湖北110KV变电站设计方案0111.docx
《湖北110KV变电站设计方案0111.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北110KV变电站设计方案0111.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
湖北110KV变电站设计方案0111
变电站遥视警戒系统
设计方案
第一部分、设计要求
一、概述……………………………………………………………
二、参考标准………………………………………………………
三、系统功能设计要求……………………………………………
第二部分、系统组成
一、基本组成与结构………………………………………………
二、主要设备介绍…………………………………………………
三、典型应用………………………………………………………
四、系统功能………………………………………………………
五、系统选用设备列表…………………………………………
第一部分设计要求
一、概述
随着电力工业的不断发展，电力网络规模在不断扩大，设备日益更新，网络结构也日趋复杂。
通过近几年的电力网络改造，目前全国电力通信网的传输网已基本形成以数字微波、光纤干线为主网架，电力线载波并存的混合型网。
电力通信已不仅仅为电力调度、自动化、防汛指挥服务，同时还为生产管理、基建、办公自动化提供有利支持，尤其为一些新维护手段的采用提供了物质上的保障。
电力通信系统已成为电力生产指挥和管理的重要支柱。
随着电力部门网络的全面改造，各变电站/所均实现无人值守，以提高生产效益。
在电力调度通讯中心建立监控中心，能够对各变电站/所的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出反应,适应现代社会的发展需要，已经提到了电力部门的发展议事日程。
目前，各局都设立了运行管理值班室及调度部门，虽有对各专业的运行归口协调职能，但不能及时掌握运行状况和指挥处理运行障碍。
现在对运行监视通常由各专业运行部门采用打电话来了解和判断处理故障。
各种运行管理联系是松散的，再依靠原始的人工方式已不能满足通信网的发展需要。
要跟上网络发展步伐，必须在健全和完善电力网络的同时建立电力视频警戒系统。
在网络监控时，系统音视频数据和监控数据由前端的设备/处理机采集编码，并将编码后的数据通过TCP/IP网络传输到网络可以到达的客户端。
网络客户端接收编码后的音视频数据和监控数据，并进行监控，存储、管理。
视频警戒系统应为实现变电站/所的无人值守，从而为推动电力网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。
二、参考标准
本设计方案执行以下技术标准：
⑴GBJ3336-1983《变电站设备自动化装置通用技术条件》
⑵GBJ116-88《工业电视系统工程设计规范》
⑶GB/T13730-92《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
⑷GB/T16435-1996《远动设备终端通用技术条件》
⑸GB50229-93《火力发电厂与变电所设计放火规范》
⑹《湖北省公共安全技术规范管理规定》
⑺《中华人民共和国安全行业管理规范》
⑻《软件工程国家标准》
⑼《中国电气安装工程施工及验收规范》
⑽《工业电视系统工程设计规范》
⑾《民用闭路电视系统工程技术规范》
⑿《电力通信网检测系统技术规范》
⒀《社会公共场所安全防范工种设计规范》
⒁《公安部安全防范系统设计施工总则》
⒂公安部、公安厅技防办有关文件规定
三、系统功能设计要求
本系统为对变电站进行多媒体、数字化、网络化的全面监控及安防系统。
