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2018-01-23 09:58:18      众山科技      阅读:50
水库水电站泄洪预警系统

水库水电站泄洪预警系统

 

项目必要性:

案例1:2015年10月9日23时40分左右盈江县突发洪水,造成重大的人民生命损害和财产损失(死亡2人,财产损失3300余万)。
  经事后调查了解,造成这次洪水事故的,并非全部归因为自然灾害,其直接原因是梁河县大盈江水电开发有限公司所有的葫芦口水电站在泄洪的过程中出现重大过错造成的。

案例2:新华网南宁2013年8月22日电(记者李斌、汪军) 台风尤特”给广西带来持续强降雨,象州县8月19日遭遇一场严重洪涝灾害,4000多名群众被洪水围困。记者前往调查采访,当地群众却纷纷称他们遇到了一次“诡异的洪水”,而造成这次洪水的原因则是上游一水电站突然开闸泄洪,却未提前通知下游。

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案例3:2015年4月2日,强降雨导致旬阳县旬河水位上涨,旬阳县大岭电站泄洪,下游阳安铁路和季家坪电站施工工地工人未及时撤离,造成1名工人失踪,25名工人被困河中心。


   
针对中大型水库,水库下游分布有重要城镇、居民区、水上娱乐地等,这些下游的居民区或容易积聚人群的地点属于重点防洪保护对象。在大坝安全的前提下,应充分利用上游水库水电站的调蓄作用,保障下游的安全;同时建设泄洪预警系统,在泄洪之前对下游沿河村落提前发送预警通知是非常必要的。

主要建设任务及内容

1水库泄洪预警系统设计及建设

针对未建设泄洪预警体系的中大型水库水电站,新建一套泄洪预警系统;在水库中控室设置1个中央控制站,在下游沿江河道和居民点设置多个泄洪预警无线广播设备,以500米的预警范围分别布置在沿江俩侧区域(根据实际环境确定人数,可以考虑全覆盖)。以便泄洪前能及时有效地对沿江民众进行预警,从而保证沿江民众的生命和财产安全。

整个系统由控制中心、预警站点、对讲机等部分组成;预警信息发布时,由控制主机发送预警指令及预警信息,预警站点收到预警信息后根据预警指令要求进行预警播报,在紧急情况下时,可用紧急对讲机对具体的预警站点进行喊话预警,通信方式考虑采用ISM+GPRS双通道方式,同时使用,进一步提高可靠性。





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泄洪预警拓扑图

 

 

 

控制中心设在水库水电站调度中心,一旦下泄可能导致较大影响的洪水时,提前1个小时发布预警,提醒沿河居民注意洪水风险和影响。预警广播站点沿下游河道布设,重点建在旅游区沿河易受淹没景点以及贡布城区沿河易受淹没的居民区,具体建设范围依据泄洪洪水风险分析结果确定。

技术要求

泄洪预警系统性能及要求

设计要求

系统总体要求2处中型水库建设泄洪预警系统,每套系统由1套中央控制站、15套泄洪预警终端设备(包括喇叭、太阳能板、安装在控制箱内的蓄电池、电源装置、控制主机等)及相关中继设备组成。中央控制站设置在水库水电站的中控室;下游沿河居民点安装不少于15套泄洪广播设备(最好做全覆盖)对其进行预警。中央控制站具有一键预警按钮,可以直接控制泄洪预警终端预警,同时向县级平台上传预警信息,也可接受县级监控平台发送的预警信息并报警。泄洪预警终端设备采用无线传播(4GLTE)方式进行预警广播和报警,接收中央控制站和县级监控平台的预计信息,并具有自检和自诊断功能,能及时将故障信息通过无线传输方式反馈到县级监控平台。泄洪广播设备等应具有防盗报警功能,由于沿江无交流电源提供,泄洪广播设备电源应采用新能源(太阳能)自供电方式。

中央控制站

中央控制站具有一键预警按钮,可以直接控制泄洪预警终端预警,同时向县级平台上传预警信息,也可接受县级监控平台发送的预警信息并报警。

通讯要求

(1) 须具有七模全网通模块,具有4GLTE通信功能。

(2) 具有文字转语音功能(字数不少于500 字,  语音播报流畅、支持常用多音字),播报短信重复播放次数可配置1~99 遍,播报短信内容可监控(向平台或指定号码回执短信内容)。

