【文章內(nèi)容簡介】 的目的是將變電站的各個監(jiān)視點，如主控制室的設備運行情況、主變、斷路器、隔離刀閘等的運行狀態(tài)實時圖像、防火防盜等智能設備報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員可通過實時圖像和遠動信息對變電站的運行情況進行綜合監(jiān)控、分析。 傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)受技術發(fā)展的局限，只能進行現(xiàn)場視頻監(jiān)視，簡單的報警信息處理傳輸，不能遠距離傳輸視頻信號，對于前端具體狀況的了解、事件的確認是非常困難的，無形中降低了系統(tǒng)的實用性、穩(wěn)定性和安全性，而對于電力行業(yè)等具有大量無人值守變電 站的用戶來說，遠程、實時的綜合監(jiān)控是行業(yè)系統(tǒng)安全運作必備的前提條件。 如何將遠程的圖像監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)控、防盜、消防和報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，做到既可以遠程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸，又具備環(huán)境的整體監(jiān)控，并且具有通常聯(lián)網(wǎng)報警網(wǎng)絡的功能，能夠更加有效地預防事故發(fā)生、打擊犯罪、保障財產(chǎn)安全，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定，將安全防范技術提高到一個新的水平，這已經(jīng)成為當前監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的主要方向。 根據(jù)電力行業(yè)具有大量無人值守變電站的用戶的遠程綜合監(jiān)控需求的實際情況，天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司展開深入調(diào)研，憑借不斷創(chuàng)新的理念以及豐富 的監(jiān)控業(yè)務整合經(jīng)驗，推出的“無人值守變電站綜合監(jiān)控系 統(tǒng) ”，通過加強計算機技術、圖像數(shù)字化技術和信息技術的應用，實現(xiàn)用戶對前端無人或少人值守系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡對前端的圖像、環(huán)境、設備運行狀態(tài)、門禁、周界防范等進行有效的監(jiān)控和管理，大幅度提高了對前端監(jiān)控的實時性、有效性，降低了人員及管理成本。 需求分析 目前， XX 省電網(wǎng)有實際監(jiān)控意義的變電站類型主要為 750 kV 變電站 ， 500kV 變電站， 220kV 變電站， 110kV 變電站， 35KV 等規(guī)模的變電站。上述變電站已部分安裝監(jiān)控報警系統(tǒng)，并 分別接至相應 5 集控站。由于變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)型號不統(tǒng)一，未能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和統(tǒng)一管理。原有已經(jīng)安裝監(jiān)控報警系統(tǒng)的變電站，面臨系統(tǒng)升級問題。 XX 省的變電站多數(shù)呈分散式分布，且很多地理位置處于人煙稀少的地方，平時無人或少人值守，管理人員只是在固定的時間去做設備的維護工作。而且 XX 省電力公司監(jiān)控中心要求能夠遠程了解，前端變電站所有設備工作環(huán)境變化。 變電站內(nèi)通常安裝有重要且貴重的設備，它們運作的正常與否直接關系到企業(yè)或整個行業(yè)能否正常運作。 XX 省電力公司的管理中心要求對前端變電站圖像監(jiān)視系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、 消防系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、遠程控制系統(tǒng)必須進行有機的聯(lián)動結(jié)合，從而提高無人或少人值守變電站人員和設備的安全性及便利性。同時要求無人值守變電站、變電站、基站必須把變電站內(nèi)的音 /視頻畫面、人員出入的狀況、變電站內(nèi)環(huán)境變化量的報警信號等數(shù)據(jù)及時地傳回監(jiān)控中心。實現(xiàn)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的“五遙”功能。 前端變電站的所有視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)必須通過網(wǎng)絡進行遠程傳輸，并且對數(shù)據(jù)的記錄存儲要盡量的全面、細致，使得 數(shù)據(jù)的存儲、檢索、回放、備份、恢復利于管理和服務，而且要求采用一套軟件對前端所有的系統(tǒng)設備進行實時控制管理。 