由于变电站采用无人值守方式，对系统技术和可靠性均有较高要求，应能替代值班人员对变电站进行全面监控，创建一个高效安全的运行环境。
1、系统组织结构和传输要求
本系统采用星形拓扑的三级网络结构，如图所示：
到省中调的控制中心
地调主控中心
地调主控中心
地调分控中心
地调分控中心
厂站n
厂站2
厂站1
如上图所示，在无人值守的厂站一级建立视频和环境监控体系，将多个厂站的视频和数据信息通过电力系统提供的通讯网络上传到地凋的分控中心，多个分控中心本着复合分担的原则，对所属各厂站信息进行分析处理，进行相应的显示、录像和控制，同时上传到主控中心，主控中心根据需要有选择的观察前端厂站的信息，并为省一级的控制中心预留通讯接口，可以随时将信息上报，供统计分析之用。
从厂站到分控中心，系统应适应以下通讯接口，根据传输通道的不同选择相应设备组网：
·LAN
·E1
·DDN
·ISDN
·PSTN
·载波或微波数字通信接口
·扩频
以上以E1（2M）为主要传输方式，但系统必须具备低速码率图象接入能力，
如能在普通电话接口上具备5～10帧/秒的图象接入能力。
从分控中心到主控中心，系统应适应以下通讯接口，根据传输通道的不同选择相应设备组网：
·LAN
·E1
2、变电站监控要求
对于每一个变电站，应完成如下监控功能：
2.1视频监控
·在主变室、各级屋外配电装置、主控室等重要设备应采用可变方向及距
离的图象监控设备。
·在变电站前区和大门可配置固定方向及距离的图象监控设备。
·在专用通信值班室、独立所用电室、独立装有感烟探头的蓄电池室、大
型枢纽站专用通信蓄电池室、层高≥1.8M并装有感烟探头的电缆夹层，应根据需要选配图象监控设备。
·对于室内变电站应考虑摄像设备的防尘、散热条件。
·对于室外变电站应考虑摄像设备对各种环境和气候变化的适应，（加温降
温、防雨除霜、通风防尘以及雨刷等功能，并应有远动功能）。
·对于在低照度条件下工作的摄像设备，应保证其照度指标不少于0.1Lux。
2.2环境及动力设备监控
·门禁系统
1）智能门禁系统应安装在变电站的各重要直接入口处。
同时在各级屋内重要入口安装门磁传感器。
2）智能门锁采用非接触式感应卡，应具备遥控开门功能。
3）智能门禁应自动记录使用人的编号、开/关门的时间、使用地点等信息。
4）智能门禁应设置时间段，当发生非法入侵时能发出告警信息，同时可以
进行联动录像。
5）智能门禁应具备防止误开门功能，在进行遥控开门时，应通过开门按钮
开门，在遥控开门命令下达10秒后，如无开门按钮动作，门禁恢复锁定状态。
·红外对射设备
无人值守变电站围墙应设置红外对射报警系统，当发生非法入侵时，应能立刻发出报警信息，同时联动切换至相应画面并启动录象功能，呼叫110报警。
·火灾探测设备
1）火灾烟雾报警控制器和器材应满足公安部GB-4717-93《火灾报警控制器通用技术条件》中所规定的耐受气候环境、机械环境、电磁干扰的技术要求。
2）烟雾探测器不论烟雾从任何方向（即360）进入都能响应，并且具有分辨空气流入与烟雾流入的能力。
3）烟雾探测器探头的位置和间距应考虑所保护的具体设备。
4）烟雾监测准确率应大于99.9%。
5）应采用定点或带预置位云台的摄象机与感烟探头结合的布防方式，当烟雾传感器被触发报警时，应能联动切换至相应画面并启动录象功能，以便尽早判断事故类型。
如变电站已安装火警系统，应将其接入本遥视警戒系统。
·空调或抽湿机等设备
应能在监控中心观察到空调的当前运行状态，并能够根据室内温度或湿度手动或自动进行远程遥控其启动或停止。
·机房温度、湿度
1）监控系统应能准确地监测出机房的温度、湿度。
2）温度测量范围：
0——50C精度：
2%
3）湿度测量范围：
5%—95%精度：
1%_15%
·水浸
1）当机房发生水浸或空调设备漏水时，应发出水浸告警信息。
