變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng)概述

變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為輔助監(jiān)視變電站設(shè)備安全運(yùn)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(cè)子系統(tǒng)以及管理平臺(tái)等。本人以黑龍江科研變?yōu)槔O(shè)計(jì)變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)。

二、設(shè)計(jì)原則

主要考慮系統(tǒng)的實(shí)用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性、兼容性、易操作性等幾方面。從實(shí)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(yùn)行環(huán)境涉及的安全項(xiàng)目納入到統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)下，組建綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，具有較好的成本優(yōu)勢(shì)，徹底解決了各種監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)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(hù)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(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)下。配置規(guī)劃如下：

四、系統(tǒng)實(shí)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(hù)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(yù)置位功能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，快速準(zhǔn)確地將快球攝像機(jī)轉(zhuǎn)到需要監(jiān)視的位置。室外快球監(jiān)視的區(qū)域?yàn)椋鹤冸娬救扒闆r，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(jiǎn)便。

圖像分辨率為 圖像窗口可以任意放大縮小或移動(dòng)位置。

以樹狀形式顯示各種操作設(shè)備，包括槍機(jī)、球形機(jī)預(yù)置位、報(bào)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(biāo)準(zhǔn)的RS232和RS485接口，支持市面上主流的RS485云臺(tái)鏡頭控制器、快球、矩陣協(xié)議，具有很強(qiáng)的兼容性。視頻設(shè)置功能強(qiáng)大：提供能夠針對(duì)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(dòng)態(tài)偵測(cè)參數(shù)，畫面錄像參數(shù)，提供日期時(shí)間和漢字疊加功能。

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

操作人員能對(duì)任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角、方位、焦距調(diào)整;對(duì)于帶預(yù)置位的云臺(tái)，操作人員能直接進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和操作，光圈為自動(dòng)調(diào)整;具有可控制設(shè)備的機(jī)械保護(hù)措施，在控制云臺(tái)等設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)具有定時(shí)功能，即設(shè)備在運(yùn)行后，應(yīng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)停止，以防止人為的忘記關(guān)閉動(dòng)作，以保護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu);

保證控制的唯一性，同一時(shí)刻只允許一個(gè)操作人員控制同一控制對(duì)象;

能對(duì)變電站內(nèi)的空調(diào)進(jìn)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(fēng)等;

能對(duì)所內(nèi)的照明和排風(fēng)扇進(jìn)行控制，照明在攝像頭切換后自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉。

(3)硬盤錄像功能

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

多種回放模式：無級(jí)變速的快放、慢放、暫停以及逐幀進(jìn)退播放功能。使您在查看錄像內(nèi)容的時(shí)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(shí)可以顯示事件發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)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(chǔ)、檢索、回放各子系統(tǒng)所選攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像;

監(jiān)控中心可遠(yuǎn)程回放站端的任意攝像機(jī)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(shí)現(xiàn)手動(dòng)錄像、定時(shí)錄像、報(bào)警觸發(fā)錄像、畫面異動(dòng)檢測(cè);

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(shí)時(shí)輸出。

2.安全警衛(wèi)子系統(tǒng)

(1)探測(cè)報(bào)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(duì)射探測(cè)器，門口安裝紅外雙鑒探測(cè)器以及室內(nèi)安裝感溫感煙探測(cè)器，當(dāng)有人翻越圍墻或進(jìn)出大門(門口)、室內(nèi)出現(xiàn)溫度過高或煙霧異常時(shí)可觸發(fā)聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，還可聯(lián)動(dòng)室外室內(nèi)快球轉(zhuǎn)到指定預(yù)置位進(jìn)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(bào)警控制設(shè)備相連接，報(bào)警設(shè)備可以是煙感探測(cè)器、溫感探測(cè)器、紅外探測(cè)器、電子圍欄等;同時(shí)可連接各種開關(guān)量和模擬量設(shè)備，報(bào)警時(shí)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作。

