變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

1、變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案深圳市安智訊信息科技有限公司2012年8月.5.閱讀提示本標(biāo)準(zhǔn)方案適用于變電站聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控；對變電站子系統(tǒng)進(jìn)行綜合監(jiān)控，并實現(xiàn)相關(guān)聯(lián)動；采用數(shù)模結(jié)合的混合監(jiān)控系統(tǒng)模型，前端采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)及模擬攝像機(jī)；可接入高清攝像機(jī)，滿足變電站內(nèi)部分設(shè)備高清監(jiān)控的需求；可接入智能視頻服務(wù)器，實現(xiàn)視頻分析，變“被動監(jiān)控”為“主動監(jiān)控”；6.滿足各級電力調(diào)度中心對變電站的綜合監(jiān)控、高清監(jiān)控、智能監(jiān)控的需求。目錄第1章項目概況.71.1項目背景.71.2需求分析.8第2章系統(tǒng)設(shè)計思想.92.1設(shè)計思路.92.2設(shè)計目標(biāo).102.3設(shè)計依據(jù).102.4設(shè)計原則.112.5設(shè)計意義.

2、12第3章系統(tǒng)總體設(shè)計.143.1電力組織架構(gòu).143.2監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu).153.3系統(tǒng)組成.163.3.1站端系統(tǒng).163.3.2傳輸網(wǎng)絡(luò).163.3.3主站系統(tǒng).163.4功能設(shè)計.163.5系統(tǒng)特點.183.5.1綜合監(jiān)控技術(shù).183.5.2高清監(jiān)控技術(shù).193.5.3智能分析技術(shù).193.5.4電力專用平臺軟件.20第4章站端系統(tǒng)設(shè)計.214.1站端概述.214.2站端典型構(gòu)架.214.3站端處理單元.224.4視頻監(jiān)控子系統(tǒng).234.4.1監(jiān)控點分布.244.4.2攝像機(jī)選型.294.4.3監(jiān)控點部署.304.4.4監(jiān)控點配套.304.4.5智能視頻分析.314.5環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng).31

3、4.6安全防范子系統(tǒng).344.7火災(zāi)報警子系統(tǒng).384.8門禁子系統(tǒng).394.9語音對講子系統(tǒng).424.10智能控制子系統(tǒng).424.11SF6泄漏報警子系統(tǒng).444.12傳輸子系統(tǒng).454.12.1網(wǎng)絡(luò)交換機(jī).454.12.2光纖收發(fā)器.464.13站端保障子系統(tǒng).474.13.1防雷.474.13.2抗干擾.484.13.3供電電源.494.13.4組屏與布線.49第5章傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計.515.1以太網(wǎng)方式.515.2E1專線方式.525.3光纖直聯(lián)方式.52第6章主站系統(tǒng)設(shè)計.546.1地區(qū)級主站.546.2省級主站.556.3硬件設(shè)備組成.556.3.1服務(wù)器.566.3.2客戶端.586

4、.3.3存儲設(shè)備.586.3.4解碼設(shè)備.606.3.5大屏顯示設(shè)備.606.3.6網(wǎng)絡(luò)交換機(jī).606.3.7防火墻.62第7章平臺軟件設(shè)計.657.1平臺架構(gòu).657.1.1基礎(chǔ)開發(fā)平臺.667.1.2平臺服務(wù).667.1.3業(yè)務(wù)邏輯子系統(tǒng).667.1.4應(yīng)用系統(tǒng).667.1.5WebService接口.667.2平臺特點.677.3平臺運行環(huán)境.677.3.1操作系統(tǒng).677.3.2數(shù)據(jù)庫.677.4平臺模塊.677.4.1中心管理模塊.687.4.2存儲管理模塊.697.4.3存儲模塊.697.4.4流媒體模塊.697.4.5報警模塊.697.4.6網(wǎng)管模塊.697.4.7云臺代理模塊.

5、707.4.8客戶端.707.4.9電視墻模塊.717.4.10設(shè)備接入模塊.717.4.11智能分析模塊.717.4.12平臺級聯(lián)模塊.727.5平臺基本功能.727.5.1視頻監(jiān)控.727.5.2錄像管理.737.5.3存儲管理.737.5.4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā).737.5.5語音功能.747.5.6遠(yuǎn)程控制.747.5.7報警管理.757.5.8電子地圖.757.5.9權(quán)限管理.767.5.10安全管理.767.5.11系統(tǒng)管理.767.5.12報表管理.787.5.13Web配置及監(jiān)控.787.6平臺擴(kuò)展功能.787.6.1環(huán)境監(jiān)控.787.6.2門禁管理.797.6.3大屏控制.797.6.4

6、視頻分析及智能后檢索.797.6.5與調(diào)度自動化系統(tǒng)聯(lián)動.80圖表圖表1省電力公司組織架構(gòu)圖.14圖表2變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D.15圖表3混合模式站端系統(tǒng)拓?fù)鋱D.21圖表4500KV變電站典型平面圖.26圖表5220KV變電站典型平面圖.27圖表6110KV變電站典型平面圖.29圖表7地區(qū)級主站典型配置圖.54圖表8省級主站典型配置圖.55圖表9電力行業(yè)平臺軟件架構(gòu)層次圖.66圖表10多域平臺互聯(lián)示意圖.68第1章項目概況1.1項目背景變電站是電網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著所在區(qū)域的供電任務(wù)。但變電站具有數(shù)目巨大，地域分布廣且很多地處人煙稀少區(qū)域的特點，給維護(hù)管理帶來了諸多不便。隨著變電站自動化程度

7、的提高、“四遙”功能（遙控、遙信、遙測、遙調(diào)）的普及，少人或無人值守模式開始在電力系統(tǒng)得到大力推廣，為電力部門節(jié)約了人力資源，提高了管理效率，提升了經(jīng)濟(jì)效益。少人或無人值守模式初期，針對無人變電站的盜竊案件時有發(fā)生，由變電站帶電設(shè)備引發(fā)的火災(zāi)也屢見不鮮，防盜、防火成了變電站安全工作的重中之重。同時調(diào)度中心為實時掌握變電站的現(xiàn)場運行情況，就引入了第五遙-遙視。早期的視頻監(jiān)控是“被動”監(jiān)控，異常情況需值班人員實時監(jiān)控才能發(fā)現(xiàn)，下屬站點無法被同時兼顧，只能在案件追溯時調(diào)用視頻資料；模擬攝像機(jī)由于技術(shù)的限制，對細(xì)節(jié)的把握不夠，往往會出現(xiàn)看到有人偷東西但看不清人臉的情況。隨著無人值守模式的深入，視頻監(jiān)控

8、、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁等系統(tǒng)被陸續(xù)配置到了站內(nèi)，但這些子系統(tǒng)大多獨立運行，給維護(hù)管理帶來了不便。在計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷發(fā)展的今天，系統(tǒng)的整合是發(fā)展的必然。變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)整合了站端子系統(tǒng)，同時采用當(dāng)前安防行業(yè)先進(jìn)的高清技術(shù)、智能分析技術(shù)，集成化、高清化、智能化給傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控領(lǐng)域帶來全新的運作模式。專業(yè)的電力平臺軟件通過網(wǎng)絡(luò)可以對一個地區(qū)的幾十個甚至上百個變電站進(jìn)行統(tǒng)一管理，滿足集中管理模式的需求。軟件還可實現(xiàn)多域管理，滿足省市縣多級綜合監(jiān)控的需求，為調(diào)度自動化提供了可靠的技術(shù)保障。作為一種重要的現(xiàn)代化監(jiān)測、控制、管理手段，用戶可利用電力系統(tǒng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，在監(jiān)控中心和