2）水浸告警准确率大于99%
·直接手动驱动报警
应在变电站大门内侧、控制室安装手动报警按钮，当变电站发生重大事故时可通过该按钮直接触发监控中心声光告警并呼叫110报警。
·交流配电设备
1）三相输入电压
2）三相电流
3）市电停电/来电告警
4）主开关状态
5）电度量（KW）
·整流配电设备
1）整流设备输出电流
2）整流设备工作状态
3）整流设备启动/停止控制
4）整流设备均/浮充状态控制
5）直流输出电压
6）直流输出电流
7）直流输出电压上下限告警
8）模块故障告警
蓄电池组
1）电池组电压
2）蓄电池组充放电电流
3）标志电池温度
4）每只蓄电池电压
·变压器
1）输入电压
2）输出电压
3）变压器油温（油性变压器）
4）变压器线圈温度（干性变压器）
·油机
1）油温
2）油位
3）油压
2.3数据采集设备
·各数据采集设备应采用模块化结构，通过RS-485总线连接
·应具有可靠性高，响应速度快，使用方便，便于工程安装、维护方便等特点。
·应可通过配置完成多种厂站动力环境设备的接入
2.4监控主机
监控主机应实现信息采集、控制与传输功能。
·遥测、遥信
监控主机应周期性地采集各数据采集设备传送来的各类信息，并将收集来的
运行数据及告警信息，经过一定的处理后，根据需要储存在本地的存储器中，
并报送到监控中心处理机进行处理，实现遥测、遥信。
·遥控、遥调
监控主机同时还应负责接收上一级集中监控中心发出的控制命令并转发到
各相应的监控设备执行控制动作，实现对指定监控设备的遥控、遥调功
能。
监控主机应能完成所有预先设定的告警联动和闭环控制功能，如根据室
温开启或关闭空调，或当门禁告警时联动图象切换并录像等。
以上所有闭环
控制功能在无法与监控中心正常通讯时应不受任何影响。
·遥视
监控主机应能够同时采集若干路图像，进行数字化编码压缩。
压缩可以选用
MJPEG/MPEG1/MPEG4/H261等国际标准算法。
压缩的图像数据通过TCP/IP网
络向客户分发。
视频监控主机可以根据控制终端的命令和网络质量进行图像
采集、压缩、传输等参数的调整。
在保证网络传输带宽的情况下传输的图像
分辨率为352×288，帧率16×25帧/秒，远端图像清晰可辨。
在保证带宽
的情况下，最大应可向网络同时发送4路独立的视频，同时应具备多点同时
录像功能,最多可同时进行16路图象的录像工作。
·可靠性
监控主机与监控中心通信中断时，应能连续保存和记录通信中断后的各个监
控模块产生的数据。
当通信恢复后，能够主动发送这些保存的数据。
同时具
有保存一定量告警信息及监测数据历史记录的能力。
·处理能力
监控主机应具有足够的数据图像的处理能力，有一定数量的通信端口，以
便接入将来不断增加的新的监控设备，同时应预留语音接口，以便将现场语
音压缩后上传监控中心。
2.5所有室外设备应考虑防雷电问题，应注意防止来自电源线、信号线和
视频线的雷电损害。
3、监控中心监控要求
3.1监控中心的设置
·监控中心的选择除应考虑地理条件、场地因素外，应与各被监控站有适
宜的可利用通信通道资源，与上级管理部门有局域网或2M以上可利用通信
通道资源。
被监控站所超过16个以上时应考虑多个分控中心和地区监控中
心并存的方式。
·监控中心后台应采用计算机监控方式，推荐计算机硬件配置应在PⅢ800
以上，内存256M，16M以上显存，WIN9X或WIN2K操作系统
·监控中心显示设备应采用19寸彩显，当被监控站数量超过8个时，应采
用背投。
·监控中心应配置视频接入服务器、业务台和浏览台，视频接入服务器负责分配图象带宽，及完成权限管理等功能；业务台为长期值班席位，需有定时交接班记录，负责处理日常工作，提供日常操作记录，在告警发生时，负责对告警进行处理，并提供告警记录；浏览台与视频接入服务器和业务台处于同一局域网内，采用WEB浏览方式，利用IE浏览器，即可进行对所辖各变电站的图象数据信息进行浏览。