(3) 具有一键报警按钮和预警时间设置功能,使用运营商专用物联网sim卡,sim卡不要语音功能;预警数据全部采用加密传输,防止发生信息安全问题。

供电要求

(1) 供电方式:设备采用新能源(如太阳能、蓄电池)的供电方式,条件满足的地方可以增加对交流电的支持。

(2) 设备平时处于低功耗值守状态,值守功耗不大于0.2W,当收到主机授权控制信号后自动开启功放电路。

(3) 设备电源回路应具有自动充放电功能,并对蓄电池运行情况进行监视。

(4) 新能源供电和无线控制方式的系统,须考虑蓄电池电源容量和无线抗干扰问题。从而保证系统正常、稳定的运行。

性能要求

(1) 预警范围:中央控制主站单点覆盖范围为半径500米(空旷)。

(2) 中央控制器能实现对各预警站点进行广播,现地操作进行广播或报警,以及系统可以根据设定延时进行依次预警广播,

(3) 系统具有监视、预警和控制反馈功能,能及时报送系统故障和动作情况。

(4) 设备机箱应具有防水、避雷功能,防护等级应满足国际标准要求, 外壳坚固、密闭,并有良好的接地。防护等级:不低于IP55。

(5) 具有防雷、短路保护电路;接地端口;具有防潮、防霉、防虫、防尘等工艺处理。

(6) 可支持SIM卡锁定。

(7) 支持实时报告设备的工况,支持平安报,异常报,支持管理平台远程设置和查询参数,支持管理平台实时发布预警信息。

(8) 设备设计应维护方便,太阳能板和警报器应选择为免维护产品。

外部接口

(1) 扬声器:全向型,声音传播均匀,外型美观。

(2) 电源:蓄电池接口,太阳能电池板接口。

(3) 天线:LTE天线接口。

设备电源

(1) 太阳能电池板:开路电压:21.5V,工作电压:18V

(2) 蓄电池输入:12V;

(3) 蓄电池充放电次数500次以上;

(4) 电池至少可待机3天,连续播放60分钟以上。

音频功放

(1) 功放输出功率:100W;

(2) 输出阻抗:4~16Ω;

(3) 音频响应:300~6000 Hz;

(4) 失真度:≤1%(f=1kHZ);

(5) 信噪比:≥60dB。

通信模块(设备内置)
考虑到三大运营商网络覆盖分布的不均匀性,要求必须选用7模全网通模块,同时支持FDD LTE、TDD LTE、WCDMA、CDMA1X、EVDO、GPRS等网络通信方式,根据现场通信环境选用中国移动、中国电信、中国联通一家运营商的物联网卡,所选用通信模块须具有中国工信部核发的《电信设备进网许可证》。

 

防雷保护

(1) 外部设计安装应有接地端子;

(2) AC 防雷保护电流:10kA;

(3) 功放输出浪涌保护电流:5kA;

(4) 响应时间:≤25mS。

工作环境

(1) 工作温度:-10℃~50℃;

(2) 储存温度:-30~60℃;

(3) 工作湿度:不大于95%RH(40℃凝露)。

(4)  

预警终端站点

泄洪预警终端设备采用无线传播(4GLTE)方式进行预警广播和报警,接收中央控制站和县级监控平台的预计信息,并具有自检和自诊断功能,能及时将故障信息通过无线传输方式反馈到县级监控平台。泄洪广播设备等应具有防盗报警功能,由于沿江无交流电源提供,泄洪广播设备电源应采用新能源(太阳能)自供电方式。

 

通讯要求

(4) 须具有七模全网通模块,具有4GLTE通信功能。

(5) 具有文字转语音功能(字数不少于500 字,  语音播报流畅、支持常用多音字),播报短信重复播放次数可配置1~99 遍,播报短信内容可监控(向平台或指定号码回执短信内容)。

(6) 支持使用运营商专用物联网sim卡(13位号卡),sim卡不要语音功能;

(7) 支持接收中央控制站和县级管理平台发送过来的预警信息并播报。

供电要求

(5) 供电方式:设备采用新能源(如太阳能、蓄电池)的供电方式。

(6) 设备平时处于低功耗值守状态,值守功耗不大于0.2W,当收到主机授权控制信号后自动开启功放电路。

(7) 设备电源回路应具有自动充放电功能,并对蓄电池运行情况进行监视。

(8) 新能源供电和无线控制方式的系统,须考虑蓄电池电源容量和无线抗干扰问题。从而保证系统正常、稳定的运行。

性能要求

(9) 预警范围:中央控制主站单点覆盖范围为半径200米(空旷)。

(10) 系统具有监视、预警和控制反馈功能,能及时报送系统故障和动作情况。

(11) 设备机箱应具有防水、避雷功能,防护等级应满足国际标准要求, 外壳坚固、密闭,并有良好的接地。防护等级:不低于IP55。

(12) 具有防雷、短路保护电路;接地端口;具有防潮、防霉、防虫、防尘等工艺处理。

(13) 可支持SIM卡锁定。

(14) 支持实时报告设备的工况,支持平安报,异常报,支持管理平台远程设置和查询参数,支持管理平台实时发布预警信息。

(15) 设备设计应维护方便,太阳能板和警报器应选择为免维护产品。

外部接口

(5) 扬声器:全向型,声音传播均匀,外型美观。

(6) 电源:蓄电池接口,太阳能电池板接口。

(7) 天线:LTE天线接口。

设备电源

(5) 太阳能电池板:开路电压:21.5V,工作电压:18V

(6) 蓄电池输入:12V;

