智能辅控设计说明书.docx
《智能辅控设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能辅控设计说明书.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
智能辅控设计说明书
站端系统设计
1、站端系统概述
站端系统主要由LFS1000A智能辅助监控主机、视频监控系统、综合采集模块、环境采集系统、门禁控制系统、安防监控系统等组成，实现对变电站现场视音频及各种环境信息采集、处理、监控等功能。
整个站端系统以LFS1000A智能辅助监控主机为核心，实现信息汇聚、站端预案、协议转换等功能。
视频监控系统包括常规视频监控、智能视频监控、红外热成像监控。
音频系统包括监听、广播及语音对讲。
动环监控系统以环境数据处理单元为核心，可接入环境监测、安全警卫、消防报警、SF6泄漏报警、智能控制等子系统。
2、LFS1000A智能辅助监控主机
2.1设备介绍
随着智能变电站的推广，站端系统不仅仅是视频监控系统，还需要接入其他辅助系统，辅助系统的整合程度，是能否具备实用性的关键所在。
只有有效整合并实现辅助系统的综合监控，才能使整个系统发挥作用。
LFS1000A智能辅助监控主机中的LFS1000A智能辅助监控平台是鲁能智能自主研发的产品，研发阶段综合了国家电网视频及环境监控系统的现有规范、发展趋势。
LFS1000A智能辅助监控主机中的LFS1000A智能辅助监控平台，除了实现信息汇聚等站端平台功能外，还能承担主站系统的前置机功能，实现部分主站系统功能（如联动预案、协议转换等）。
站端平台能够按需配置软件功能模块，可广泛应用于国家电网新建、改造的智能变电站项目。
2.2主要功能
LFS1000A智能辅助监控主机中的LFS1000A智能辅助监控平台所起的作用至关重要，除了实现基本的视频设备管理、流媒体管理、辅助系统整合、站端预案部署外，还能实现协议转换、双机热备功能外。
1）子系统设备管理
LFS1000A智能辅助监控主机具有6个网口10个串口，预装winxp系统，用于管理和配置门禁子系统、视频系统等需要联机配置系统。
LFS1000A智能辅助监控主机预装LFS1000A智能辅助监控平台，用于管理各子系统之间的组态配置和联动配置
2）视频播放和管理
LFS1000A智能辅助监控主机相当于视频管理单元，实现视频播放、视频管理、视频回放等功能，满足平台实时预览、前端实时预览、前端存储的需求。
对于视频回放，需根据客户端的回放速率，来确定输出码流。
3）辅助系统整合
站端系统中存在着大量辅助系统，诸如安全警卫、消防报警、SF6泄漏报警、智能控制等系统。
国家电网技术规范中虽然定义DL/T860协议为辅助系统间的通信标准，但是由于DL/T860协议比较复杂设备厂家对该标准的支持并不理想，同时已有系统的接入改造也是问题。
现阶段的系统整合还是通过私有协议方式实现，LFS1000A智能辅助监控主机中的LFS1000A智能辅助监控平台具有良好的定制性，较短的开发周期也使其能更好接入其他系统。
4）站端预案部署
现阶段变电站辅助系统大多通过串口、以太网口反映现场情况，需要通过平台解析智能设备的协议，再启动处置预案。
虽然有很多措施确保前端与主站系统间的通信，但无法避免突发事件的发生。
LFS1000A智能辅助监控主机中的LFS1000A智能辅助监控平台独有的站端预案功能，把主站系统的部分功能前置，根据预案启动视频联动及系统联动，确保突发情况下系统的正常工作。
5）协议转换
LFS1000A智能辅助监控主机中的LFS1000A智能辅助监控平台内置协议转换模块，能够实现动环协议转换。
通过动环协议转换，能够把DL/T860协议解析成辅助系统私有协议，系统在整合其他辅助系统后，即可与变电站信息一体化平台实现信息互动。
3、视频监控系统
视频监控系统主要负责对全站主要电气设备、安装地点及周边环境进行全天候的常规视频监控，同时能与其它子系统进行报警联动，满足运行管理对安全、巡视的要求。
除了常规视频监控外，本方案还采用红外热成像监控、智能视频监控，以此提高系统的实用价值。
3.1监控点部署