9、辦公計算機(jī)上實現(xiàn)對所轄前端變電站的監(jiān)控，大大減輕日常巡視人員的工作量，便于及時發(fā)現(xiàn)危險隱患，保障安全生產(chǎn)，為無人值守模式提供了完備、可靠的保障。1.2需求分析隨著國家大力推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，電力部門對變電站輔助系統(tǒng)的建設(shè)也趨于智能化。根據(jù)我們對電力系統(tǒng)現(xiàn)狀的調(diào)研及對智能變電站的理解，需求分析如下：利用現(xiàn)有電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，構(gòu)架綜合監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)度中心實現(xiàn)對下屬變電站的統(tǒng)一、集中管理。對變電站內(nèi)重要設(shè)備、生產(chǎn)區(qū)域及周界環(huán)境實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，按需對站內(nèi)重要區(qū)域進(jìn)行防火、防盜的布防/撤防，并能制定計劃任務(wù)。對視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁等子系統(tǒng)進(jìn)行整合，實現(xiàn)綜合管理功能，各系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行

10、聯(lián)動。高清化、智能化的產(chǎn)品將被應(yīng)用，百萬像素的高清已成為電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，智能分析軟件的應(yīng)用將視頻監(jiān)控變“被動”為“主動”。對變電站內(nèi)的視音頻數(shù)據(jù)、環(huán)境量數(shù)據(jù)、報警信息等進(jìn)行實時采集，并傳輸至上級調(diào)度中心。變電站信息需進(jìn)入電力系統(tǒng)的MIS網(wǎng)絡(luò)，供生技、安監(jiān)、保衛(wèi)等其他部門利用，有效利用帶寬資源，避免重復(fù)建設(shè)。調(diào)度中心、MIS用戶可遠(yuǎn)程對現(xiàn)場進(jìn)行視頻監(jiān)控，并能夠隨時對錄像資料進(jìn)行檢索、回放和下載，從而掌握現(xiàn)場運行情況。平臺軟件具備電子地圖的功能，通過多層電子地圖導(dǎo)航、樹形結(jié)構(gòu)等方式，可對所轄變電站的監(jiān)控點進(jìn)行視頻監(jiān)控、設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。變電站門禁讀卡器處安裝語音對講設(shè)備，當(dāng)巡檢人員忘帶

11、門禁卡時，可呼叫中心值班人員，身份確認(rèn)無誤后，可通過平臺軟件遠(yuǎn)程開啟門禁。通過平臺軟件，調(diào)度中心可遠(yuǎn)程控制照明、給排水和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)變電站某區(qū)域發(fā)生報警時，能進(jìn)行以下聯(lián)動：報警信息上傳調(diào)度中心、調(diào)用關(guān)聯(lián)攝像機(jī)的預(yù)置位、啟動報警錄像、平臺軟件自動彈出視頻窗口。采取分布式存儲方式，變電站存儲所有視頻錄像并保留30天，調(diào)度中心存儲報警聯(lián)動錄像。在條件允許的前提下，變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與變電站SCADA系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，獲取遠(yuǎn)動信息進(jìn)行聯(lián)動，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度和維護(hù)的可視化。第2章系統(tǒng)設(shè)計思想2.1設(shè)計思路1)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)集硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)于一體，采用開放標(biāo)準(zhǔn)的電力專用平臺軟件；2)根據(jù)各省電力公司的

12、組織架構(gòu)，變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)按省級主站、地區(qū)級主站、站端系統(tǒng)三級構(gòu)建；3)省級、地區(qū)級主站間通過級聯(lián)服務(wù)器實現(xiàn)多級互聯(lián)，各級主站具有管轄各自區(qū)域內(nèi)資源的管理權(quán)限，省級主站可以訪問地區(qū)級主站資源；4)利用站端處理單元（RPU）對變電站的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁等子系統(tǒng)進(jìn)行整合并進(jìn)行統(tǒng)一管理；5)為了適應(yīng)用戶的需求，系統(tǒng)需從視頻的采集、壓縮編碼、存儲到顯示各個環(huán)節(jié)都支持高清，實現(xiàn)了真正的高清；6)為了及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，最大限度地降低誤報和漏報現(xiàn)象，系統(tǒng)中需引入智能分析技術(shù)；7)為了便于統(tǒng)一管理，省級主站、地區(qū)主站和站端系統(tǒng)的所有設(shè)備均采用統(tǒng)一命名和統(tǒng)一編碼；8)系統(tǒng)

13、通信利用現(xiàn)有電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)劃分獨立VPN用于承載省級、地區(qū)級主站間的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，并與其它業(yè)務(wù)實現(xiàn)隔離，站端信息需進(jìn)入電力系統(tǒng)的MIS網(wǎng)；9)監(jiān)控中心、MIS用戶均可對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，并能夠隨時對資料進(jìn)行檢索和查閱，從而掌握現(xiàn)場運行情況；10)用戶通過C/S、B/S方式模式對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，C/S方式功能強(qiáng)大，需要安裝軟件；B/S方式操作方便，直接采用瀏覽器訪問；11)平臺軟件按照業(yè)務(wù)需求對監(jiān)控資源進(jìn)行邏輯劃分，按照用戶等級進(jìn)行授權(quán)，并根據(jù)不同授權(quán)獲得相應(yīng)信息，而無需額外建設(shè)投資。2.2設(shè)計目標(biāo)我們將建立一套適應(yīng)電力系統(tǒng)整體需求的現(xiàn)代化綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對運行、業(yè)務(wù)、設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一、集中管

14、理，實現(xiàn)以下目標(biāo)：1)集中統(tǒng)一管理所屬變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)；2)集中統(tǒng)一管理所屬變電站的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；3)集中統(tǒng)一管理所屬變電站的安全防范、火災(zāi)報警系統(tǒng)；4)通過站端智能視頻服務(wù)器對重要區(qū)域的視頻進(jìn)行智能分析；5)通過站端處理單元及平臺軟件，各子系統(tǒng)之間可以設(shè)置相關(guān)的聯(lián)動；6)通過平臺軟件可遠(yuǎn)程控制門禁、照明、給排水和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。2.3設(shè)計依據(jù)MPEG4視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)視聽對象的編碼ISO/IEC14496-2視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)ITU-TH.264音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)ITU-TG.711遠(yuǎn)動終端設(shè)備GB/T13729-2002變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)DL/T860循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約DL451-91電線電纜識

15、別標(biāo)志方法GB/T6995全介質(zhì)自承式光纜YD/T980-1998民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ/T16-92安全防范工程程序與要求GA/T75-94民用閉路電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB50198-94建筑設(shè)計防火規(guī)范GBJ16-87中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA38-94安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則GA308-2001入侵探測器通用技術(shù)條件GB10408.1-89防盜報警控制器通用技術(shù)條件GB12663-90報警圖像信號有線傳輸裝置GB/T16677-19962.4設(shè)計原則隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，必須是高性能、可擴(kuò)展的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，以便支持今后不斷更新和升級的需

16、要，從而保護(hù)投資。同時本方案以滿足實際應(yīng)用為出發(fā)點，設(shè)計時主要遵循以下原則：可靠性系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的基石，只有可靠的系統(tǒng)，才能發(fā)揮有效的作用。本方案從系統(tǒng)設(shè)計理念到系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，再到產(chǎn)品選型，都將持續(xù)秉承系統(tǒng)可靠性原則，均采用成熟的技術(shù)，具備較高的可靠性、較強(qiáng)的容錯能力、良好的恢復(fù)能力及防雷抗強(qiáng)電干擾能力。同時系統(tǒng)的使用不能影響站內(nèi)被監(jiān)控電氣設(shè)備的正常運行。先進(jìn)性在投資費用許可的情況下，系統(tǒng)采用當(dāng)今先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，一方面能反映系統(tǒng)所具有的先進(jìn)水平，包括先進(jìn)的傳輸技術(shù)、圖像編碼壓縮技術(shù)、視頻智能分析技術(shù)、存儲技術(shù)、控制技術(shù)，另一方面使系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿ΓO(shè)備選型與技術(shù)發(fā)展相吻

