备维护建议信息。
其中，还包括与所述监控中心连接的阈值设置模块，用于设置所述监控中心存储的所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息、所述热信息的发出所述报警信息的阈值。
除此之外，本发明实施例还提供了一种火电厂配电间环境监测方法，包括：
S1，获得配电间的温度数据信息、湿度数据信息、粉尘数据信息和与指定设备对应的热信息；
S2，检测并判断所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息或所述热信息是否超出对应的报警阈值；
若是，S3，向DCS系统和EHO系统发出警报信息。
其中，所述S3，包括：
在所述配电间的温度大于等于30℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第一高温警报；
在所述配电间的温度大于等于35℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第二高温警报；
在所述配电间的温度大于等于40℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第三高温警报；
在所述配电间的温度小于等于17℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第一低温警报；
在所述配电间的温度小于等于13℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第二低温警报；
在所述配电间的温度小于等于10℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第三低温警报。
其中，在所述S1之前，还包括：
设置所述报警阈值以及设置获得所述配电间的所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息和所述热信息的频率。
其中，在所述S3之后，还包括：
S4，统计预定时间段内的所述报警信息的数量并对所述报警信息进行分析处理后，对所述EHO系统输出设备维护建议信息。
其中，在所述S4之后，还包括：
S5，检测所述DCS系统是否在预定时间段内接受到完全相同的所述报警信息；
若是，S6，向指定的维护人员发送紧急维护信息。
本发明实施例所提供的火电厂配电间环境监测系统和方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测系统和方法，通过在配电间设置传感器，这些传感器至少包括测量环境的温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器，还包括检测设备运行的红外线热成像传感器，在对设备的内部运行参数直接监控以外，还通过外部设备检测其运行表征温度参数，即在检测环境参数的同时也检测设备的参数，避免了现有监控方式中缺少监控，或者是仅仅进行环境参数检测，仅仅检测运行设备的内部参数，从配电间的整体环境到对运行设备的外部表征进行监控，提高了监控的覆盖率，同时在参数超出阈值之后同时向监控和维护发出警报，避免了现有技术中单独先监控方或维护方进行单独监控导致信息不畅的问题，提高了整个监控以及维护系统的运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测系统的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测系统的另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测方的一个实施例的步骤流程示意图；
图4为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测方法的另一个实施例的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1～图4，图1为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测系统的一个实施例的结构示意图；图2为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测系统的另一个实施例的结构示意图；图3为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测方的一个实施例的步骤流程示意图；图4为本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测方法的另一个实施例的步骤流程示意图。