3.2基本功能
·图象远程传输功能
系统应能够将受控厂站的图象数字化后利用电力系统通信网传送到远方监
控中心
·远程控制功能
系统应能够对所辖厂站的各摄象机、云台、镜头以及空调、门禁、照明等设
备进行遥控，同时可通过配置使以上设备与告警进行联动。
·录像功能
系统应可在厂站本地和监控中心提供数字化录像功能，录像可手动（用户控
制）、自动（告警触发）和定时（预先设置）进行。
并能够根据事件或时间
地点为索引方便的进行录像资料的查询和回放。
·图象数据的网络传输功能
系统应能够通过IE浏览器在监控中心各网络终端上进行图象数据信息的浏
览，而不需安装任何附加软件。
·监控中心业务台应可同时观察来自多个前端变电站的图象，同时中心多
个席位也应可同时调用浏览前端一个变电站的图象。
·系统应能够通过不同的用户级别管理来控制各级别用户的操作控制权限。
·系统应采用分布式数据库，可以进行分布式数据查询，同时应依照开放
式结构设计，便于多级扩展，方便与其他系统进行汇接。
·所有在网上传图象和数据应进行加密处理，以保证网络的安全可靠。
·监控中心与上级管理部门应能在现有通道内传递1～8路变电站实时图象
以实现可视调度功能。
第二部分系统组成
一、系统基本组成与结构
目前，视频警戒系统的组网以以太网为主，可以使用2M、电话线、或利用其他传输设备的数据接口进行组网和数据通讯。
以上以E1（2M）为主要传输方式，但系统必须具备低速码率图象接入能力，如能在普通电话接口上具备5～10帧/秒的图象接入能力。
下面我们主要介绍以太网和2M的组网方式。
1、以太网传输方式
以太网传输方式要求各变电站（所）的光纤或微波设备提供以太网接口，以便于变电站（所）的图像、声音及数据经监控主机通过以太网接口上传至监控中心。
或者要求变电站（所）已经和监控中心通过局域网相连。
变电站（所）的图像、声音及数据经监控主机通过以太网经过各级路由器、交换机或HUB上传至监控中心。
下图为以太网传输方式下变电所（站）的基本组成。
图一局域网传输方式子站组网结构
下图为以太网传输方式下监控中心的基本组成。
图二局域网传输方式主站组网结构
2、2M传输方式（中心IE浏览）：
2M传输方式（中心IE浏览）要求各变电站（所）的光纤设备提供2M接口，以便于变电站（所）的图像、声音及数据经监控主机通过（以太——2M网桥）上传至监控中心；监控中心通过（以太——2M网桥）将各变电站（所）的上传的图像、声音及数据汇集到中心网络交换器上与局域网上其他机器连接，供其浏览处理。
下图为2M传输方式（中心IE浏览）下变电所（站）的基本组成。
图三2M传输方式（中心IE浏览）子站组网结构
下图为2M传输方式（中心IE浏览）下监控中心的基本组成。
图四2M传输方式（中心IE浏览）主站组网结构
3、2M传输方式（中心图像模拟显示）：
2M传输方式（中心图像模拟显示）要求各变电站（所）的光纤设备提供2M接口，以便于变电站（所）的图像、及数据经我公司自研的图像编码器上传至监控中心；监控中心经图像解码器将各变电站（所）的图像、及数据汇集以便集中管理。
按此种方式图像传输到中心为模拟图像，一般在监控中心可以以监视器、电视墙等方式显示图像；也可以将图像做数字化编码后接入系统的数字图像处理系统。
下图为2M传输方式（中心图像模拟显示）下变电所（站）的基本组成。
图七2M传输方式（中心图像模拟显示）子站组网结构
下图为2M传输方式（中心图像模拟显示）下监控中心的基本组成。
图八2M传输方式（中心图像模拟显示）主站组网结构
以上几种传输方式的性能比较如下表：
传输方式
图像质量
实时性
扩展性
发展趋势
图像显示方式
性价比
以太网
很好
很好
很好
主流
数字