17、合，能保障系統(tǒng)的技術(shù)壽命及后期升級的可延續(xù)性。擴(kuò)展性系統(tǒng)應(yīng)充分考慮擴(kuò)展性，采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)的國際、國內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)之間的透明性和互通互聯(lián)，并充分考慮與其它系統(tǒng)的連接；在設(shè)計和設(shè)備選型時，科學(xué)預(yù)測未來擴(kuò)容需求，進(jìn)行余量設(shè)計，設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)擴(kuò)容、升級。系統(tǒng)加入新建變電站時，只需配置站端系統(tǒng)設(shè)備、建立和上級調(diào)度的連接，在管理平臺做相應(yīng)配置即可，軟硬件無須做大的改動。易管理性、易維護(hù)性系統(tǒng)采用全中文、圖形化軟件實現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)管理與維護(hù)，人機(jī)對話界面清晰、簡潔、友好，操控簡便、靈活，便于監(jiān)控和配置；采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護(hù)工具，既降低了對

18、管理人員進(jìn)行專業(yè)知識的培訓(xùn)費用，又節(jié)省了日常頻繁地維護(hù)費用。安全性綜合考慮設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全。在站端采用完善的安全措施以保障站端設(shè)備的物理安全和應(yīng)用安全，在站端與監(jiān)控中心之間必須保障通信安全，采取可靠手段杜絕對站端設(shè)備的非法訪問、入侵或攻擊行為。數(shù)據(jù)采取站端分布存儲、監(jiān)控中心集中存儲管理相結(jié)合的方式，對數(shù)據(jù)的訪問采用嚴(yán)格的用戶權(quán)限控制，并做好異?？焖賾?yīng)急響應(yīng)和日志記錄。2.5設(shè)計意義1)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了省公司對直屬變電站及地區(qū)級下屬變電站的集中管理，省公司通過網(wǎng)絡(luò)可以了解任意站端系統(tǒng)的情況，滿足全方位管理的需要；2)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)整合了視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測和安全防范等

19、子系統(tǒng)，做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，提高了系統(tǒng)的高效性，降低了系統(tǒng)的管理成本；3)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為現(xiàn)代電網(wǎng)安全生產(chǎn)運行不可缺少的輔助技術(shù)措施，對變電站環(huán)境狀況、設(shè)備運行狀況、現(xiàn)場安全狀況等實現(xiàn)實時監(jiān)視，提高無人值守變電站安全生產(chǎn)和電網(wǎng)運行管理的水平；4)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)針對變電站少人或無人值守運行模式，可作為遠(yuǎn)方操作監(jiān)視以及設(shè)備巡視的輔助手段；5)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可記錄變電站設(shè)備檢修工作或事故處理過程，通過語言對講功能可對設(shè)備檢修或事故處理過程進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，并對事后分析事故原因和事故處理過程提供圖像資料；6)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可作為培訓(xùn)平臺，可收看及記錄現(xiàn)場大型設(shè)備檢修的標(biāo)準(zhǔn)化作

20、業(yè)，增強(qiáng)生產(chǎn)培訓(xùn)效果，提高培訓(xùn)工作效率，并能將錄像資料進(jìn)行保存，制成多媒體培訓(xùn)教材；7)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)能為各級應(yīng)急指揮系統(tǒng)提供豐富的變電站動態(tài)實時視頻信息，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供直觀信息；8)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的一個應(yīng)用，領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)管理人員在日常的生產(chǎn)管理工作中可直接根據(jù)現(xiàn)場的情況進(jìn)行研究分析；9)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可作為現(xiàn)場安全作業(yè)督查、控制的輔助手段；10)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可作為對外交流參觀、介紹公司裝備情況的平臺。第3章系統(tǒng)總體設(shè)計3.1電力組織架構(gòu)電力系統(tǒng)的管理模式具有共性：省公司管理下屬各地區(qū)局及超高壓公司；各地區(qū)局管理下屬縣局/監(jiān)控中心及重要區(qū)域的35/110/2

21、20kV等級變電站，超高壓公司管理下屬500kV及以上等級變電站；縣局/監(jiān)控中心管理下屬35/110/220kV等級變電站。各省電力公司的組織架構(gòu)如下：圖表1省電力公司組織架構(gòu)圖根據(jù)各省電力公司的組織架構(gòu)，同時遵循電網(wǎng)調(diào)度管理條例確定的“統(tǒng)一調(diào)度，分級管理”的基本原則，變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可按省級主站、地區(qū)級主站、站端系統(tǒng)三級構(gòu)建。3.2監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖表2變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D3.3系統(tǒng)組成變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)由站端系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、主站系統(tǒng)這三個相互銜接、缺一不可的部分組成。3.3.1站端系統(tǒng)站端系統(tǒng)對站內(nèi)的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁、照明、給排水和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了整合，主要

22、負(fù)責(zé)對變電站視音頻、環(huán)境量、開關(guān)報警量等信息進(jìn)行采集、編碼、存儲及上傳，并根據(jù)制定的規(guī)則進(jìn)行自動化聯(lián)動。3.3.2傳輸網(wǎng)絡(luò)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)承載于傳輸網(wǎng)絡(luò)電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，用于站端與主站、主站之間的通信。主站及MIS網(wǎng)用戶可以對站端系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，實時了解前端變電站的運行情況；站端系統(tǒng)的視音頻、報警信息可上傳至主站并進(jìn)入MIS網(wǎng)，供主站及MIS網(wǎng)用戶查看調(diào)用。3.3.3主站系統(tǒng)主站系統(tǒng)分省級主站和地區(qū)級主站，各級主站的構(gòu)架、功能基本一致。1)地區(qū)級主站地區(qū)級主站可管理地區(qū)下屬變電站的所有設(shè)備，接收由所轄變電站上報的環(huán)境、告警等信息，滿足地區(qū)級主站用戶視頻、環(huán)境信息查看、變電站設(shè)備控制的需求，

23、同時也提供相關(guān)的視頻、環(huán)境等信息給省級主站。2)省級主站省級主站可管理全省變電站的所有設(shè)備，接收由所轄地區(qū)級主站上報的設(shè)備和環(huán)境信息，滿足省級主站用戶視頻、環(huán)境信息查看、變電站設(shè)備控制的需求。3.4功能設(shè)計隨著電力調(diào)度信息化建設(shè)的不斷深入，變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)除滿足原有基本功能外，被賦予了許多新的要求。我們的綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：實時視頻監(jiān)視通過視頻監(jiān)視可以實時了解變電站內(nèi)設(shè)備的信息，確定主變運行狀態(tài)，確定斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等的分/合閘狀態(tài)，確定刀閘接觸情況是否良好，以上信息通過電力SCADA遙測、遙信功能都有采集，但沒有視頻監(jiān)控可靠清晰。視頻監(jiān)視的范圍還包括變電站戶外設(shè)備場地和主

24、要設(shè)備間（包括主控室、高壓室、安全工具室等），主站能了解監(jiān)控場地內(nèi)的一切情況。環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測變電站的穩(wěn)定運行離不開站內(nèi)一次、二次設(shè)備的安全運行，自然條件等因素影響著設(shè)備的安全運行，高溫、雷雨、冰雪、臺風(fēng)天氣設(shè)備的事故發(fā)生率特別高，同時設(shè)備周邊的環(huán)境狀況也能反映設(shè)備的運行狀況。監(jiān)控人員為全面地掌握變電站的運行狀況，需實時對溫度、濕度、風(fēng)力、水浸、SF6濃度等環(huán)境信息進(jìn)行采集、處理和上傳，生成曲線和報表，方便實時監(jiān)控、歷史查詢、統(tǒng)計分析。遠(yuǎn)程控制上級主站通過客戶端和瀏覽器可對所轄變電站的任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實現(xiàn)遙控云臺的上/下/左/右和鏡頭的變倍/聚焦，并對攝像機(jī)的預(yù)置位和巡航進(jìn)行設(shè)置控制應(yīng)具有唯一

