电力变电站监控系统设计方案.docx

电力变电站监控系统设计方案.docx

《电力变电站监控系统设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力变电站监控系统设计方案.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电力变电站监控系统设计方案

和田电力变电站监控系统

设计方案

和田融通系统工程有限公司

2010-6

一、系统概述

电力系统作为一个作业分散，远程岗位众多的行业，作业点数量众多、地点分散，现场环境复杂的问题，这已成为日常维护工作的主要障碍.而变电站作为电力系统的重要部门，关系着整个地区的电力供应。

必须保证其稳定运行。

特别是对于各变电站的主要电气设备如变压器,断路器等设备安装地点以及周围环境进行全天候的视频监控,对变电站的日常设备巡检及远程维护,以及对变电站一二次设备的设备外观监视和变电站的防火、防盗方面。

这些薄弱环节将直接影响到无人值守变电站的安全运行。

网络音视频监控系统，作为一种重要的现代化监测、控制、管理手段，正好为解决这些问题提供了一个有效的方案。

RNSS电力变电站遥视系统是基于网络的全数字化视频监控和管理系统，采用标准的互联网通讯协议和先进的H.264视频编/解码技术；符合ISO/OSI开放系统互联标准；采用C/S、B/S相结合的体系模式；基于面向对象的开发技术，具备良好的扩充能力；人机界面友好，系统操作方便。

完成信息采集、存储、传输、控制和统一管理的全过程，能够架构在各种专网/局域网/城域网/广域网之上，与现有网络设备实现无缝连接。

并结合了电力行业的具体需求,有针对性地开发和设计的电力变电站网络监控管理系统。

用户可利用电力系统内现有的网络资源和办公计算机，在监控中心实现对全部监控现场的监控，大大减轻日常人员巡视的工作量，便于及时发现危险隐患，保障安全生产，为远程无人职守岗位提供了完备、可靠的远程监控方案。

二、系统设计标准

GBJ115-87工业电视系统工程设计规范

GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范

GB12322-90通用性应用电视设备可靠性试验方法

GB12663-2001防盗报警控制器通用技术条件

GB4798.4-90电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用

GB2423.10-89电工电子产品基本环境试验规程

GB/T17626.2静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8工频磁场的抗扰度试验

GB50217-94电力工程电缆设计规范

IEC364-4-41保护接地和防雷接地标准

GB/T14429-93远动设备及系统-术语

GB/T13926.n-92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性

ITU-TH.323网络电视电话系统和终端设备标准

CCITTG.703脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数标准

YD610-93PCM基群信令接口设备技术要求和测试方法

ISO/IECJTCH.264视音频编解码标准-视听对象的编码

ITUH.264视音频编解码标准

DL476-92电力系统实时数据通信应用层协议

IEC60870-5-104远动网络传输规约

IEEE802.310BASE-T以太网接口标准

IEEE802.3U100BASE-TX快速以太网接口标准

三、系统总述

3.1变电站监控系统总述:

变电站监控系统的需求可分为两部分，变电站安全防范监控和电力设备运行状态监控：

一、安全防范监控

为了保障变电站空间范围内的建筑、设备的安全，具体所要实现的功能有：

●安全防范视频监测：

在重要通道及入口安装摄像机，并可实现报警联动，加装光源，可以24小时不间断监视。

●安全防范报警探测及报警：

在设备区安装摄像机，监控所有设备的正常运转。

对于35KV变电站,在变压器上加装温度探头随时采集上传主变油温。

在地沟里加装湿度探测器,随时监测地沟是否进水.并做视频叠加.

二、电力设备运行状态监控

为了保障变电站设备的正常运行，需实现远程视频监控及报警录像，为了便于工作人员进行远程交流，系统还应具有语音采集及双向对讲功能，具体有以下内容：

●在室外安装一台或多台动点摄像机，用于监看变压器等重要设备的运行状态。

●在配电室安装一台或多台动点摄像机，用于监看配电箱、仪表盘、刀闸等关键部位。

●在设备的相关部位安装温度探测器，用于检测设备运行时温度变化情况，并且在视频画面上可以叠加温度数值，或者将温度处理单独作为一个窗口模块显示，并且要将历史数据进行记录。

●结合视频实现语音采集，便于工作人员在现场可以和总站进行交流，便于发现问题，处理各种事件。

3.2电力变电站遥视系统拓扑图：

四、系统详细设计

4.1系统需求分析

1.所属行业：

电力变电站

2.监控对象：

室外刀闸、变压器、出入口、周界、室内仪表柜、开关柜等。

3.监控规模：

共278个变电站，其中110KV的变电站有200座，220KV的变电站有78座。

110KV变电站一般为16个监控点；220KV变电站一般为32个监控点。

共计视频点数约为6000路。

4.网络情况：

电力光纤环网。

网络结构为四级：

变电站（278座）、集控站（24个）、分局监控中心（不详）、市应急管理中心（1个）。

5.画质要求：

针对不同的监控对象的清晰度要求,分别设置为4CIF、DCIF、CIF等。

6.监控中心：

设置具有拼接屏功能的监视墙，可以根据需要做轮巡切换，画面合成或画面分割。

7.存储方式：

本地存储，每天录像24小时，录像资料保存15天。

集控站远程定时下载备份。

4.2系统整体结构：

变电站远程监控管理系统可按行政区域划分，采用四级组网结构，如图所示：

根据以上对用户需求的分析，由于变电站数量多并且分布地域比较广，系统采用集中管理机制，运用C/S架构，对系统内所有设备和用户端进行集中管理、远程设置、远程升级、远程维护。