在一种具体实施方式中，所述火电厂配电间环境监测系统，包括设置在配电间的指定地点的温度传感器10、湿度传感器30、粉尘传感器20、监控中心60和报警模块70以及设置在所述配电间对指定设备进行热监控的红外线热成像传感器40，所述传输模块50将所述温度传感器10采集的温度数据信息、所述湿度传感器30采集的湿度数据信息、所述粉尘传感器20采集的粉尘数据信息和所述红外线热成像传感器40采集的热信息传输到监控中心60，所述监控中心60检测到所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息、所述热信息超出对应阈值后向所述报警模块70输出报警信息，所述报警模块70接收所述报警信息后向位于DCS系统80和EHO系统90发出警报。
通过在配电间设置传感器，这些传感器至少包括测量环境的温度传感器10、湿度传感器30、粉尘传感器20，还包括检测设备运行的红外线热成像传感器40，在对设备的内部运行参数直接监控以外，还通过外部设备检测其运行表征温度参数，即在检测环境参数的同时也检测设备的参数，避免了现有监控方式中缺少监控，或者是仅仅进行环境参数检测，仅仅检测运行设备的内部参数，从配电间的整体环境到对运行设备的外部表征进行监控，提高了监控的覆盖率，同时在参数超出阈值之后同时向监控和维护发出警报，避免了现有技术中单独先监控方或维护方进行单独监控导致信息不畅的问题，提高了整个监控以及维护系统的运行效率。
由于在本发明中传感器是进行实时监测的，但是由于不同的设备在不同时段的运行有一些区别，尤其是随着时间的变化，在夜间的温度比白天的温度低等，如果在不同时段都进行大量数据的获取，可能会出现大量的重复数据，虽然在一定程度上能够保证系统的正常监控，但是会浪费大量的存储空间。
为了解决这一问题，实现动态适应性的监控，在本发明的一个实施例中，所述火电厂配电间环境监测系统还包括与所述监控中心60连接的设置模块100，用于根据所述监控中心60的设置指令设置所述温度传感器10、所述湿度传感器30、所述粉尘传感器20和所述红外线热成像传感器40的检测频率。
通过设置模块100，根据所述监控中心60的设置指令设置所述温度传感器10、所述湿度传感器30、所述粉尘传感器20和所述红外线热成像传感器40的检测频率，实现了适应性数据检测，降低了传感器的使用，提高了使用寿命，也降低了大量真实却效率低的数据的产生，提高了存储空间的利用效率。
需要指出的是，本发明对于检测频率的设置不做限定，可以是按照一定的规则，如预先设置一个函数模块，通过自动获取外部时间、天气条件等自动输出检测频率，也可以是工作人员自行设定，如在上班时间设定为工作模式，在下班时间设定为休闲模式等。
由于本发明中的系统，主要是进行配电间的整体监控，是为了能够及时快速的发现设备故障，为了实现快速维护，在本发明的一个实施例中，所述火电厂配电间环境监测系统还包括与所述监控中心60和报警模块70连接的故障维护模块110，用于根据所述报警信息获取对应的故障设备，并将所述故障设备以及所述故障设置的位置信息发送到所述DCS系统80和EHO系统90。
通过设置故障维护模块110，DCS系统80的监控人员和EHO系统90的维护人员即可在获得报警信息之后，快速获得故障设备的位置以及故障原因，实现有针对性、高效的设备维护，提高了设备的运行可靠性。
需要指出的是，本发明对于故障设备以及所述故障设置的位置信息的发送方式不做限定，可以是采用无线的方式、也可以是有限的方式，甚至是到达DCS系统80和EHO系统90之后，采用语音的方式进行播放，本发明催不做限定。
在本发明的一个实施例中，配电间环境监测数据首先进入DCS系统80中实时显示，同时上述数据通过SIS系统同时传输至EHO系统90，因此DCS系统80中显示的数据与EHO中获得的数据理论上是同步的和一致的；EHO系统90和DCS系统80设置相同的报警值，因为数据源是同步的，所以报警级别和报警时间是相同的；DCS报警的作用是给运行监人员使用的，便于运行监盘人员及时发现问题，EHO报警的作用是给设备维护人员使用的。在EHO系统90中的报警由维护人员确认及处理，EHO自动生成设备缺陷，由维护人员进行消缺。
同时向EHO系统90和DCS系统80发送警报信息，是基于EHO自动生成设备的一些缺陷：设备维护人员超过一定没有确认报警信息；同一配电间同一测点信息预定时间内重复报警超过多次，即证明维护不彻底；EHO报警虽然被设备维护人员确认，但在一定时间内仍无彻底消除报警；报警时长超过预定时长，可能造成设备错过最佳维护时间。
由于在长期的设备维护中，有些设备可能由于使用年限较长的原因会出现故障频发，而如果只是被动的进行等待直到出现故障再进行维护，可能会加速设备的老化，大大降低其使用寿命，提高了设备的运行成本。