25、性和權(quán)限性，同一時間只允許一個高權(quán)限用戶操作；對門禁、照明、給排水和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的開啟進(jìn)行控制。系統(tǒng)聯(lián)動通過RPU和平臺軟件可以對各子系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)：當(dāng)周界防御或火災(zāi)報警設(shè)備被觸發(fā)時，有預(yù)置功能的攝像機(jī)還能自動轉(zhuǎn)到預(yù)置點，按需設(shè)置聯(lián)動錄像功能；預(yù)設(shè)的報警能彈出窗口，并配合電子地圖顯示；當(dāng)水浸監(jiān)測到高液位時，應(yīng)能自動開啟排水泵；條件允許的話，可以與電力SCADA進(jìn)行互聯(lián)，操作時可以聯(lián)動相應(yīng)位置的攝像機(jī)，對整個操作工程進(jìn)行全程管控。語音對講在門禁刷卡處配置語音對講設(shè)備，當(dāng)巡檢人員忘記帶門禁卡時，通過對講設(shè)備呼叫遠(yuǎn)方值班人員開啟門禁，可以節(jié)省等待時間，提高工作效率。錄像回放對監(jiān)控視頻進(jìn)行實時存儲，記錄

26、告警前后的現(xiàn)場情況，記錄變電站內(nèi)倒閘操作、事故檢修過程；通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用回放錄像，提供事故發(fā)生時的資料，為事故分析和事故處理提供幫助，并為事故處理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)教學(xué)提供寶貴的資料。配置維護(hù)能對站端處理單元進(jìn)行校時、重新啟動、修改參數(shù)、軟件升級、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。站端處理單元及攝像機(jī)提供遠(yuǎn)程訪問功能，管理員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場，就可修改設(shè)備的各項參數(shù)，提高的設(shè)備維護(hù)效率。B/S方式訪問.MIS用戶通過B/S（Brower/Server）方式訪問站端系統(tǒng)，B/S方式采用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP協(xié)議，具有很強(qiáng)的開放性和兼容性，完全能融合在電力系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。通過標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器，領(lǐng)導(dǎo)和值班人員可根據(jù)不同的權(quán)限對站端系統(tǒng)進(jìn)

27、行配置及控制，操作界面全部為中文可視化界面，使用非常方便。3.5系統(tǒng)特點3.5.1采用綜合監(jiān)控技術(shù)變電站的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁等子系統(tǒng)，大多各自獨立運行，通過不同通道上傳數(shù)據(jù)，甚至每套系統(tǒng)都配有獨立的管理人員，很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，無形中降低了系統(tǒng)的高效性，增加了系統(tǒng)的管理成本。本方案采用多功能混合RPU，兼容模擬攝像機(jī)和IP攝像機(jī)，充分利用現(xiàn)有模擬攝像機(jī)，保護(hù)已有投資；還集成了各種報警、控制協(xié)議，可采集模擬量信號、串口信號、開關(guān)量信號，支持其他子系統(tǒng)的可靠接入，可以對環(huán)境監(jiān)測、安全防范、門禁、消防等子系統(tǒng)進(jìn)行集成。系統(tǒng)集成改變了各系統(tǒng)獨立運行的局面，滿足

28、了電力系統(tǒng)用戶“減員增效”的需求。該技術(shù)不單是對各獨立系統(tǒng)功能的簡單疊加，而是對各功能進(jìn)行了整合優(yōu)化，并進(jìn)行了智能關(guān)聯(lián)。用戶可以根據(jù)需要對各功能進(jìn)行關(guān)聯(lián)，滿足規(guī)則后可以觸發(fā)相應(yīng)功能。3.5.2采用高清監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要功能是記錄事件的經(jīng)過，在更多關(guān)鍵細(xì)節(jié)上做的還不夠。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展，用戶對于視頻監(jiān)控產(chǎn)品的要求也在不斷提高，“讓我們看得更清楚”是許多用戶提出的一個非常迫切的需求。在視頻監(jiān)控產(chǎn)品經(jīng)歷了模擬時代、數(shù)字時代、網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展后，現(xiàn)在已經(jīng)逐步走入了高清時代，高清監(jiān)控已成為未來安防行業(yè)主要發(fā)展技術(shù)之一。關(guān)于“高清”的定義，最早來源于數(shù)字電視領(lǐng)域，美國電影電視工程師協(xié)

29、會提出了高清電視（HDTV）標(biāo)準(zhǔn)，分辨率需達(dá)到720p以上。安防行業(yè)內(nèi)部對于高清沒有成文的標(biāo)準(zhǔn)，模擬攝像機(jī)超過480線就宣稱為高清，經(jīng)數(shù)字編碼后分辨率可以達(dá)到D1或4CIF；當(dāng)IP攝像機(jī)出現(xiàn)后，分辨率滿足720p才能稱為高清。完整的高清方案需要前端、平臺、傳輸、存儲、瀏覽、顯示等各環(huán)節(jié)都滿足高清標(biāo)準(zhǔn)。高清視頻監(jiān)控相比標(biāo)清視頻監(jiān)控具有明顯的技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢：圖像清晰度更高，在變電站的一些重要監(jiān)控點（重要儀表的監(jiān)視），應(yīng)采用高清攝像機(jī)可以獲取高清晰度的監(jiān)控畫面，能更清楚地呈現(xiàn)儀表讀數(shù)。高清監(jiān)控技術(shù)的采用，使場景覆蓋范圍更廣，減少單位面積監(jiān)控點的數(shù)量，可以提高監(jiān)控效能，減少設(shè)備投資。使細(xì)節(jié)更清晰，大大

30、提高智能視頻分析的精度，有利于圖像識別和智能視頻分析的應(yīng)用。隨著電力系統(tǒng)無人值守變電站管理模式的推廣，比較高清監(jiān)控和標(biāo)清監(jiān)控后，用戶對高清監(jiān)控提出了迫切的需求，如在變電站內(nèi)看清被監(jiān)控設(shè)備的細(xì)節(jié)（油位、溫度計）是很重要的。網(wǎng)絡(luò)高清球機(jī)的使用可以大大提升綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價值。3.5.3采用智能分析技術(shù)上級主站管理著所轄變電站成百上千個監(jiān)控點，單憑主站十幾個電視屏和幾個值班人員，是難以兼顧的。傳統(tǒng)DVR的主要作用是事后調(diào)查回放，往往都是事故發(fā)生后，才去查閱相應(yīng)的視頻，僅僅作為案件的回顧。而不能防患于未然，在事件發(fā)生時就及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行控制，從而減少誤操作，預(yù)防人身傷亡事故。由于變電站監(jiān)控點位多、視頻

31、信息量大、無效視頻信息多，通過智能視頻分析過濾功能可減少無用視頻信息，將大量無用信息過濾在站端，制定分析策略后將有價值的視頻信息提取并存放到上級主站。早期的視頻移動探測技術(shù)（VMD）并不是真正意義上的智能視頻分析技術(shù)，僅僅具備移動探測功能，在目標(biāo)跟蹤、分類、識別等方面功能較弱，還會產(chǎn)生大量誤報。由于VMD技術(shù)的缺陷，就產(chǎn)生了基于背景建模和目標(biāo)追蹤技術(shù)的智能視頻分析（IVS）技術(shù)，這里的IVS技術(shù)是個泛指以示與VMD技術(shù)的區(qū)別。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有更優(yōu)的有效性和持久性。智能視頻服務(wù)器可以對多種行為進(jìn)行視頻分析，它能夠識別不同的運動物體，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候工作，大大減輕主站值班