系統(tǒng)要求采用模 塊化設計，保證具有靈活的擴展性，同時提供 友好的人機對話界面，有電子地圖功能，能夠?qū)⑶岸说膫鞲衅鲌缶筋^等前端設備形象的標識，方便布防管理。 系統(tǒng)的要求管理采用分級權(quán)限，不同的人員具有不同的使用權(quán)限，以便實現(xiàn)安全化管理。 二 、系統(tǒng)設計原則 系統(tǒng)設計堅持 “技術先進、使用方便、經(jīng)濟合理、超前考慮 ”的原則，系統(tǒng)具有先進性、實用性、規(guī)范性、可靠性、開放性，同時為了保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，具備良好的整體升級、擴展能力和方便維護，系統(tǒng)具有良好的升級、擴展能力，符合網(wǎng)絡優(yōu)化配置和業(yè)務拓展的需要，系統(tǒng)設備選型在符合系統(tǒng)功能要 求的前提下，綜合的考慮了性能指標、規(guī)格統(tǒng)一性及性能價格比。 可靠性 保證系統(tǒng)的高可靠性。即不會出現(xiàn)因為某一個設備發(fā)生故障而造成整個監(jiān)控系統(tǒng)無法使用的現(xiàn) 6 象。 系統(tǒng)的接入不會影響現(xiàn)有通信設備和網(wǎng)絡的正常工作。 系統(tǒng)將正確反映監(jiān)控內(nèi)容的實際情況。 系統(tǒng)的運行和平均故障修復時間完全符合設計要求。 實時性 保證系統(tǒng)能實時的反映通信設備運行情況，一到那出現(xiàn)異常情況是能夠及時報警。 開放性 系統(tǒng)選用的軟硬件都是使用市場成熟的國際通用標準的產(chǎn)品，數(shù)據(jù)傳輸采用國際標準的 TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，并提供 開放式的接口。 先進性 系統(tǒng)所選擇的軟硬件都是業(yè)界的優(yōu)秀產(chǎn)品，整體方案設計新穎、技術先進，并符合通信技術發(fā)展的趨勢。充分借鑒、利用最新技術和成功經(jīng)驗，集成為先進的整體系統(tǒng)。 安全性 通過安全隔離、信息加密等技術保證系統(tǒng)安全。 實用性 系統(tǒng)全面分析現(xiàn)有條件與未來需求，充分考慮當前功能要求與整體人員技術素質(zhì)，力求實現(xiàn)系統(tǒng)建設與使用的同步，使集成開發(fā)的系統(tǒng)充分滿足統(tǒng)計局的需求，并且易于操作、維護。 兼容性 系統(tǒng)可與各相關單位內(nèi)網(wǎng)兼容，滿足級聯(lián)需要，進行超前方案設計和優(yōu)化。 規(guī)范性：符合國際、國家 及部門和地方有關標準規(guī)范等，并充分考慮上級水行政主管部門正在制定的有關標準，適應實際情況，確保各系統(tǒng)組成部分間的協(xié)調(diào)一致、兼容配合。 經(jīng)濟性 具有極佳的性能價格比。 可維護性 系統(tǒng)可操作性強、界面友好、易于使用和推廣。 7 可擴展性和易升級性 隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，面對飛速發(fā)展的通信事業(yè)和系統(tǒng)功能的擴大，系統(tǒng)設備和軟件等要有良好的可擴充性，主干網(wǎng)絡設備應能平滑升級。為此，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設計，可以積木式拼裝，各子系統(tǒng)通信接口和協(xié)議透明，增強了系統(tǒng)的延續(xù)性。 可管理性和易維護性 本系統(tǒng)是由 多種設備組成的復雜系統(tǒng)，因此選擇的產(chǎn)品要有良好的可管理性、通用性和易維護性，費用低廉，投入較少。 設計依據(jù) ? 《中華人民共和國公共行業(yè)標準》 ? 《安全防范工程程序與要求》 ? 《民用建筑電器設計規(guī)范》 ? 《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范》 ? 《電視系統(tǒng)視頻指標》 ? 《電器裝置安裝工程線路施工及驗收規(guī)范》 ? 《電業(yè)安全工作規(guī)程》 ? 《工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范》 ? 《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》 ? 《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》 ? 《安全防范工程概預算編制辦法》 ? 《低壓配電裝置安裝工程及線路設計規(guī)范》 ? 《 快速以太網(wǎng)接口標準》 ? 《建筑閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》 ? 《防盜報警控制器通用技術條件》 ? 《民用建筑電氣設計規(guī)范》 ? 《電工電子產(chǎn)品應用環(huán)境條件無氣候防護場所使用》 ? 《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程》 ? 《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》 8 ? 