无人值守变电站综合监控解决方案

无人值守变电站综合监控解决方案内容摘要：

的目的是将变电站的各个监视点，如主控制室的设备运行情况、主变、断路器、隔离刀闸等的运行状态实时图像、防火防盗等智能设备报警信息传输到监控中心，监控人员可通过实时图像和远动信息对变电站的运行情况进行综合监控、分析。 传统的模拟视频监控系统受技术发展的局限，只能进行现场视频监视，简单的报警信息处理传输，不能远距离传输视频信号，对于前端具体状况的了解、事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性，而对于电力行业等具有大量无人值守变电 站的用户来说，远程、实时的综合监控是行业系统安全运作必备的前提条件。 如何将远程的图像监视、环境监控、防盗、消防和报警联网系统有机的结合起来，做到既可以远程的监视、遥控和图像的传输，又具备环境的整体监控，并且具有通常联网报警网络的功能，能够更加有效地预防事故发生、打击犯罪、保障财产安全，确保系统运行稳定，将安全防范技术提高到一个新的水平，这已经成为当前监控行业发展的主要方向。 根据电力行业具有大量无人值守变电站的用户的远程综合监控需求的实际情况，天地伟业数码科技有限公司展开深入调研，凭借不断创新的理念以及丰富 的监控业务整合经验，推出的“无人值守变电站综合监控系 统 ”，通过加强计算机技术、图像数字化技术和信息技术的应用，实现用户对前端无人或少人值守系统的综合监控、集中管理，利用现有的网络对前端的图像、环境、设备运行状态、门禁、周界防范等进行有效的监控和管理，大幅度提高了对前端监控的实时性、有效性，降低了人员及管理成本。 需求分析 目前， XX 省电网有实际监控意义的变电站类型主要为 750 kV 变电站 ， 500kV 变电站， 220kV 变电站， 110kV 变电站， 35KV 等规模的变电站。 上述变电站已部分安装监控报警系统，并 分别接至相应 5 集控站。 由于变电站图像监控系统型号不统一，未能实现联网和统一管理。 原有已经安装监控报警系统的变电站，面临系统升级问题。 XX 省的变电站多数呈分散式分布，且很多地理位置处于人烟稀少的地方，平时无人或少人值守，管理人员只是在固定的时间去做设备的维护工作。 而且 XX 省电力公司监控中心要求能够远程了解，前端变电站所有设备工作环境变化。 变电站内通常安装有重要且贵重的设备，它们运作的正常与否直接关系到企业或整个行业能否正常运作。 XX 省电力公司的管理中心要求对前端变电站图像监视系统、环境监测系统、防盗系统、 消防系统、报警系统、远程控制系统必须进行有机的联动结合，从而提高无人或少人值守变电站人员和设备的安全性及便利性。 同时要求无人值守变电站、变电站、基站必须把变电站内的音 /视频画面、人员出入的状况、变电站内环境变化量的报警信号等数据及时地传回监控中心。 实现变电站监控系统的“五遥”功能。 前端变电站的所有视频数据、环境数据必须通过网络进行远程传输，并且对数据的记录存储要尽量的全面、细致，使得 数据的存储、检索、回放、备份、恢复利于管理和服务，而且要求采用一套软件对前端所有的系统设备进行实时控制管理。 系统要求采用模 块化设计，保证具有灵活的扩展性，同时提供 友好的人机对话界面，有电子地图功能，能够将前端的传感器报警探头等前端设备形象的标识，方便布防管理。 系统的要求管理采用分级权限，不同的人员具有不同的使用权限，以便实现安全化管理。 二 、系统设计原则 系统设计坚持 “技术先进、使用方便、经济合理、超前考虑 ”的原则，系统具有先进性、实用性、规范性、可靠性、开放性，同时为了保证整个系统稳定可靠，具备良好的整体升级、扩展能力和方便维护，系统具有良好的升级、扩展能力，符合网络优化配置和业务拓展的需要，系统设备选型在符合系统功能要 求的前提下，综合的考虑了性能指标、规格统一性及性能价格比。 可靠性 保证系统的高可靠性。 即不会出现因为某一个设备发生故障而造成整个监控系统无法使用的现 6 象。 系统的接入不会影响现有通信设备和网络的正常工作。 系统将正确反映监控内容的实际情况。 系统的运行和平均故障修复时间完全符合设计要求。 实时性 保证系统能实时的反映通信设备运行情况，一到那出现异常情况是能够及时报警。 开放性 系统选用的软硬件都是使用市场成熟的国际通用标准的产品，数据传输采用国际标准的 TCP/IP网络传输协议，并提供 开放式的接口。 先进性 系统所选择的软硬件都是业界的优秀产品，整体方案设计新颖、技术先进，并符合通信技术发展的趋势。 