为了解决这一问题，在本发明的一个实施例中，所述电厂配电间环境监测方法还包括与所述故障维护模块110连接的统计与维护建议输出模块120，用于统计预定时间段内所述监控中心60发出的警报信息并根据获得的统计信息按照预设规则向所述监控中心60、所述EHO系统90输出设备维护建议信息。
通过统计模块与维护建议输出模块，实时统计发生警报的频率，发生故障设备的频率等信息，在一定时间段内，如果某个设备发生故障的频率较高，可能是设备维护人员的维护不到位，也可能是设备已经老化，虽然能够正常工作，出现故障的概率较高，如果维护效率高，可能就会避免故障的发生，提高设备的运行可靠性。例如，一个设备经过统计发现，平均五天会发生一次故障，维护建议输出模块就可以向维护人员输出平均三天到四天进行一次主动维护的建议，这样就可以在设备发生故障之前，主动将设备的故障排除，提高设备的运行可靠性。而另一方面，由于不同的维护人员的维护水平不同，较低一级的维护人员可能会出现维护不彻底的情况，如果统计模块统计出一个使用年限较短的设备出现故障的频率较高，维护人员也维护的很及时，但是其故障发生率依然较高，这说明可能是本次维护不够彻底，因此维护建议输出模块就可以向更高一级的维护人员发出故障维护建议，这样在降低设备的故障发生率的同时也会降低维护成本。
在一个实施例中，统计模块收集的配电间环境参数历史数据，根据季节、气候等因素，分析配电间环境参数的变化幅度、变化趋势、最大值、最小值、平均值、报警次数、报警时长、报警等级等，综合分析判断，建立诊断意见，给出设备维修建议。
例如，目前，配电间环境温度月度2级报警超过4次，报警时长超过200分钟，建议检查中央空调温控系统；配电间环境温度月度3级报警超过4次，报警时长超过300分钟，建议维修中央空调温控系统；湿度、粉尘及设备红外测温类同。
由于配电间由于一些传感器的使用温度限制，新设备的运行环境限制等原因，造成需要报警的阈值发生改变，需要进行主动设置。在一个实施例中，所述火电厂配电间环境监测方法还包括与所述监控中心60连接的阈值设置模块130100，用于设置所述监控中心60存储的所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息、所述热信息的发出所述报警信息的阈值。
需要指出的是，本发明对于设置模块100的设置方式不做限定，可以是采用数据直接输入的方式，也可以是增加或者减少的方式，还可以是阈值模式的选择方式，而且输入的设备可以是普通的电子计算机，也可以是手机APP等，本发明对此不作限定。
除此之外，本发明实施例还提供了一种火电厂配电间环境监测方法，包括：
S1，获得配电间的温度数据信息、湿度数据信息、粉尘数据信息和与指定设备对应的热信息；
S2，检测并判断所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息或所述热信息是否超出对应的报警阈值；
若是，S3，向DCS系统和EHO系统发出警报信息。
由于所述火电厂配电间环境监测方法为上述火电厂配电间环境监测系统对应的方式，因此具有相同的有益效果，本发明对此不作赘述。
本发明中各种传感器的类型和精度不做限定，在一个实施例中，环境温度监视，配电间位置比较分散，不同地点的环境差别比较大，外部环境温度直接影响配电柜电气设备的正常运行。通过在配电间室内安装温度测点(三线制PT100热电阻，1.0级，测量量程：-50-100℃，)来实现实时监视；
环境湿度监视，机柜外部环境湿度直接影响配电柜电气设备的使用寿命，一旦湿度超限结露，会给配电设备造成重大损坏。通过在配电室内部安装湿度传感器(两线制HX92A型湿度传感器，电压等级24V，测量范围：0～100％，测量精度：±2.5％RH)来实现实时监视；
环境粉尘监视，部分配电间周边环境恶劣，存在进灰或进粉的现场，直接影响配电柜电气设备的使用寿命，一旦因积灰造成设备短路，会给配电设备造成重大损坏。通过在配电室内部安装粉尘传感器(两线制NA1000A型粉尘传感器，电压等级24V，测量范围：0-6mg/m3)来实现实时监视；
设备热成像监视，配电设备在运行过程中因环境因素的变化，设备自身会产生大量的热量，通过红外线热成像仪实时监测，可以实现提前预警，避免事故扩大。通过在配电室内部安装红外线热成像仪(四线制JXBS-3001-HWCX型红外线热成像传感器，电压等级24V，像素32*32，测量范围：-40-85℃)来实现实时监视。
本发明对于各个传感器的检测精度以及检测范围不做限定，对于各个类型参数的报警阈值不做限定，在一实施例中，所述S3，包括：
在所述配电间的温度大于等于30℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第一高温警报；
在所述配电间的温度大于等于35℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第二高温警报；