高
2M（中心IE浏览）
好
好
好
主流
数字
高
2M（中心图像模拟）
一般
一般
一般
非主流
模拟
一般
二、主要设备
1、传输设备
主要功能：
实现E1和以太网接口之间的数据转换，在标准E1信道上构筑TCP/IP网络，可使用2M或其中若干个时隙构筑，是取代路由器的廉价方案标准G703和10BASE-T接口
2、监控主机
基本功能：
·数据采集控制功能
·监控主机应能够同时采集若干路图像，进行数字化编码压缩。
压缩可以
选用MJPEG/MPEG1/MPEG4/H261等国际标准算法。
压缩的图像数据通过
TCP/IP网络向客户分发。
·闭环控制功能
·多点同时触发联动多点同时录像功能
技术发展趋势：
新一代视频监控主机采用高性能中央处理器，结构小巧的32位硬件平台，运行嵌入式实时操作系统，区别于普通计算机或视频监控主机，其可靠性大幅度提高，可以长时间稳定运行于变电站，实时准确的将数据和图象信息传送到监控中心。
3、视频采集设备
·室内彩色一体化摄象机
产品型号：
FCB-EX480P（SONY一体化摄象机）
摄像器件：
1/4”ITCCD752（H）×582（V）
镜头：
18倍变焦f=4.1～73.8mm
水平视场角：
约48度（近端），约2.7度（远端）
最短摄像距离：
10mm（近端），800mm（远端）
最低照度：
0.1Lux（F104，60S）
01Lux（F104，1/4S）
逆光补偿：
开/关
白平衡：
自动/室外/室内/单键/手动
增益：
自动/手动（-3～18，8等级）
信噪比：
大约50dB
工作温湿度：
0～+50℃/20～80％
电源电压：
AC220V/DC12V
外形尺寸：
118×60×63mm
·室外彩色球形摄象机
产品型号：
SN-680PⅡ
扫描面积：
1/4”CCD线
焦距：
F=4-48mm
光圈、焦距：
自动
背光补偿：
自动
白平衡、增益控制：
自动
信噪比：
大于48db
最低照度：
2.5Lux
环境条件：
-40～+60℃
水平回转角度：
360°（连续高速）
水平转速：
0.8°～240°
垂直俯仰角度：
90°
预置点：
64点
风扇、加热器：
自动
安装：
嵌入式外罩，室外用外罩，烟雾式半球罩等供选配
·摄像辅助设备：
云台：
规格：
PIH302
水平速度：
5度/秒范围360度
垂直速度：
3度/秒范围+/-90度
工作方式：
水平持续旋转，垂直持续旋转
机体结构：
压铸铝
电源：
AC24V/220V，250mA
位置控制：
可调微动开关
工作环境：
室内
工作温度：
-25℃-+60℃
外形尺寸：
Ф115×184mm
重量：
1.9公斤
云台镜头解码器
主要功能：
控制一路云台上下左右、一路三可变镜头、一路室外防护罩雨刷与加热器：
RS232/485接口
多路视频切换器
主要功能：
对多路视频源进行切换、扫描，64路视频输入、32路输出、一路RS232/485接口
4、环境采集设备
门磁传感器RS200
·当无人值守站房门被打开时，发出告警信息
·门磁告警准确率大于99％
·门磁告警响应时间小于5秒
温湿度传感器
·监控系统能准确地监测出站房的温度、湿度
·温度测量范围：
0～50℃精度：
±2％
·湿度测量范围：
5％～595％精度：
±1％～15％
红外对射传感器
·当无人值守站房发生以外入侵时，发出红外告警信息
·红外告警准确大于99％
·红外告警时间小于5秒
水浸传感器
·当无人值守站房发生水浸或空调设备漏水时，发出水浸告警信息
·水浸告警准确率大于99％
·水浸告警响应时小于5秒
5、数据采控设备
基本功能：
·可提供多路模拟量、路数字量输入通道，可提供多路数字输出控制量
·能为传感器提供多种电压输出，并进行相互间的电源隔离
·能够提供RS232/485通讯接口