充分借鉴、利用最新技术和成功经验，集成为先进的整体系统。 安全性 通过安全隔离、信息加密等技术保证系统安全。 实用性 系统全面分析现有条件与未来需求，充分考虑当前功能要求与整体人员技术素质，力求实现系统建设与使用的同步，使集成开发的系统充分满足统计局的需求，并且易于操作、维护。 兼容性 系统可与各相关单位内网兼容，满足级联需要，进行超前方案设计和优化。 规范性：符合国际、国家 及部门和地方有关标准规范等，并充分考虑上级水行政主管部门正在制定的有关标准，适应实际情况，确保各系统组成部分间的协调一致、兼容配合。 经济性 具有极佳的性能价格比。 可维护性 系统可操作性强、界面友好、易于使用和推广。 7 可扩展性和易升级性 随着网络技术的不断发展，面对飞速发展的通信事业和系统功能的扩大，系统设备和软件等要有良好的可扩充性，主干网络设备应能平滑升级。 为此，系统采用模块化结构设计，可以积木式拼装，各子系统通信接口和协议透明，增强了系统的延续性。 可管理性和易维护性 本系统是由 多种设备组成的复杂系统，因此选择的产品要有良好的可管理性、通用性和易维护性，费用低廉，投入较少。 设计依据  《中华人民共和国公共行业标准》  《安全防范工程程序与要求》  《民用建筑电器设计规范》  《工业电视系统工程设计规范》  《电视系统视频指标》  《电器装置安装工程线路施工及验收规范》  《电业安全工作规程》  《工业企业通信设计规范》  《民用闭路监视电视系统工程技术规范》  《安全防范系统通用图形符号》  《安全防范工程概预算编制办法》  《低压配电装置安装工程及线路设计规范》  《 快速以太网接口标准》  《建筑闭路监视电视系统工程技术规范》  《防盗报警控制器通用技术条件》  《民用建筑电气设计规范》  《电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用》  《电工电子产品基本环境试验规程》  《火灾自动报警系统设计规范》 8  《保护接地和防雷接地标准》  《视音频编解码标准 视听对象的编码》  《以太网接口标准》  《中国网通山东省分公司动力环境及总配线架集中监控系统技术规范书》  《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验》  《电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》  《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌 (冲击 )抗扰度试验》  《电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验》  《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》  《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》 9 三 、系统解决方案 3． 1 系统总体结构图 无人值守 变电站 综合 监控系统为分层、分区的分布式结构，按变电站视频及环境监控省级主站系统、变电站视频及环境监控地区级主站系统和变电站视频及环境监控站端系统三级构建，如图所示 远程集中监控系统总体示意图 天地伟业无人值守 变电站 综合监控系统，支持两级或两级以 上的联网结构，方便系统扩容。 10 3． 2 变电站 监控系统详图 变电站 综合监控系统详图 四、系统组成与实现 XX 市无人值守 变电站 综合监控系统按功能共分三个部分：前端信号采集处理部分、信号汇总和传输部分、后台控制（监控中心）部分。 11 现场监控单元 信号采集部分处于系统最前端，属于系统底层部分。 由各种传感器构成，传感器直接对设备进行信号采集。 传感器采用精密元器件设计，能够充分保证系统的稳定、正常的运行。 前端信号采集模块可分为：音视频采集模块，模拟变量采集模块、报警信号采集模块、数字量采集模块、信号 转换模块等。 能够实现对 变电站 各种不同信号的采集和转换。 信号汇总和传输部分 信号汇总与传输部分采用天地伟业的无人值守工作站，作为 变电站 监控系统的数据汇总和传输部分的核心设备。 天地伟业的无人值守工作站采用嵌入式操作系统，保证了系统的稳定性。 设备本身提供视频连接接口，提供模拟变量、数字变量、报警信号的开关量 、智能设备实时状态 参数 、门禁管理等信号的采集 通讯 接口，同时具备编码功能，将采集到视频信号、模拟变量、开关量等信号进行编码成为数字网络信号，用于网络传输。 