變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

一、系統(tǒng)概述

變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計作為輔助監(jiān)視變電站設(shè)備安全運行和監(jiān)視變電站環(huán)境安全的目的，包括視頻監(jiān)控子系統(tǒng)，安全警衛(wèi)子系統(tǒng)，門禁子系統(tǒng)，燈光智能控制子系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)以及管理平臺等。本人以黑龍江科研變?yōu)槔O(shè)計變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)。

二、設(shè)計原則

主要考慮系統(tǒng)的實用性、安全性、經(jīng)濟性、可擴展性、兼容性、易操作性等幾方面。從實際出發(fā)，采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控設(shè)備，輔于傳感器，將變電站運行環(huán)境涉及的安全項目納入到統(tǒng)一的監(jiān)控平臺下，組建綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，具有較好的成本優(yōu)勢，徹底解決了各種監(jiān)控系統(tǒng)獨立建設(shè)、各自為政、形成信息孤島的現(xiàn)象。建設(shè)周期大為縮短，系統(tǒng)維護成本也大大降低。

三、系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)將各種不同功能子系統(tǒng)融合到一個統(tǒng)一的監(jiān)控平臺下。配置規(guī)劃如下：

四、系統(tǒng)實現(xiàn)

1.視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

(1)圖像捕捉部分

在變電站室外主變、設(shè)備區(qū)、大門等區(qū)域配置室外快球，在室內(nèi)GIS室、電容器室、繼電保護室、10kV母線室等配置室內(nèi)快球。室內(nèi)外快球具有彩轉(zhuǎn)黑和預置位功能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)場報警設(shè)備的聯(lián)動，快速準確地將快球攝像機轉(zhuǎn)到需要監(jiān)視的位置。室外快球監(jiān)視的區(qū)域為：變電站全景情況，變電站內(nèi)變壓器的外觀狀態(tài)，輔助監(jiān)視變電站內(nèi)斷路器、隔離開關(guān)、CT、PT、避雷器和瓷絕緣子等高壓設(shè)備的外觀狀態(tài)，輔助監(jiān)視變電站內(nèi)其他充油設(shè)備、易燃設(shè)備的外觀狀態(tài)等。

(2)視頻監(jiān)視功能

全中文操作界面，操作直觀、簡便。

圖像分辨率為 圖像窗口可以任意放大縮小或移動位置。

以樹狀形式顯示各種操作設(shè)備，包括槍機、球形機預置位、報警輸入、控制輸出等。

多畫面分割和視頻拖放：具備多畫面監(jiān)視功能、具有VGA顯示器輸出接口，用戶可以將畫面分割為單畫面，4畫面，6畫面，8畫面，9畫面，10畫面，16畫面。

16畫面全屏

具備標準的RS232和RS485接口，支持市面上主流的RS485云臺鏡頭控制器、快球、矩陣協(xié)議，具有很強的兼容性。視頻設(shè)置功能強大：提供能夠針對每一路視頻的設(shè)置面板，用戶可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)畫面碼流，畫面?zhèn)鬏攷剩O(shè)置畫面動態(tài)偵測參數(shù)，畫面錄像參數(shù)，提供日期時間和漢字疊加功能。

視頻輪巡功能：在可設(shè)定的間隔時間內(nèi)，對全站的監(jiān)控點進行圖像巡檢，值班人員可以足不出戶的巡視整個變電站。參與巡檢的對象可任意設(shè)定，包括同一站端的不同攝像機、同一攝像機的不同預置位等，輪巡間隔時間可設(shè)置;

操作人員能對任一攝像機進行控制，實現(xiàn)對攝像機視角、方位、焦距調(diào)整;對于帶預置位的云臺，操作人員能直接進行云臺的預置和操作，光圈為自動調(diào)整;具有可控制設(shè)備的機械保護措施，在控制云臺等設(shè)備時，系統(tǒng)具有定時功能，即設(shè)備在運行后，應(yīng)在設(shè)定的時間內(nèi)自動停止，以防止人為的忘記關(guān)閉動作，以保護機械結(jié)構(gòu);

保證控制的唯一性，同一時刻只允許一個操作人員控制同一控制對象;