(7) 蓄电池充放电次数500次以上;

(8) 电池至少可待机3天,连续播放60分钟以上。

音频功放

(6) 功放输出功率:100W;

(7) 输出阻抗:4~16Ω;

(8) 音频响应:300~6000 Hz;

(9) 失真度:≤1%(f=1kHZ);

(10) 信噪比:≥60dB。

通信模块(设备内置)
考虑到三大运营商网络覆盖分布的不均匀性,要求必须选用7模全网通模块,同时支持FDD LTE、TDD LTE、WCDMA、CDMA1X、EVDO、GPRS等网络通信方式,根据现场通信环境选用中国移动、中国电信、中国联通一家运营商的物联网卡,所选用通信模块须具有中国工信部核发的《电信设备进网许可证》。

 

4、安装方式

 由于现地环境复杂,为了设备更好的运行,采用两种安装方式。在居民集中点采用单杆安装方式;在环境比较恶劣的沿路段采取双杆式更为牢靠的安装。

下列为现地工程实例图片(单杆):


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所有的工作应用成熟的方法来完成,并且符合电站辅助系统控制设备的设计和制造上具有最现代化的实践经验。所有的工作应由对有关的专业和职业熟练的工人完成。所有元件应精确地加工到标准规格,以便容易替换和维修。所有的螺栓、螺母、螺钉、铆钉、螺纹、计量单位或尺寸都应与实用标准一致。为了设备的正确安装,承包人应提供所有必要的紧固设备和支持装置。

安装方式

无线预警广播站点全部采用单杆安装方式,主机、电池放在机箱内,采用抱箍方式安装在立杆上,太阳能板用支架安装在镀锌刚管上面,朝正南方向;无线预警广播支架使用Φ167mm*4500mm热镀锌钢管焊接,制作使用2000*2000*1000mm的砼底坐,使用Φ16mm的膨胀螺栓将广播站支架主体支架固定在基座上面;无线预警广播安装需满足以下要求:

可立杆或利用现有建筑物,高于周围建筑物不少于1.5米;

固定基座抗风10级;

安装要符合《水文仪器安全要求》(GB 18523-2001)和《水文仪器基本参数及通用技术条件》(GBT 15966-2007)的相关要求;

布线应规范,符合现行相关标准;

支架材料:热镀锌管;

设备严格按照防雷标准安装;

安装示意图如下,

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立杆采用Ф140mm的热镀锌钢管或采用长度6m,梢径190mm的普通水泥杆,水泥杆内部配筋为至少12根Ф12mm的优质钢筋,其性能指标应符合国家相关要求。钢筋混凝土电杆上端封堵,主要是为防止设备投入运行后,杆内积水,侵蚀钢筋,导致电杆损伤。  电杆的埋设深度为2米并做水泥浇灌处理, 注:遇有土质松软、流沙等情况时,做拉线等特殊处理。

主要设备概算见附表

控制中心

序号

分    类

设备名称

规格型号

单位

数量

单价(元)

总价(元)

备注

1

控制主机

无线预警主机

100w

1

7500

7500

具有一键广播报警功能

2

扬声器

25W

4

150

600


3

麦克风


1

100

100


4

电源系统

蓄电池

38 Ah

1

800

800

国产定制

5

充电控制器


1

300

300


6

太阳能电池板

30 W

1

500

500


8

配    件

信号电缆

定制

1

150

150


9

设备安装支架

定制

1

500

500


10

防雷系统

避雷器

定制

1

300

300


12

土建工程

砼底座

定制

1

500

500


13

通信

物联网卡

3

1

180

180


14

安装、培训


定制

1

900

900


合计







12330


预警终端站点

序号

分    类

设备名称

规格型号

单位

数量

单价(元)

总价(元)

备注

1

预警终端

无线预警终端

100w

1

4500

4500


2

扬声器

25W

4

150

600


3

麦克风


1

100

100


4

电源系统

蓄电池

38 Ah

1

800

800

国产定制

5

充电控制器


1

300

300


6

太阳能电池板

30 W

1

500

500


8

配    件

信号电缆

定制

1

150

150


9

设备安装支架

定制

1

500

500


10

防雷系统

避雷器

定制

1

300

300


12

土建工程

砼底座

定制

1

500

500


13

通信

物联网卡

3

1

180

180


14

安装、培训


定制

1

900

900


合计







9330


 


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