在所述配电间的温度大于等于40℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第三高温警报；
在所述配电间的温度小于等于17℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第一低温警报；
在所述配电间的温度小于等于13℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第二低温警报；
在所述配电间的温度小于等于10℃后，向所述DCS系统和所述EHO系统发出第三低温警报。
上述设置多级报警，实现不同的维护等级以及警报严重程度。
例如：配电间温度范围要求18～40℃，设置温度高1报警30℃，温度高2报警35℃，温度高3报警40℃，温度低1报警17℃，温度低2报警13℃，温度低3报警10℃，温度高3报警值和温度低3报警值根据日常维护经验，设备长期在高于温度高3值或低于温度低3值时容易损坏。通过多级报警设置，运行人员可以提前获知设备异常的情况。
由于在不同时间段以及不同的设备的检测频率不同，如在用电高峰期，设备可能满负荷运行，出现故障的可能性较高，因而需要提高检测频率，在其它时段就可以降低检测频率，避免大量的无用数据的产生，因此，在一个实施例中，在所述S1之前，还包括：
设置所述报警阈值以及设置获得所述配电间的所述温度数据信息、所述湿度数据信息、所述粉尘数据信息和所述热信息的频率。
本发明对于设置报警阈值以及设置传感器的检测频率的方式以及具体数值不做限定。
由于在长期的设备维护中，有些设备可能由于使用年限较长的原因会出现故障频发，而如果只是被动的进行等待直到出现故障再进行维护，可能会加速设备的老化，大大降低其使用寿命，提高了设备的运行成本。
为了提高设备的运行可靠性以及维护效率，在一个实施例中，在所述S3之后，还包括：
S4，统计预定时间段内的所述报警信息的数量并对所述报警信息进行分析处理后，对所述EHO系统输出设备维护建议信息。
通过统计、维护建议输出，实时统计发生警报的频率，发生故障设备的频率等信息，在一定时间段内，如果某个设备发生故障的频率较高，可能是设备维护人员的维护不到位，也可能是设备已经老化，虽然能够正常工作，出现故障的概率较高，如果维护效率高，可能就会避免故障的发生，提高设备的运行可靠性。例如，一个设备经过统计发现，平均五天会发生一次故障，维护建议输出模块就可以向维护人员输出平均三天到四天进行一次主动维护的建议，这样就可以在设备发生故障之前，主动将设备的故障排除，提高设备的运行可靠性。而另一方面，由于不同的维护人员的维护水平不同，较低一级的维护人员可能会出现维护不彻底的情况，如果统计模块统计出一个使用年限较短的设备出现故障的频率较高，维护人员也维护的很及时，但是其故障发生率依然较高，这说明可能是本次维护不够彻底，因此维护建议输出模块就可以向更高一级的维护人员发出故障维护建议，这样在降低设备的故障发生率的同时也会降低维护成本。
为了进一步提高运行维护效率，由于一般维护人员都会进行工作分配，如区域分配，如果发生维护人员在设备故障发生需要维护时临时不在维护现场，不能及时进行设备维护，可能出现耽误设备维护的情况，在一个实施例中，在所述S4之后，还包括：
S5，检测所述DCS系统是否在预定时间段内接受到完全相同的所述报警信息；
若是，S6，向指定的维护人员发送紧急维护信息。
由于同时向DCS系统和EHO系统发出警报信息，监控人员和设备维护人员理论上都应该能够收到报警信息，如果一方出现问题，另一方即可获得设备维护情况，如果监控人员没有及时发现，设备维护人员没有问题即可实时维护，警报就会消失，而在相同时间内接收到报警信息，说明已经指定的维护人员可能不能实时进行维护，这样指定的维护人员发送紧急维护信息，其它维护人员即可获得维护信息，保证故障设备的高效维护。
综上所述，本发明实施例提供的火电厂配电间环境监测系统和方法，通过在配电间设置传感器，这些传感器至少包括测量环境的温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器，还包括检测设备运行的红外线热成像传感器，在对设备的内部运行参数直接监控以外，还通过外部设备检测其运行表征温度参数，即在检测环境参数的同时也检测设备的参数，避免了现有监控方式中缺少监控，或者是仅仅进行环境参数检测，仅仅检测运行设备的内部参数，从配电间的整体环境到对运行设备的外部表征进行监控，提高了监控的覆盖率，同时在参数超出阈值之后同时向监控和维护发出警报，避免了现有技术中单独先监控方或维护方进行单独监控导致信息不畅的问题，提高了整个监控以及维护系统的运行效率。
以上对本发明所提供的火电厂配电间环境监测系统和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