变电站是输变电网的枢纽，安装有大量一次设备，还配套有二次设备、计算机设备、通信设备，任何设备都关系到变电站的安全运行，同时场地环境也影响着设备的运行状况。
不同电压等级的变电站，监控点数量也不同（由各地招标要求决定），如部署点位数量有限，需部署在重要区域：
●变电站大门：
监视进出变电站人员及车辆的情况，可配合门禁使用，用于刷卡人员或忘带卡人员的身份验证；
●变电站围墙：
对变电站周界进行防入侵监视，安防设备报警能联动视频；
●变电站全景：
全面了解变电站的现场情况，监视进出变电站、建筑物、设备场地的人员、车辆，监视设备场地的环境状况；
●主变场地：
监视主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等，监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态，监视该区域管母（或母排）外观状态以及和刀闸的接触状况；
●线路场地：
监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态，监视该区域管母（或母排）外观状态以及和刀闸的接触状况，监视该区域并联电抗、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态；
●高压室：
监视变电站内高压室（开关室、电容器室、所用变室、消弧线圈室）的运行状况、设备的外观状态；
●室内重要区域：
监视进出室内（主控室、继保室、通信室、蓄电池室）的人员情况及室内设备的外观状态。
3.2摄像机选型
前端摄像机的监控范围大小、视频采集质量将影响整个视频监控系统的质量，系统设计时应根据《智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范》并结合现场实际监控需求，选择合适的产品，保障视频监控的效果。
6）选型原则
我们选择摄像机时可参考以下原则：
●大门监控可采用模拟摄像机，防止云台转动导致错失目标，根据客户需求也可选用网络高清摄像机；
●围墙监控可采用变焦镜头的模拟一体机，也可采用网络高清摄像机，便于看清可疑目标；
●室外全景监控（主控楼顶）可采用模拟高速球机，实现大范围监控的需要，根据客户需求也可选用网络高清摄像机+云台；
●主变场地可采用模拟一体机+云台，如需对细节（油位、油温、管母和刀闸接触状况）进行监控，也可选用网络高清摄像机+云台；
●线路场地可采用模拟一体机+云台，如需对细节（断路器仪表、管母和刀闸接触状况）进行监控，也可选用网络高清摄像机+云台；
●高压室监控，可采用模拟高速球机，如需兼顾每个高压柜的运行状况，可采用模拟高速球机+云台轨道机；
●小范围的室内（通信室、蓄电池室）监控可采用模拟摄像机，如需看清仪表，可采用网络高清摄像机；
●大范围的室内（主控室、继保室）监控可采用模拟高速球机，根据客户需求也可选用网络高清全景摄像机，实现大范围监控的需要；
●模拟摄像机的清晰度应达到480线以上（国家电网技术规范要求），建议达到540线以上；
●网络标清图像分辨率达704*576，网络高清图像分辨率达720p以上；
●室外枪机需配置IP66等级室外护罩，室外球需达到IP66防护等级；
●网络摄像机除了网络口还需具备BNC接口，以便接入智能分析单元；
●部分距离较远（超过100米）、周围高压设备干扰较大的网络监控点，建议采用光纤网络摄像机或通过网络光端机实现光电转换。
7）全数字型
该清单将成为主流，适合新建及改造变电站。
序号
监控位置
部署摄像机类型
设备选型
1
大门
网络高清摄像机
室外高速球机
2
围墙
网络高清摄像机
室外高速球机
3
室外全景（主控楼顶）
网络高清摄像机+云台
室外高速球机
4
主变场地
网络高清摄像机+云台
室外高速球机
5
线路场地
网络高清摄像机+云台
室外高速球机
6
高压室
网络高速球机+云台轨道机
室内中速球机
7
室内（小范围）
网络高清摄像机
室内中速球机
8
室内（大范围）
网络高清全景摄像机
室内中速球机
8）模拟型
序号
监控位置
部署摄像机类型
设备选型
1
大门
模拟摄像机
室外高速球机
2
围墙
模拟一体机
室外高速球机
3
室外全景（主控楼顶）
模拟高速球机
室外高速球机
4
主变场地
模拟一体机+云台