区域监控中心（ LSC） 在监 控中心采用移动 变电站 动力环境集中监控系统平台，可以实现一套软件控制前端所有设备。 实现 变电站 监控系统的音视频监控、温湿度实时监测， 防盗 /消防 监测系统工作状态实时监测，配电系统实时监测并且报警联动视频，漏水检测定位检测，空调运行状态监测， 变电站 人员出入控制管理。 12 变电站 防火、防盗报警能功能，报警时还可以联动 摄像机进行图像抓拍、录像，联动 手机短信发送 报警信息，及时通知相关智能部门和管理人员。 同时， 系统支持 门禁管理系统，确保人员出入有记录，可以通过监控中心远程实现对 变电站 进行远程开 关 门 ，远程查看门禁信息日志，提升管 理效率和水平。 以上所有的功能都可以在一套系统软件平台上实现，系统支持网络浏览功能。 13 五、系统的主要构成 温湿度监测子系统 由温湿度传感器采集 变电站 内的环境变化数据：实时温度信号、实时湿度信号。 以电子地图 等多种 方式实时显示并记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值，显示短时间段内的变化情况曲线图。 14 系统可设定每个温湿度传感器的温度与湿度的上限与下限值。 当任意一个温湿 度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时，监控主系统发出报警 ， 并以电子地图形式显示温湿度报警点位置、报警时的温湿度 数据值，发生警情时可以联动预设的报警联动方式，进行报警联动。 温湿度监测子系统报警时可以联动摄像机录像、摄像机抓拍、本地警灯、警号提示，联动监控中心语音 、弹出视频 提示管理人员，将报警的信息以手机短信 方式发送给就近的值班人员或相关职能领导。 手机短信发送报警时产生的文本信息。 当温湿度监恢复正常时，温湿度监测子系统消警，消警后，根据实际情况可以选择，将消警信息发送给值班人员或相关职能领导。 配电（市电）监测子系统 使用在线用电检测仪 监测 配电 (市电 )系统的实时供电情况，实时监测电压、电流、有功功率、无功功率 、频率、功率因数 等重要配电参数，实现 变电站 用电检测与管理，实时掌握负载用电情况，掌 15 握配电 (市电 )系统的工作状态。 使用电压、电流传感器检测配电 (市电 )系统的实时 电压 、 电流 数值，叠加在视频图像之上，进行可视化显示，并根据设置的时间间隔进行定时采集和存储。 使用 停电检测器 可以灵活方便的检测开关柜中每一路线路是否正常供电，一旦发生停电事故则输出开关量给无人值守工作站，联动 相应 报警应急处理策略。 可设定电压、电流等电参数的上 限值与下限值，当监测的电参数超过设定的允许值时，系统诊断为有 异常（报警） 事件发生，监控主系统 发出报警提示 ，并联动预先设置好的联动策略进行相关操作。 配电 （市电） 系统报警时可以联动摄像机录像、摄像机抓拍、本地警灯、警号提示，联动监控中心语音 、弹出视频 提示管理人员，将报警的信息以手机短信 方式发送给就近的值班人员或相关职能领导。 手机短信 发送报警时产生的文本信息。 当市电停电时，系统报警，能够将报警数据联动手机短信发送给就近的值班人员或相关职能领导。 当市电来电时警情，系统消警，同时将消警信息发送给近的值班人员或相关职能领导。 16 UPS 电池监测子系统 UPS 电池监测子系统，负责监测 变电站 内蓄电池 的 工作是否正常。 使用电压、电流传感器检测 UPS 的输入输出线路上的实时电压 、 电流数值，叠加在视频图像之上，进行可视化显示，并根据设置的时间间隔进行定时采集和存储。 使用 停电检测器 可以灵活方便的检测 UPS 的输出线路是否正常供电，一旦发生停电事故则输出开关量给无人值守工作站，联动相应报警应急处理策略。 可设定电压、电流等电参数的上限值与下限值，当监测的电参数超过设定的允许值时，系统诊断为有 异常（报警） 事件发生，监控主系统发出报警提示 ，并联动预先设置好的联动策略进行相关操作。 UPS 电池监测子系统 报警时可以联动摄像 机录像、摄像机抓拍、本地警灯、警号提示，联动监控中心语音 、弹出视频 提示管理人员，将报警的信息以手机短信 方式发送给就近的值班人员或相关职能领导。 手机短信发送报警时产生的文本信息。 当 UPS 无法正常供电 时，系统报警，能够将报警数据联动手机短信发送给就近的值班人员或相关职能领导。 当市电来电时警情，系统消警，同时将消警信息发送给近的值班人员或相。