《保護接地和防雷接地標準》 ? 《視音頻編解碼標準 視聽對象的編碼》 ? 《以太網(wǎng)接口標準》 ? 《中國網(wǎng)通山東省分公司動力環(huán)境及總配線架集中監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范書》 ? 《電磁兼容 試驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗》 ? 《電磁兼容 試驗和測量技術 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》 ? 《電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌 (沖擊 )抗擾度試驗》 ? 《電磁兼容 試驗和測量技術 電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗》 ? 《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》 ? 《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規(guī)范》 9 三 、系統(tǒng)解決方案 3． 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 無人值守 變電站 綜合 監(jiān)控系統(tǒng)為分層、分區(qū)的分布式結(jié)構(gòu)，按變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控省級主站系統(tǒng)、變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控地區(qū)級主站系統(tǒng)和變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控站端系統(tǒng)三級構(gòu)建，如圖所示 遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)總體示意圖 天地偉業(yè)無人值守 變電站 綜合監(jiān)控系統(tǒng)，支持兩級或兩級以 上的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)擴容。 10 3． 2 變電站 監(jiān)控系統(tǒng)詳圖 變電站 綜合監(jiān)控系統(tǒng)詳圖 四、系統(tǒng)組成與實現(xiàn) XX 市無人值守 變電站 綜合監(jiān)控系統(tǒng)按功能共分三個部分：前端信號采集處理部分、信號匯總和傳輸部分、后臺控制（監(jiān)控中心）部分。 11 現(xiàn)場監(jiān)控單元 信號采集部分處于系統(tǒng)最前端，屬于系統(tǒng)底層部分。由各種傳感器構(gòu)成，傳感器直接對設備進行信號采集。傳感器采用精密元器件設計，能夠充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常的運行。 前端信號采集模塊可分為：音視頻采集模塊，模擬變量采集模塊、報警信號采集模塊、數(shù)字量采集模塊、信號 轉(zhuǎn)換模塊等。能夠?qū)崿F(xiàn)對 變電站 各種不同信號的采集和轉(zhuǎn)換。 信號匯總和傳輸部分 信號匯總與傳輸部分采用天地偉業(yè)的無人值守工作站，作為 變電站 監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總和傳輸部分的核心設備。天地偉業(yè)的無人值守工作站采用嵌入式操作系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設備本身提供視頻連接接口，提供模擬變量、數(shù)字變量、報警信號的開關量 、智能設備實時狀態(tài) 參數(shù) 、門禁管理等信號的采集 通訊 接口，同時具備編碼功能，將采集到視頻信號、模擬變量、開關量等信號進行編碼成為數(shù)字網(wǎng)絡信號，用于網(wǎng)絡傳輸。 區(qū)域監(jiān)控中心（ LSC） 在監(jiān) 控中心采用移動 變電站 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)平臺，可以實現(xiàn)一套軟件控制前端所有設備。實現(xiàn) 變電站 監(jiān)控系統(tǒng)的音視頻監(jiān)控、溫濕度實時監(jiān)測， 防盜 /消防 監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài)實時監(jiān)測，配電系統(tǒng)實時監(jiān)測并且報警聯(lián)動視頻，漏水檢測定位檢測，空調(diào)運行狀態(tài)監(jiān)測， 變電站 人員出入控制管理。 12 變電站 防火、防盜報警能功能，報警時還可以聯(lián)動 攝像機進行圖像抓拍、錄像，聯(lián)動 手機短信發(fā)送 報警信息，及時通知相關智能部門和管理人員 。 同時， 系統(tǒng)支持 門禁管理系統(tǒng)，確保人員出入有記錄，可以通過監(jiān)控中心遠程實現(xiàn)對 變電站 進行遠程開 關 門 ，遠程查看門禁信息日志，提升管 理效率和水平 。 