将整个系统的管理、维护工作集中到一台服务器。

对于网络中各项远程报警、视音频终端设备的维护，管理员不必到达设备现场，在远程就可监测设备运行状态，修改设备的各项参数，既提高了设备维护效率，又节省了人力与时间，也便于整个系统的管理，使整个监控系统的可靠性得到有力保障。

4.3系统拓扑图：

4.3.1．变电站本地监视系统

变电站监视系统分布在各无人职守变电站中，主要监控点为：

室外刀闸、变压器、大门、室内仪表柜、开关柜等。

现场监视系统由现场监视设备、视频编码设备、报警设备、环境采集设备、网络设备等部分组成。

主要包括硬盘录像机、摄像机、球机、云台、红外对射、油温传感器、变送器、视频叠加器、湿度探测器等采集设备。

现场监视设备采集的视频信号通过视频线直接接入视频编码器（嵌入式网络视频服务器），视频编码器进行数字化编码压缩后，通过以太网接口接入局域网交换机上，从而组建变电站本地视频监视系统，并通过出口的E1交换机与电力专网相连，使数据可以上传至光纤专网，供集控中心远程调用。

现场监视设备完成音视频信息、环境变量信息与报警信息的采集、编码、压缩和传输功能，同时现场监视设备也能够接收各级视频监视系统下发的控制命令，做出正确的响应。

110KV变电站一般为16路视频采集点，可设置一台十六路嵌入式硬盘录像机，如采用CIF的视频分辨率录像，则本地存储容量计算如下：

225M/小时*24小时*16路*15天=1.3T。

220KV变电站一般为32路视频采集点，可设置两台16路嵌入式硬盘录像机，如采用CIF的视频分辨率录像，则本地存储容量计算如下：

225M/小时*24小时*32路*15天=2.6T。

变电站上传的网络带宽要求如下：

如采用CIF的视频分辨率，则每路视频上传需512K网络带宽。

对于110KV的变电站（16路视频采集点）即需要16*512K=8M网络带宽；对于220KV的变电站（32路视频采集点）即需要32*512K=16M网络带宽。

4.3.1.1变电站本地监控系统拓扑图

4.3.1.2变电站监控子系统所实现的本地功能：

●本地监看、监听

数字硬盘录像机采集到摄像机视频信号，视频信号经过处理以后，送到显示设备（监视器、VGA显示器），实现本地预览功能。

预览图像的分辨率为CIF（352*288），预览模式有1/4/10/16画面，通过前面板或遥控器或控制键盘均可进行切换。

采集的多路音频信号，可切换出一路进行音频预览。

●本地录像

数字硬盘录像机采集的音频、视频信号送到压缩模块进行处理，压缩处理模块对音、视频信号进行复合、压缩，形成复合的H.264复合码流，送到录像模块，记录在数字硬盘录像机内的硬盘上。

根据每一路的现场特点，可以独立地设置每一路的录像参数，包括分辨率、帧率（PAL制：

25帧/秒-1帧/16秒）、码流类型（变码率、定码率）、码流的大小（最小单位：

Kbps）、图像质量（6档可调）等参数。

如果选择定码率，硬盘所需容量基本恒定，如果选择变码率，当现场图像无剧烈运动时，可节省硬盘容量。

确定压缩码流的位率大小以后，根据前端录像的保存时间周期，就可以规划硬盘录像机内部需要安装的硬盘的容量：

总容量（GB）=位率/8×保存时间周期×通道数/1024/1024

●本地控制

输入控制信号后，数字硬盘录像机通过485口送到解码器上，完成PTZ或其他设备的控制。

数字硬盘录像机目前支持的解码器有YouLi、LinLin-1016、LinLin-820、Pelco-p、DMDynaColor、HD600、JC-4116、Pelco-dWX、Pelco-d、VCOMVC-2000、NetStreamer、SAE、SAMSUNG、KALATEL-KTD-312、CELOTEX、TLPelco-p、TLHHX-2000、BBV、RM110、KC3360S、ACES、ALSON、INV3609HD、Howell、TcPelcop、TcPelcoD等，通过更新软件，可支持更多的解码器。

●报警联动

8/16个开关量报警输入端口，接各类探测器、传感器等报警输入设备，4个开关量报警输出端口。

可以进行布防/撤防设置、报警联动设置。

当有报警输入时，可联动到报警输出，也可切换视频输入通道的录像或监视器显示，支持预置点、巡航、轨迹的设置与调用。

●本地回放

回放是对经过压缩的码流进行解码，还原图像。

数字硬盘录像机提供了按时间与按文件回放2种方式，支持多路回放。

●本地备份

数字硬盘录像机支持USB设备的备份，可将录像文件或录像资料的片断备份到

USB存储设备（U盘、USB硬盘、USBCDRW刻录）。

●通讯接口

支持TCP/IP协议（支持ARP、RARP、IP、TCP、PPP、PPPoE、DHCP、SNMP等等）；

可通过网络远程升级，实现远程维护；

RS-232接口和RS-485接口皆支持网络透明通道连接，PC管理主机可通过网络硬盘录像机的透明通道控制串行设备；

●网络协议及网络监控功能

•支持TCP/IP协议；

•支持PPPoE宽带拨号上网；

•支持窄带传输；

•网络实时预览：

支持TCP、UDP、RTP、组播传输；

•网络报警联动（报警信号上传）；

•通过网络设置参数、查看视频设备状态；

•通过网络控制云台和镜头；

•通过网络实时记录压缩码流；

•通过网络检索和下载硬盘上的文件；

•通过网络远程回放硬盘上的文件；

•通过网络远程升级，实现远程维护；