32、人員的工作強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報和提供有用信息，提高報警處理的及時性，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并最大限度地降低誤報和漏報現(xiàn)象。3.5.4采用電力專用平臺軟件電力系統(tǒng)由于前端變電站數(shù)量龐大，一般都分布在多個地域，綜合監(jiān)控技術(shù)的采用又增加了數(shù)據(jù)處理量，單級系統(tǒng)的部署已不能滿足要求，需采用多服務(wù)器分布部署甚至多級級聯(lián)的方式來實現(xiàn)。電力專用平臺軟件，是我們根據(jù)電力系統(tǒng)的行業(yè)特點開發(fā)而成。軟件可以支持超大規(guī)模的部署，能滿足電力系統(tǒng)多級綜合監(jiān)控的應(yīng)用需求。軟件采用模塊化構(gòu)建方式，可應(yīng)需裁剪；采用WebService作為對外的服務(wù)接口協(xié)議，方便二次開

33、發(fā)商集成；方便的增值業(yè)務(wù)集成；統(tǒng)一的平臺內(nèi)部協(xié)議；統(tǒng)一的部署和管理。第4章站端系統(tǒng)設(shè)計4.1站端概述站端系統(tǒng)以站端處理單元（RPU）為核心，視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁、語音對講、智能控制、SF6泄漏報警等子系統(tǒng)均接入RPU。4.2站端典型構(gòu)架圖表3混合模式站端系統(tǒng)拓?fù)鋱D混合模式站端系統(tǒng)中，模擬攝像機(jī)通過BNC接入RPU，IP攝像機(jī)通過以太網(wǎng)接入RPU，其他子系統(tǒng)通過4-20mA模擬量輸入、開關(guān)量輸入、RS-485/232串口、以太網(wǎng)接入RPU。RPU接收子系統(tǒng)上傳的視音頻及報警信息，并進(jìn)行處理、上傳，工作人員可通過客戶端向子系統(tǒng)發(fā)送一系列的控制指令。有人值守變電站可采用B/S

34、客戶端訪問，通過IE瀏覽器，無需安裝客戶端軟件，可在任意電腦上進(jìn)行操作。4.3站端處理單元目前的無人值守變電站內(nèi)，雖然配置有視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、火災(zāi)報警、門禁等子系統(tǒng)，但大多分步、分批實施，系統(tǒng)各自獨立運行。為了實現(xiàn)多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，急需對各子系統(tǒng)進(jìn)行集成。1)技術(shù)介紹站端處理單元（RPU）是站端視頻處理單元（RVU）、遠(yuǎn)程控制單元（RCU）等站端控制設(shè)備的合稱，是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備，實現(xiàn)視頻、語音及環(huán)境信息實時處理、傳輸、存儲等功能。RPU的出現(xiàn)解決了站端多系統(tǒng)集成的問題，它可以通過4-20mA模擬量輸入、開關(guān)量輸入、RS-485/232串口或以太網(wǎng)與各子系統(tǒng)連接，對

35、各種數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集，處理成數(shù)字信號，并可以提供向上的接口供站端監(jiān)控工作站以及地區(qū)級、省級主站訪問、管理。多功能RPU，結(jié)合了IT領(lǐng)域多項最新技術(shù)（如視音頻壓縮/解壓縮、大容量硬盤記錄/檢索、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)），集成了各種報警、控制協(xié)議，可采集模擬量信號、串口信號、開關(guān)量信號，是針對電力行業(yè)特點量身設(shè)計的RPU。它同時具備數(shù)字視音頻錄像機(jī)（DVR）和數(shù)字視音頻服務(wù)器（DVS）的特性，既可本地獨立工作，也可聯(lián)網(wǎng)組成一個強(qiáng)大的安全監(jiān)控網(wǎng)。兼容模擬攝像機(jī)和IP攝像機(jī)，還支持720P高清攝像機(jī)的接入管理。同時能對不同廠家、不同協(xié)議、不同型號的子系統(tǒng)進(jìn)行了整合，形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，必要時進(jìn)行聯(lián)動處理。

36、一體化的設(shè)計，可以保護(hù)現(xiàn)有投資，避免重復(fù)建設(shè)，今后可以增加RPU數(shù)量以支持更多的監(jiān)控點接入。2)主要功能采集變電站各監(jiān)控對象的模擬視頻、音頻信號，經(jīng)過壓縮編碼后存儲在本地并上傳到監(jiān)控中心，不同通道可設(shè)定不同的錄像保存周期?？蓪ψ冸娬緝?nèi)IP攝像機(jī)實現(xiàn)接入管理，并可存儲錄像在本地，不同通道可設(shè)定不同的錄像保存周期。具有視頻移動偵測、視頻丟失監(jiān)測、視頻遮擋監(jiān)測、視頻輸入異常監(jiān)測等功能。采集變電站各子系統(tǒng)的環(huán)境量信息、開關(guān)量報警、RS-485/232總線數(shù)據(jù)，上傳到監(jiān)控中心。根據(jù)報警處理單元、報警探測器采集到的各種狀態(tài)信息和報警信息，實現(xiàn)報警聯(lián)動功能：報警信息上傳中心、觸發(fā)報警開關(guān)量輸出、調(diào)用預(yù)置位、

37、啟動報警錄像等。與變電站相關(guān)子系統(tǒng)（電力SCADA、門禁系統(tǒng)等）實現(xiàn)聯(lián)動：當(dāng)進(jìn)行倒閘操作時自動調(diào)用該區(qū)域內(nèi)攝像機(jī)的預(yù)置位，監(jiān)視設(shè)備是否正常動作；門禁刷卡時，能將卡號疊加在對應(yīng)通道的視頻上。支持NTP（網(wǎng)絡(luò)對時）協(xié)議、SADP（自動搜索IP地址）協(xié)議、SMTP（郵件服務(wù)）協(xié)議、NFS（接入NAS）協(xié)議。3)存儲計算支持接入8路模擬標(biāo)清攝像機(jī)+16路IP標(biāo)清攝像機(jī)（或16路模擬標(biāo)清攝像機(jī)+8路IP標(biāo)清攝像機(jī)），共24路D1視頻。視頻圖像存儲空間計算公式：每個前端存儲總?cè)萘?GB)【視頻碼流大小(Mb)60秒60分24小時存儲天數(shù)/8】/1024。以一路視頻圖像在7天、15天、30天所需要的占用空間

38、估算如下：存儲天數(shù)視頻規(guī)格1280*720(HD720P)，4Mb碼流7天15天30天295.31632.811265.63720*576(D1)，2Mb碼流147.66316.41632.81變電站內(nèi)的視頻很多需連續(xù)存儲30天，以24路D1接入為例，根據(jù)計算得出需要15188GB，實際配置時還需要考慮格式化開銷，建議采用8塊2TB硬盤。4.4視頻監(jiān)控子系統(tǒng)站端攝像機(jī)是整個綜合監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號源，主要負(fù)責(zé)對全站主要電氣設(shè)備、安裝地點及周邊環(huán)境進(jìn)行全天候的視頻監(jiān)視，同時能與其它子系統(tǒng)進(jìn)行報警聯(lián)動，滿足生產(chǎn)運行對安全、巡視的要求。4.4.1監(jiān)控點分布變電站是輸變電網(wǎng)的樞紐，安裝有大量一次設(shè)備，還

39、配套有二次設(shè)備、計算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備，任何設(shè)備都關(guān)系到變電站的安全運行，同時場地環(huán)境也影響著設(shè)備的運行狀況。根據(jù)不同電壓等級的變電站，需配置不同數(shù)量的監(jiān)控點。500kV變電站500kV變電站作為輸變電網(wǎng)的樞紐，與區(qū)域性大容量水電站、火電站、核電站相連接。主變采用分相變壓器；500kV側(cè)采用3/2斷路器接法，進(jìn)線處裝設(shè)高壓并聯(lián)電抗器，進(jìn)線多的站點采用雙母雙分段；220kV側(cè)采用雙母雙分段，雙母線可通過母聯(lián)連接；35kV側(cè)采用單母線接線，裝設(shè)電容器。500kV變電站的建議攝像機(jī)數(shù)量為40個左右，可采用如下分布：變電站大門：監(jiān)視進(jìn)出變電站人員及車輛的情況，可配合門禁使用，用于刷卡人員或忘帶卡人員的身