能對變電站內(nèi)的空調(diào)進行控制：開啟、關(guān)閉空調(diào)、調(diào)整設(shè)置溫度、調(diào)高、調(diào)低溫度、調(diào)整出風等;

能對所內(nèi)的照明和排風扇進行控制，照明在攝像頭切換后自動延時關(guān)閉。

(3)硬盤錄像功能

內(nèi)置1～8個硬盤，硬盤容量不限。硬盤錄像文件采用自動覆蓋方式進行循環(huán)記錄。

多種回放模式：無級變速的快放、慢放、暫停以及逐幀進退播放功能。使您在查看錄像內(nèi)容的時更加方便。

客戶端電腦可通過網(wǎng)絡(luò)播放視頻處理單元上記錄的錄像文件，也可將錄像文件下載到本地。

在回放錄像時可以顯示事件發(fā)生的準確時間;

回放畫面可以隨使用者的需要，自由的拉伸和緊縮。

(4)圖像管理

可顯示、抓拍、存儲、檢索、回放各子系統(tǒng)所選攝像機的實時圖像;

監(jiān)控中心可遠程回放站端的任意攝像機的歷史圖像，回放方式有逐幀、慢放、常速、快速等多種方式;

可實現(xiàn)手動錄像、定時錄像、報警觸發(fā)錄像、畫面異動檢測;

能夠?qū)⑷我庖环胤艌D像存放成JPEG或BMP格式的圖像，供數(shù)據(jù)交換使用;

能明確指出所監(jiān)視的設(shè)備名稱以及該設(shè)備具體部位，并將提示信息在狀態(tài)欄上實時輸出。

2.安全警衛(wèi)子系統(tǒng)

(1)探測報警設(shè)備

在變電站圍墻安裝電子圍欄系統(tǒng)，大門安裝紅外對射探測器，門口安裝紅外雙鑒探測器以及室內(nèi)安裝感溫感煙探測器，當有人翻越圍墻或進出大門(門口)、室內(nèi)出現(xiàn)溫度過高或煙霧異常時可觸發(fā)聲光報警器進行報警，還可聯(lián)動室外室內(nèi)快球轉(zhuǎn)到指定預置位進行錄像，以供事后查找原因。

(2)安全警衛(wèi)功能

可以與各種報警控制設(shè)備相連接，報警設(shè)備可以是煙感探測器、溫感探測器、紅外探測器、電子圍欄等;同時可連接各種開關(guān)量和模擬量設(shè)備，報警時執(zhí)行預先設(shè)定的動作。

可和多種消防系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。當某一報警單元產(chǎn)生報警信號后，系統(tǒng)能根據(jù)預先設(shè)置，聯(lián)動相應(yīng)設(shè)備采取措施。比如：當溫度采集器探測到溫度過高而發(fā)生報警時，系統(tǒng)將聯(lián)動滅火設(shè)備，啟動滅火器，同時聯(lián)動電話機，撥打火警電話;

3.門禁子系統(tǒng)

在變電站進出入門安裝網(wǎng)絡(luò)式門禁系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)與其他系統(tǒng)聯(lián)動以及進行信息實時傳輸。所有人員一律憑卡進出入變電站，有效地防止了外來人員和不相干人員隨便出入變電站，并且每一次的刷卡都有記錄，可供隨時查看。

4.燈光智能控制子系統(tǒng)

考慮為室內(nèi)配置，和室內(nèi)快球配套使用，當攝像機光線不足時或出現(xiàn)警情時(晚上)，可以遠程控制開燈，實現(xiàn)遠程照明管理，也可以本地打開或關(guān)閉，也可以與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制照明，如出現(xiàn)警情時，自動打開燈光。通過設(shè)置輔助燈光，遇到光線不足或其他事故時(尤其是晚上)，其他系統(tǒng)可以通過聯(lián)動間接控制燈光的開啟和關(guān)閉，降低運行成本，也在安全上為變電站保駕護航，如有人翻越圍墻或闖入變電站，可以開啟燈光，嚇退闖入人員(聯(lián)動其他聲響設(shè)備)并聯(lián)動攝像機進行錄像。