·能够进行闭环控制和历史数据存储
·提供掉电保护功能
·提供远端升级软件
6、监控中心计算机设备
应根据功能划分各个功能模块，如视频接入服务器、操作业务台、图象数据浏览台等。
对监控中心计算机设备，应最低选用如下硬件：
CPU:
PIII800。
内存:
256M。
硬盘:
40G以上，根据系统所需存储的数据而定。
网卡：
PCI10M/100M兼容网卡。
显示卡：
AGP显示卡，16M以上显存。
操作系统：
中文WINDOWS98SE或中文WINDOWS2000。
选配：
MicrosoftSQLServerEnterprise，MicrosoftInternet
InformationServer。
显示器：
19英寸显示器
所有计算机设备应选用国际知名品牌。
三、系统典型应用
现以宜昌市电力局变电站视频警戒系统为例来详述系统的具体应用：
1、系统规模：
宜昌市本次实施的是变电站视频警戒系统一期工程，共将19个110KV的变电站纳入视频警戒系统，并分别在地调和操作队设立分控中心，在地调建立主控中心，同时与省中调建立连接。
2、信道情况：
从各个变电站到所属分控中心，均提供2M通道。
从操作队到地调主控中心，同样是2M通道。
从地调分控中心到主控中心，应具备10M局域网。
3、监控内容：
视频：
因本次19个变电站分室内和室外两种情况，因此对视频设备的选用就充分考虑了室内和室外的条件因素。
同时现场还存在低照度的情况，如穿线井和无照明的变电站，因此在设备选用时选取了部分适应低照度条件的设备。
因每一摄像设备所对应的对象不同，因此有定点和动点（有无安装滑轨使摄象机可以在某一方向平动）、固定和可旋转（有无安装云台使摄象机可以在某一定点转动）、定焦和变焦等区别，如在主变室应加装定点带云台的可变焦摄像机，而针对门禁就应该加装固定的不带云台的定焦摄象机。
环境：
在主变区和重要区域均加装了火灾预警的烟雾传感器。
在变电站围墙上加装了防盗的红外对射传感器，并根据围墙距离的长短选
取了不同的型号，以达到最佳性能价格比。
在所有可以直接进入变电站的重要门户加装门禁系统，同时提供门禁和变
电站照明的联动控制，即开门开灯，出门关灯。
为保证重要告警发生时变电站有足够的光照使用户能够通过摄象机在第一时间观察到现场情况，既可在监控中心手动开灯，也可通过联动配置使告警发生时系统自动打开与该告警关联的照明灯。
对于空调和抽湿机可以进行其工作状态的监测和开关机的手动控制。
同时可以根据设定室内温湿度的门限值进行联动控制。
4、系统网络结构图
见附图。
图中在前端采用监控主机，接入图象和数据信息并进行编码，利用2M-以太网桥把数据图象码流通过2M线路传输到监控中心。
19个变电站归两个控制中心（地调和操作队）共同管辖，在每个监控中心配置图像接入服务器和业务台、浏览台，便于用户使用。
同时为省中调预留接口。
5、针对伍家港室外变电站的配置详述：
伍家港变电站是一个室外变电站，主要有主变区、110KV屋外配电装置一套，35KV屋外配电装置两套，10KV配电室一间，主控室一间。
其主要特点是围墙非规则外形，因此在红外防盗设备的配置上略为复杂，其它方面为标准配置。
·图像部分配置
⑴在主变区配置一台加装云台的一体化室外摄像机
⑵在110KV屋外配电装置区配置一台加装云台的一体化室外摄像机
⑶在两个35KV屋外配电装置区分别配置一台加装云台的一体化室外摄
像机
⑷在10KV配电室配置一台加装云台的一体化室内摄像机
⑸在主控室配置一台加装云台的一体化室内摄像机
⑹在大门处配置一台固定的室内摄像机
综上，在该变电站根据不同的间隔情况和具体监控要求我们共配置了7
台摄像机，大门处的定点摄象机的功能要求单一，只是针对大门，所以
不需要云台来辅助转动，而其它各室内室外区域因每一摄像机需要涵盖
升级会员 