40、份驗證。變電站圍墻：對變電站周界進(jìn)行防入侵監(jiān)視，安防設(shè)備報警能聯(lián)動視頻。變電站全景：全面了解變電站的現(xiàn)場情況，監(jiān)視進(jìn)出變電站、建筑物、設(shè)備場地的人員、車輛，監(jiān)視設(shè)備場地的環(huán)境狀況。主變場地：監(jiān)視變電站主變的外觀狀態(tài)、油位、檔位、套管、瓷瓶、滲漏油、風(fēng)扇狀態(tài)等。500kV場地：監(jiān)視該區(qū)域斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的外觀狀態(tài)、分/合狀態(tài)；監(jiān)視該區(qū)域并聯(lián)電抗、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外觀狀態(tài)。220kV場地：監(jiān)視該區(qū)域斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的外觀狀態(tài)、分/合狀態(tài)；監(jiān)視該區(qū)域CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外觀狀態(tài)。35kV場地：監(jiān)視該區(qū)域斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的外觀狀態(tài)、分/合狀態(tài)；監(jiān)視該區(qū)

41、域電容器、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外觀狀態(tài)。高壓室：監(jiān)視變電站內(nèi)高壓室（所用變室）的環(huán)境情況，運行設(shè)備的外觀狀況。室內(nèi)重要區(qū)域：監(jiān)視進(jìn)出室內(nèi)（主控室、主控樓繼保室、就地繼保室、通信室、蓄電池室）的人員情況及室內(nèi)設(shè)備的外觀狀態(tài)。500kV變電站的典型平面圖如下所示：圖表4500kV變電站典型平面圖220kV變電站220kV變電站作為輸變電網(wǎng)的重要一環(huán)，與500kV變電站的出線相連接。220kV側(cè)采用雙母線接線，雙母線可通過母聯(lián)連接進(jìn)線多的站點采用雙母雙分段；110kV側(cè)采用雙母線接線，雙母線可通過母聯(lián)連接進(jìn)線多的站點采用雙母雙分段；35kV側(cè)采用單母線分段接線，裝設(shè)電容器和消弧線圈。220k

42、V變電站的建議攝像機(jī)數(shù)量為2030個，可采用如下分布：變電站大門：監(jiān)視進(jìn)出變電站人員及車輛的情況，可配合門禁使用，用于刷卡人員或忘帶卡人員的身份驗證。變電站圍墻：對變電站周界進(jìn)行防入侵監(jiān)視，安防設(shè)備報警能聯(lián)動視頻。變電站全景：全面了解變電站的現(xiàn)場情況，監(jiān)視進(jìn)出變電站、建筑物、設(shè)備場地的人員、車輛，監(jiān)視設(shè)備場地的環(huán)境狀況。主變場地：監(jiān)視變電站主變的外觀狀態(tài)、油位、檔位、套管、瓷瓶、滲漏油、風(fēng)扇狀態(tài)等。220kV場地：監(jiān)視該區(qū)域斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的外觀狀態(tài)、分/合狀態(tài)；監(jiān)視該區(qū)域CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外觀狀態(tài)。110kV場地：監(jiān)視該區(qū)域斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的外觀狀態(tài)、分/合狀態(tài)

43、；監(jiān)視該區(qū)域CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外觀狀態(tài)。高壓室：監(jiān)視變電站內(nèi)高壓室（35kV開關(guān)室、電容器室、所用變室、消弧線圈室）的環(huán)境情況，運行設(shè)備的外觀狀況。室內(nèi)重要區(qū)域：監(jiān)視進(jìn)出室內(nèi)（主控室、主控樓繼保室、就地繼保室、通信室、蓄電池室）的人員情況及室內(nèi)設(shè)備的外觀狀態(tài)。220kV變電站的典型平面圖如下所示：圖表5220kV變電站典型平面圖110kV變電站110kV變電站作為輸變電網(wǎng)的末端，與220kV變電站的出線相連接。110kV側(cè)、35kV側(cè)、10kV側(cè)均采用單母線分段接線；10kV側(cè)裝設(shè)電容器和消弧線圈。110kV變電站的建議攝像機(jī)數(shù)量為16個左右，可采用如下分布：變電站大門：監(jiān)視進(jìn)出變電

44、站人員及車輛的情況，可配合門禁使用，用于刷卡人員或忘帶卡人員的身份驗證。變電站圍墻：對變電站周界進(jìn)行防入侵監(jiān)視，安防設(shè)備報警能聯(lián)動視頻。變電站全景：全面了解變電站的現(xiàn)場情況，監(jiān)視進(jìn)出變電站、建筑物、設(shè)備場地的人員、車輛，監(jiān)視設(shè)備場地的環(huán)境狀況。主變場地：監(jiān)視變電站主變的外觀狀態(tài)、油位、檔位、套管、瓷瓶、滲漏油、風(fēng)扇狀態(tài)等。110kV場地：監(jiān)視該區(qū)域斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的外觀狀態(tài)、分/合狀態(tài)；監(jiān)視該區(qū)域CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外觀狀態(tài)。高壓室：監(jiān)視變電站內(nèi)高壓室（35kV開關(guān)室、10kV開關(guān)室、電容器室、所用變室）的環(huán)境情況，運行設(shè)備的外觀狀況。室內(nèi)重要區(qū)域：監(jiān)視進(jìn)出室內(nèi)（主控室、蓄電

45、池室）的人員情況及室內(nèi)設(shè)備的外觀狀態(tài)。110kV變電站的典型平面圖如下所示：圖表6110kV變電站典型平面圖4.4.2攝像機(jī)選型站端攝像機(jī)的監(jiān)控范圍大小、視頻采集質(zhì)量將影響整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合變電站實際監(jiān)控需要選擇合適的產(chǎn)品和技術(shù)方法，保障視頻監(jiān)控的效果，我們在選擇攝像機(jī)時可參考以下原則：圍墻監(jiān)控可采用變焦鏡頭的一體形攝像機(jī)，越界報警聯(lián)動平臺彈視頻窗口時，由于圍墻范圍廣，便于工作人員進(jìn)行變焦操作看清可疑目標(biāo)。大門監(jiān)控可采用固定紅外槍機(jī)，具備紅外夜視功能，滿足全天候24小時監(jiān)控的需要。全景監(jiān)控（主控樓頂）可采用高速球機(jī)，實現(xiàn)大范圍監(jiān)控的需要；根據(jù)客戶需求，也可選用高清球機(jī)及智能跟蹤球。

46、場地及高壓室監(jiān)控，可采用高速球機(jī)，實現(xiàn)大范圍監(jiān)控的需要；如需對細(xì)節(jié)（油位、油溫）進(jìn)行監(jiān)控，也可選用高清球機(jī)。小范圍的室內(nèi)（通信室、蓄電池室）監(jiān)控可采用固定槍機(jī)。大范圍的室內(nèi)（主控室、繼保室）監(jiān)控可采用中速球機(jī)，實現(xiàn)大范圍監(jiān)控的需要。模擬攝像機(jī)的清晰度應(yīng)達(dá)到540線以上，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清有效像素達(dá)752*582，網(wǎng)絡(luò)高清有效像素達(dá)720p以上。需要夜間攝像的監(jiān)控點，為保障夜間低照度條件下的清晰度，采用的攝像機(jī)應(yīng)具有彩轉(zhuǎn)黑、低照度（彩色1.0LUX、黑白0.01LUX）功能。室外槍機(jī)需配置IP66等級的室外型防護(hù)罩。室外球需達(dá)到IP66防護(hù)等級。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)具備開關(guān)量輸出功能，以控制補(bǔ)光燈開啟。所有IP攝