以上所有的功能都可以在一套系統(tǒng)軟件平臺上實現(xiàn)，系統(tǒng)支持網(wǎng)絡瀏覽功能。 13 五、系統(tǒng)的主要構(gòu)成 溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng) 由溫濕度傳感器采集 變電站 內(nèi)的環(huán)境變化數(shù)據(jù)：實時溫度信號、實時濕度信號。以電子地圖 等多種 方式實時顯示并記錄每個溫濕度傳感器所檢測到的室內(nèi)溫度與濕度的數(shù)值，顯示短時間段內(nèi)的變化情況曲線圖。 14 系統(tǒng)可設定每個溫濕度傳感器的溫度與濕度的上限與下限值。當任意一個溫濕 度傳感器檢測到的數(shù)據(jù)超過設定的上限或下限時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警 ， 并以電子地圖形式顯示溫濕度報警點位置、報警時的溫濕度 數(shù)據(jù)值，發(fā)生警情時可以聯(lián)動預設的報警聯(lián)動方式，進行報警聯(lián)動。溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)報警時可以聯(lián)動攝像機錄像、攝像機抓拍、本地警燈、警號提示，聯(lián)動監(jiān)控中心語音 、彈出視頻 提示管理人員，將報警的信息以手機短信 方式發(fā)送給就近的值班人員或相關職能領導。手機短信發(fā)送報警時產(chǎn)生的文本信息 。 當溫濕度監(jiān)恢復正常時，溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)消警，消警后，根據(jù)實際情況可以選擇，將消警信息發(fā)送給值班人員或相關職能領導。 配電（市電）監(jiān)測子系統(tǒng) 使用在線用電檢測儀 監(jiān)測 配電 (市電 )系統(tǒng)的實時供電情況，實時監(jiān)測電壓、電流、有功功率、無功功率 、頻率、功率因數(shù) 等重要配電參數(shù)，實現(xiàn) 變電站 用電檢測與管理，實時掌握負載用電情況，掌 15 握配電 (市電 )系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 使用電壓、電流傳感器檢測配電 (市電 )系統(tǒng)的實時 電壓 、 電流 數(shù)值，疊加在視頻圖像之上，進行可視化顯示，并根據(jù)設置的時間間隔進行定時采集和存儲。 使用 停電檢測器 可以靈活方便的檢測開關柜中每一路線路是否正常供電，一旦發(fā)生停電事故則輸出開關量給無人值守工作站，聯(lián)動 相應 報警應急處理策略。 可設定電壓、電流等電參數(shù)的上 限值與下限值，當監(jiān)測的電參數(shù)超過設定的允許值時，系統(tǒng)診斷為有 異常（報警） 事件發(fā)生，監(jiān)控主系統(tǒng) 發(fā)出報警提示 ，并聯(lián)動預先設置好的聯(lián)動策略進行相關操作 。 配電 （市電） 系統(tǒng)報警時可以聯(lián)動攝像機錄像、攝像機抓拍、本地警燈、警號提示，聯(lián)動監(jiān)控中心語音 、彈出視頻 提示管理人員，將報警的信息以手機短信 方式發(fā)送給就近的值班人員或相關職能領導。手機短信 發(fā)送報警時產(chǎn)生的文本信息 。 當市電停電時，系統(tǒng)報警，能夠?qū)缶瘮?shù)據(jù)聯(lián)動手機短信發(fā)送給就近的值班人員或相關職能領導。當市電來電時警情，系統(tǒng)消警，同時將消警信息發(fā)送給近的值班人員或相關職能領導。 16 UPS 電池監(jiān)測子系統(tǒng) UPS 電池監(jiān)測子系統(tǒng)，負責監(jiān)測 變電站 內(nèi)蓄電池 的 工作是否正常。 使用電壓、電流傳感器檢測 UPS 的輸入輸出線路上的實時電壓 、 電流數(shù)值，疊加在視頻圖像之上，進行可視化顯示，并根據(jù)設置的時間間隔進行定時采集和存儲。 使用 停電檢測器 可以靈活方便的檢測 UPS 的輸出線路是否正常供電，一旦發(fā)生停電事故則輸出開關量給無人值守工作站，聯(lián)動相應報警應急處理策略。 可設定電壓、電流等電參數(shù)的上限值與下限值，當監(jiān)測的電參數(shù)超過設定的允許值時，系統(tǒng)診斷為有 異常（報警） 事件發(fā)生，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警提示 ，并聯(lián)動預先設置好的聯(lián)動策略進行相關操作 。 UPS 電池監(jiān)測子系統(tǒng) 報警時可以聯(lián)動攝像 機錄像、攝像機抓拍、本地警燈、警號提示，聯(lián)動監(jiān)控中心語音 、彈出視頻 提示管理人員，將報警的信息以手機短信 方式發(fā)送給就近的值班人員或相關職能領導。手機短信發(fā)送報警時產(chǎn)生的文本信息。 當 UPS 無法正常供電 時，系統(tǒng)報警，能夠?qū)缶瘮?shù)據(jù)聯(lián)動手機短信發(fā)送給就近的值班人員或相關職能領導。當市電來電時警情，系統(tǒng)消警，同時將消警信息發(fā)送給近的值班人員或相