可和多種消防系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。當(dāng)某一報(bào)警單元產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)后，系統(tǒng)能根據(jù)預(yù)先設(shè)置，聯(lián)動(dòng)相應(yīng)設(shè)備采取措施。比如：當(dāng)溫度采集器探測(cè)到溫度過高而發(fā)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)將聯(lián)動(dòng)滅火設(shè)備，啟動(dòng)滅火器，同時(shí)聯(lián)動(dòng)電話機(jī)，撥打火警電話;

3.門禁子系統(tǒng)

在變電站進(jìn)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(dòng)以及進(jìn)行信息實(shí)時(shí)傳輸。所有人員一律憑卡進(jìn)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(shí)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(dāng)攝像機(jī)光線不足時(shí)或出現(xiàn)警情時(shí)(晚上)，可以遠(yuǎn)程控制開燈，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(dòng)控制照明，如出現(xiàn)警情時(shí)，自動(dòng)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(shí)(尤其是晚上)，其他系統(tǒng)可以通過聯(lián)動(dòng)間接控制燈光的開啟和關(guān)閉，降低運(yùn)行成本，也在安全上為變電站保駕護(hù)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(dòng)其他聲響設(shè)備)并聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行錄像。

5.環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

探測(cè)報(bào)警設(shè)備

在變電站站端配置溫濕度一體化傳感器，風(fēng)速傳感器，水浸傳感器以及FS6探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站的各種環(huán)境信息，當(dāng)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(yuǎn)程啟?？照{(diào)及風(fēng)機(jī)等設(shè)備;當(dāng)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(shí)立即告警，預(yù)防事故的發(fā)生。

監(jiān)測(cè)變電站的環(huán)境溫度、濕度以及浸水情況，必要時(shí)可以遠(yuǎn)程啟停空調(diào)及風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

監(jiān)測(cè)電纜溝、電纜夾層以及開關(guān)柜中的電纜溫度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度超過警戒值時(shí)立即告警，預(yù)防事故的發(fā)生。

通過“四遙”系統(tǒng)與“遙視”聯(lián)動(dòng)接口可以實(shí)現(xiàn)：

監(jiān)控員在“四遙”系統(tǒng)中遠(yuǎn)程操作變電站設(shè)備時(shí)，使用遙視系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)被操作設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境觀察，了解相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。操作完成后，有重要的開關(guān)狀態(tài)變化時(shí)，遙視系統(tǒng)可聯(lián)動(dòng)相應(yīng)攝像機(jī)畫面給監(jiān)控員作為遙視參考。

6.輔助監(jiān)控平臺(tái)

變電站配置綜合監(jiān)控平臺(tái)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(tái)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(tái)顯示控制終端設(shè)備，提供綜合監(jiān)控管理界面功能的運(yùn)行使用，實(shí)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(shí)現(xiàn)變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)管理。

2.改進(jìn)傳統(tǒng)的管理模式，真正實(shí)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(dòng)智能化變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境信息平臺(tái)的建立，實(shí)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(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)到設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境的突發(fā)故障實(shí)施及時(shí)、針對(duì)性的有效處置。實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境信息的集中管理，科學(xué)地對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行綜合診斷。更及時(shí)、準(zhǔn)確、靈敏地反映設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境的當(dāng)前狀態(tài)，避免增加人力物力不必要的浪費(fèi)及巡檢不到位且實(shí)時(shí)性不好等問題。通過系統(tǒng)的實(shí)施，為各級(jí)人員提供一個(gè)能夠隨時(shí)隨地獲取變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)和即時(shí)管理的強(qiáng)大工具。從而提高變電站運(yùn)行管理集約化水平，一定程度上解決了變電運(yùn)行人員相對(duì)電網(wǎng)發(fā)展而言日益短缺的發(fā)展矛盾，推進(jìn)變電運(yùn)行集約化管理。

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

5.提高工作效率，降低維護(hù)成本，減輕運(yùn)行維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效監(jiān)控，確保變電站設(shè)備的安全運(yùn)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(jì)效益和社會(huì)效益。