47、像機(jī)除了網(wǎng)絡(luò)口還需具備BNC接口，以便接入智能視頻服務(wù)器。4.4.3監(jiān)控點部署序號1監(jiān)控位置圍墻部署攝像機(jī)類型彩色一體化攝像機(jī)設(shè)備選型紅外防水彩色攝像機(jī)2大門34紅外防水網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)高速智能球全景網(wǎng)絡(luò)高清智能球（主控樓頂）網(wǎng)絡(luò)自動跟蹤高速智能球場地及網(wǎng)絡(luò)高速智能球56高壓室室內(nèi)（小范圍）室內(nèi)（大范圍）網(wǎng)絡(luò)高清智能球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)中速智能球4.4.4監(jiān)控點配套支架安裝變電站攝像機(jī)應(yīng)根據(jù)所需監(jiān)控的范圍、角度、場景以及現(xiàn)場條件來選擇安裝方法。出于變電站安全因素及施工條件考慮，以支架安裝為主。支架安裝應(yīng)按以下原則：變電站內(nèi)運行有大量高壓電氣設(shè)備，安裝時首先應(yīng)考慮與高壓設(shè)備的安全距離。攝像機(jī)支架的選擇

48、必須滿足荷重要求，同時具備防銹防腐功能。安裝應(yīng)牢固，不得歪斜，制作要美觀。不具備條件可利用原有水泥桿配套U型抱箍安裝攝像機(jī)。補(bǔ)光燈對于采光條件比較差的場所，以及夜晚低照度環(huán)境下的監(jiān)控需要，為了保障監(jiān)控質(zhì)量，需要在監(jiān)控點配置補(bǔ)光燈，在監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境及設(shè)備時開啟周圍的燈光。因需要控制的點位較多，可通過IP攝像機(jī)就近輸出開關(guān)量控制補(bǔ)光燈。通過平臺軟件，可在主站控制現(xiàn)場任意燈光。4.4.5智能視頻分析因為變電站內(nèi)存在著重要區(qū)域，以往“被動監(jiān)控”只適用于事后追溯。而站端智能視頻服務(wù)器的采用，變“被動”為“主動”，可以對事件做到“早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防”。視頻服務(wù)器采用創(chuàng)新的智能視頻分析(IVS)技術(shù)，內(nèi)嵌矢量方向運

49、動檢測算法，建立三維化的目標(biāo)跟蹤，能夠比較準(zhǔn)確的得到目標(biāo)在視頻場景中的距離與高度值，降低了實際使用中的誤報率。站端系統(tǒng)可采視頻服務(wù)器進(jìn)行智能分析，行為分析可實現(xiàn)以下視頻分析檢測：可以對變電站大門的視頻進(jìn)行智能分析，當(dāng)變電站大門口出現(xiàn)非法停車、人物徘徊、聚集時，達(dá)到觸發(fā)條件產(chǎn)生報警；可以對變電站大門進(jìn)行智能分析，劃定大門為警戒面，在布防的情況下，當(dāng)有可疑份子穿越警戒面后，即產(chǎn)生報警信號；可以對重要設(shè)備（主變）的運行區(qū)域進(jìn)行智能分析，當(dāng)有人員闖入該侵區(qū)域后，達(dá)到觸發(fā)條件產(chǎn)生報警，可以有效預(yù)防誤跑間隔出現(xiàn)人身傷亡和設(shè)備損壞。支持對2路視頻進(jìn)行4CIF編碼及支持2路智能分析?？砂葱枧渲脭?shù)量，今后可以增

50、加設(shè)備數(shù)量以支持更多的視頻分析。4.5環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)變電站的實際需求，配置溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、水浸探頭等環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，這些環(huán)境信息通過RPU實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中上傳。溫濕度傳感器一般情況下電氣設(shè)備對環(huán)境的溫濕度都有相應(yīng)的要求，特別對于一些昂貴精密的設(shè)備更是如此。電力行業(yè)中由于溫度過高過低引起的元器件失效或環(huán)境濕度過高引起的漏電事故時有發(fā)生，所以需對溫濕度進(jìn)行實時采集和控制。1)技術(shù)介紹溫濕度傳感器，采用傳感、變送一體化設(shè)計，采集溫濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)校正轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成4-20mA電流環(huán)信號上傳，并能在現(xiàn)場LCD上顯示。2)主要功能變電站內(nèi)的溫濕度傳感器通過4-20mA接口連接至RPU，溫濕度模

51、擬量能實時上傳主站，站端及控制中心能隨時查閱設(shè)備運行場地的環(huán)境溫濕度，并做出相應(yīng)的處理（遠(yuǎn)程遙控空調(diào)）。3)配置原則在主控室、繼保室、通信室、蓄電池等室內(nèi)需配備溫濕度傳感器。如果被測的房間太大，就應(yīng)放置多個溫濕度傳感器?？赏ㄟ^LCD顯示現(xiàn)場溫濕度。主要技術(shù)參數(shù)可參考下表：技術(shù)參數(shù)溫度測量范圍-2585溫度測量精度溫度0.5（-1060）濕度范圍范圍5RH95RH(非凝結(jié))濕度范圍精度濕度3RH（20RH90RH，25）響應(yīng)時間15s數(shù)據(jù)傳輸距離800m輸出信號420mA風(fēng)速傳感器變電站的很多設(shè)施（刀閘、高壓母線等）都高于地面運行，當(dāng)變電站現(xiàn)場持續(xù)風(fēng)速超過變電站設(shè)計承受能力時，可能會造成安全隱患

52、，所以需對風(fēng)速進(jìn)行實時檢測，當(dāng)風(fēng)速超過警戒線時，能夠立即啟動緊急預(yù)案。1)技術(shù)介紹風(fēng)速傳感器顧名思義是測量空氣流速的儀器，儀器內(nèi)的轉(zhuǎn)速傳感器能把風(fēng)速轉(zhuǎn)換成4-20mA電流環(huán)信號上傳。風(fēng)速傳感器在所有領(lǐng)域都能靈活運用，廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵、石化、節(jié)能等行業(yè)。風(fēng)速傳感器種類很多，最常用的為風(fēng)杯式，它由3個互成120固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分，空杯的凹面都順向一個方向。整個感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2)主要功能變電站內(nèi)的風(fēng)速傳感器通過4-20mA接口連接至RPU，能把現(xiàn)場風(fēng)速實時上傳主站，站端及控制中心能隨時查閱設(shè)備運行場地的風(fēng)速，并做

53、出相應(yīng)的處理。3)配置原則風(fēng)速儀一般安裝于變電站主控樓頂，沒有特殊要求，一個站點一個即可。主要技術(shù)參數(shù)可參考下表：技術(shù)參數(shù)測量范圍測量精度環(huán)境溫度相應(yīng)時間0m/s30m/s0.5測量值-20701s數(shù)據(jù)傳輸距離800m輸出信號420mA水浸探頭當(dāng)連續(xù)降雨或排水不暢時，室外的電纜溝內(nèi)會產(chǎn)生積水，當(dāng)積水淹沒溝內(nèi)電纜時會造成安全隱患，電纜長期浸泡在水中時，如果沒有很好的防水結(jié)構(gòu)，電纜很容易產(chǎn)生絕緣的水樹枝老化，從而造成絕緣的破壞，將會大大縮短電纜的壽命，嚴(yán)重的還會造成短路跳閘。所以我們需實時了解電纜溝的積水情況，以便及時使用抽水泵排水。所謂“水樹枝”，指塑料電纜絕緣在電場和水的作用下，由雜質(zhì)、氣泡及