5.環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)

探測報警設(shè)備

在變電站站端配置溫濕度一體化傳感器，風速傳感器，水浸傳感器以及FS6探測器實時監(jiān)測變電站的各種環(huán)境信息，當變電站的環(huán)境溫度、濕度以及浸水情況出現(xiàn)異常，可以遠程啟?？照{(diào)及風機等設(shè)備;當發(fā)現(xiàn)電纜溝、電纜夾層以及開關(guān)柜中的電纜溫度超過警戒值時立即告警，預防事故的發(fā)生。

監(jiān)測變電站的環(huán)境溫度、濕度以及浸水情況，必要時可以遠程啟停空調(diào)及風機等設(shè)備。

監(jiān)測電纜溝、電纜夾層以及開關(guān)柜中的電纜溫度，當發(fā)現(xiàn)溫度超過警戒值時立即告警，預防事故的發(fā)生。

通過“四遙”系統(tǒng)與“遙視”聯(lián)動接口可以實現(xiàn)：

監(jiān)控員在“四遙”系統(tǒng)中遠程操作變電站設(shè)備時，使用遙視系統(tǒng)對現(xiàn)場被操作設(shè)備、現(xiàn)場環(huán)境觀察，了解相應(yīng)的設(shè)備運行狀態(tài)。操作完成后，有重要的開關(guān)狀態(tài)變化時，遙視系統(tǒng)可聯(lián)動相應(yīng)攝像機畫面給監(jiān)控員作為遙視參考。

6.輔助監(jiān)控平臺

變電站配置綜合監(jiān)控平臺服務(wù)器作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心，用來部署綜合監(jiān)控平臺應(yīng)用系統(tǒng)功能，并兼作變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺顯示控制終端設(shè)備，提供綜合監(jiān)控管理界面功能的運行使用，實現(xiàn)圖形化系統(tǒng)應(yīng)用展示。

四、系統(tǒng)建成后的效果

1.建立和實現(xiàn)變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備運行環(huán)境狀態(tài)信息的實時網(wǎng)絡(luò)自動化監(jiān)測管理。

2.改進傳統(tǒng)的管理模式，真正實現(xiàn)“數(shù)據(jù)集成、業(yè)務(wù)協(xié)同、管理集中、資源共享”的管理要求。推動智能化變電站設(shè)備運行環(huán)境信息平臺的建立，實現(xiàn)信息的集中采集、集中傳輸、集中分析、集中應(yīng)用管理等，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的交互應(yīng)用，從根本上消除產(chǎn)生“信息孤島”的局面。

3.提高變電站安全管理效率和質(zhì)量，變?nèi)斯だ械难矙z為系統(tǒng)在線實時監(jiān)測，對系統(tǒng)檢測到設(shè)備及運行環(huán)境的突發(fā)故障實施及時、針對性的有效處置。實現(xiàn)變電站設(shè)備及運行環(huán)境信息的集中管理，科學地對設(shè)備運行環(huán)境狀態(tài)進行綜合診斷。更及時、準確、靈敏地反映設(shè)備及運行環(huán)境的當前狀態(tài)，避免增加人力物力不必要的浪費及巡檢不到位且實時性不好等問題。通過系統(tǒng)的實施，為各級人員提供一個能夠隨時隨地獲取變電站設(shè)備運行環(huán)境狀態(tài)和即時管理的強大工具。從而提高變電站運行管理集約化水平，一定程度上解決了變電運行人員相對電網(wǎng)發(fā)展而言日益短缺的發(fā)展矛盾，推進變電運行集約化管理。

4.提高變電站設(shè)備的安全運行的可靠性，有效預防各類事故的發(fā)生。形成智能化變電站運行環(huán)境風險控制和自動檢修模式。形成監(jiān)控中心與操作站相互結(jié)合實現(xiàn)“調(diào)控一體”模式。

5.提高工作效率，降低維護成本，減輕運行維護人員的勞動強度，實現(xiàn)科學、高效監(jiān)控，確保變電站設(shè)備的安全運行及可靠供電。避免突發(fā)事件造成用戶供電中斷所帶來的不利影響，體現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益和社會效益。