54、隆凸不平處引發(fā)其內(nèi)部絕緣材料降解而產(chǎn)生樹枝狀放電通道。水樹枝會隨著時間的發(fā)展繼續(xù)生長，最終導(dǎo)致絕緣擊穿，成為電纜早期損壞的重要原因。1)技術(shù)介紹水浸探頭根據(jù)探測電極浸水后阻抗發(fā)生變化，通過專用集成芯片對水浸輸入信號進(jìn)行信號放大、整形、比較，將電極電導(dǎo)的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，推動繼電器輸出開關(guān)量信號，指示探頭所在位置是否有水。在沒有水浸入時，電極之間的電導(dǎo)為零，當(dāng)有水接觸電極時，電導(dǎo)變大。變電站內(nèi)需對電纜溝內(nèi)的水位進(jìn)行實時檢測，當(dāng)水位超過警戒線時，能夠通過開關(guān)量向綜合監(jiān)控系統(tǒng)報警。2)主要功能電纜溝內(nèi)的水浸探頭通過開關(guān)量輸出報警信號給RPU，RPU根據(jù)預(yù)置規(guī)則啟動抽水泵排水，同時把現(xiàn)場積水情況

55、及時上傳主站，使站端及控制中心知情。3)配置原則一般考慮在電纜溝每隔80米左右布置一個探頭，同時分別選擇一個不同電壓等級的端子箱布置一個探頭。傳感器應(yīng)安裝在感應(yīng)點上方較高位置，以確保其不被水淹沒，安裝時先安裝底座。如果用戶要多點檢測，一組導(dǎo)線上可帶45個探頭，也可以接多組分導(dǎo)線，每組導(dǎo)線帶1個探頭或多個探頭。主要技術(shù)參數(shù)可參考下表：技術(shù)參數(shù)誤報率環(huán)境溫度輸出信號0.01%050開關(guān)量無源輸出4.6安全防范子系統(tǒng)由于不少的無人變電站都建在郊外和一些較偏僻的地方，變電站內(nèi)的設(shè)備非常昂貴，并且變電設(shè)施帶有交流高壓，如遇不法分子盜竊或破壞，將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失以及造成人員傷亡。為此變電站的安防防護(hù)非常

56、重要，為徹底消除這種現(xiàn)象，避免財產(chǎn)遭破壞，需要進(jìn)行隔離阻攔，以免造成人身意外傷害。安全防范設(shè)備主要由紅外對射、電子圍欄、紅外雙鑒、聲光報警器等設(shè)備組成。各探測器通過報警線纜直接與RPU連接，當(dāng)發(fā)生報警時，報警信息能夠及時上傳給RPU，并且能聯(lián)動相關(guān)設(shè)備，如啟動照明燈光、聲光報警器等。紅外對射變電站內(nèi)運行有高壓帶電設(shè)備，為了防止不法份子對電力設(shè)施的盜竊、破壞，以及外來人員誤入帶電間隔造成的人身傷亡事件，變電站周界都配備了圍墻。但傳統(tǒng)的圍墻無法對入侵事件進(jìn)行報警，紅外對射作為周界防范的有效補(bǔ)充，主要應(yīng)用于距離比較遠(yuǎn)的圍墻、樓體等建筑物，特別適合無人值守變電站。1)技術(shù)介紹紅外對射是利用光束遮斷方式

57、的探測器，由一個發(fā)射端和一個接收端組成。發(fā)射端發(fā)出一束或多束人眼無法看到的紅外光，形成監(jiān)控防護(hù)區(qū)，當(dāng)有人橫跨該區(qū)域時，遮斷不可見的紅外線光束而引發(fā)警報。常見的紅外對射有兩光束、三光束、四光束，以四光束為例：一般情況下必須同時遮斷4個光束才發(fā)出報警；如果只觸發(fā)3個或以內(nèi)，而觸發(fā)持續(xù)過了一特定時限，系統(tǒng)亦判定為報警，不會出現(xiàn)漏報現(xiàn)象。紅外對射的特點：防衛(wèi)方式隱蔽，沒有電子圍欄那么明顯，使入侵者在不知不覺中觸警。周界全面設(shè)防，無盲區(qū)和死角，入侵者無法以快速跳躍、匍伏或其它動作通過隱形紅外防衛(wèi)射束網(wǎng)的防范范圍。良好的抗干擾功能，內(nèi)置自動調(diào)節(jié)強(qiáng)光過濾系統(tǒng)，避免受強(qiáng)光或汽車燈光的影響。嚴(yán)密的防破壞功能，當(dāng)

58、紅外接收端電源線或信號線被剪斷時，報警信號輸出電路將自動輸出報警信號。防雨、防塵、抗干擾能力強(qiáng)，可全天侯工作。2)主要功能一旦有不法人員想通過圍墻翻入變電站，就會立即觸發(fā)報警，報警通過開關(guān)量輸出到RPU。RPU可根據(jù)預(yù)置規(guī)則聯(lián)動相應(yīng)功能：報警信息上傳中心，保安人員可以迅速來到事發(fā)地點；觸發(fā)聲光報警器，震懾非法闖入者；聯(lián)動相應(yīng)的燈光照明，調(diào)用預(yù)置位，啟動報警錄像等。3)配置原則變電站的圍墻上安裝多對紅外對射，紅外對射的安裝應(yīng)該覆蓋所有的圍墻及大門，紅外對射探頭的裕度應(yīng)不小于100%（如圍墻的長度為60米，則對射探頭的標(biāo)稱距離為不小于60（1+100%）=120米）。紅外對射探頭建議采用四光束，當(dāng)

59、有人或物體阻擋光線時產(chǎn)生告警信號，并可以設(shè)置其布防和撤防兩種運行方式。紅外對射探頭要選擇合適的響應(yīng)時間，太短容易引起不必要的干擾，太長會發(fā)生漏報。通常以50毫秒為最短遮斷時間，大于50毫秒報警，小于50毫秒不報警。紅外對射應(yīng)具備開關(guān)量報警節(jié)點。紅外對射主機(jī)一般安裝在主控室或保安室。電子圍欄紅外對射只能對入侵事件進(jìn)行報警，無法對不法份子進(jìn)行有效的防御，電子圍欄的出現(xiàn)為周界防范提供了強(qiáng)力保障。1)技術(shù)介紹電子圍欄起源于畜牧業(yè)高度發(fā)達(dá)的澳大利亞和新西蘭等國家，并在歐美國家廣泛應(yīng)用，應(yīng)用了最新的周界安防理念，即阻擋、威懾和報警。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子圍欄在經(jīng)過逐步更新?lián)Q代后已經(jīng)開始普遍應(yīng)用于一些大型

60、基礎(chǔ)設(shè)施，如電力、通信、軍事、交通等領(lǐng)域。電子圍欄是由前端探測圍欄和報警主機(jī)（高壓電子脈沖發(fā)生器）組成的智能型周界防盜報警系統(tǒng)。前端探測圍欄前端探測圍欄是由桿及特制合金導(dǎo)線等構(gòu)件組成的有形周界，安裝在周界現(xiàn)有圍墻或圍欄上。前端探測圍欄借鑒了傳統(tǒng)圍欄和高壓電網(wǎng)的優(yōu)點，以有形導(dǎo)線和警示牌為主，對入侵者心里有震懾效果，構(gòu)成一道高壓電纜隔離屏障，當(dāng)有不法分子企圖越過或者剪斷電子線纜時，主機(jī)用安全能量的脈沖高壓擊退入侵者，電壓脈沖周期長，能量低，不會致人傷亡，同時發(fā)出報警信號。報警主機(jī)報警主機(jī)負(fù)責(zé)向前端探測圍欄輸出和接收高壓電子脈沖信號，并檢測圍欄報警狀態(tài)，在前端探測圍欄處于觸網(wǎng)、短路、斷路狀態(tài)時產(chǎn)生報