室外高速球机
5
线路场地
模拟一体机+云台
室外高速球机
6
高压室
模拟高速球机
室内中速球机
7
室内（小范围）
模拟摄像机
室内中速球机
8
室内（大范围）
模拟高速球机
室内中速球机
9）混合型
综合了全数字型和模拟型，适合现阶段模拟向数字过渡阶段
10）订货型号
系统模式
选择型号
接入路数
模拟型
DS-8116HF-ST
16路模拟（2U）
DS-7216HW-SV/-AF
16路模拟（1U）
混合型
DS-9016HF-ST
最多32路网络+模拟
全数字型
DS-8632N-ST
最多32路网络
3.3监控点配套
11）支架安装
变电站摄像机应根据所需监控的范围、角度、场景以及现场条件来选择安装方法。
出于变电站安全因素及施工条件考虑，以支架安装为主。
支架安装应按以下原则：
●变电站内运行有大量高压电气设备，安装时首先应考虑与高压设备的安全距离；
●摄像机支架的选择必须满足荷重要求，同时具备防锈防腐功能。
●安装应牢固，不得歪斜，制作要美观；
●不具备条件可利用原有水泥杆配套U型抱箍安装摄像机。
12）云台轨道机
云台轨道机选择应按以下原则：
●轨道机采用耐高温、耐腐蚀材料，承载能力大；
●选用高性能直流电动机作为动力源，使用绝缘塑包钢丝缆绳传动，可调节轨道车速率；
●传动平稳，可靠，到达极限位置后自动停止；
●可安装辅助照明；
●主要解决了拖缆和观测死角等问题。
13）补光灯
对于采光条件比较差的场所，以及夜晚低照度环境下的监控需要，为了保障监控质量，需要在监控点配置补光灯，在监控现场环境及设备时开启周围的灯光。
灯光部署应按以下原则：
●现场灯光设备采用集中供电，各灯光设备独立电源；
●根据现场需求配备相应功率的灯光设备；
●采用节能环保LED灯；
●室外灯光设备符合IPX6防水标准；
●灯光设备合理选择安装位置，以防光源影响摄像机图像。
14）订货型号
系统模式
选择型号
接入路数
模拟型
DS-8116HF-ST
16路模拟（2U）
DS-7216HW-SV/-AF
16路模拟（1U）
混合型
DS-9016HF-ST
最多32路网络+模拟
全数字型
DS-8632N-ST
最多32路网络
3.4视频处理单元
常规视频监控系统主要为变电站运行管理提供基础技术支撑，各地网省公司可根据实际需求及资金情况，新建监控系统，并对原有系统进行改造升级。
视频处理单元主要用于前端摄像机的管理，在今后一段时间内将存在三种模式：
模拟型、混合型和全数字型。
●对于监控点部署完善、设备投运周期短的模拟型站端系统，可继续使用原有设备，采用模拟型模式；
●对于监控点部署完善、设备投运周期短的模拟型站端系统，可升级部分网络高清监控，采用混合型模式；
●对于监控点部署不足、设备投运周期短的模拟型站端系统，可增设部分网络高清监控，采用混合型模式；
●对于监控点部署完善、设备投运周期长的模拟型站端系统，可全部升级改造，采用全数字型模式；
●对于监控点部署不足、设备投运周期长的模拟型站端系统，可全部升级改造，采用全数字型模式。
15）订货型号
针对国家电网今后一段时间内并存的三种模式（模拟型、混合型和全数字型），我们在方案中将作出相应设计。
系统模式
选择型号
接入路数
模拟型
DS-8116HF-ST
16路模拟（2U）
DS-7216HW-SV/-AF
16路模拟（1U）
混合型
DS-9016HF-ST
最多32路网络+模拟
全数字型
DS-8632N-ST
最多32路网络
16）接入路数计算
混合型和全数字型视频处理单元最多支持32路网络接入，但是接入路数与摄像机的分辨率无关，主要视网络输入带宽而定，最大支持500W分辨率。
以DS-8632N-ST为例，最大输入带宽为80Mbps，而一般情况下摄像机所需带宽如下：
D1—2Mbps；720P—4Mbps；1080P—8Mbps。
17）需求容量计算
需要考虑前端监控路数、单路视频图像码流、录像时间、录像保存时间。
视频图像存储空间计算公式：
单个通道24小时存储的存储容量（GB）=【视频码流大小（Mb）×60秒×60分×24小时×存储天数/8】/1024。
以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间估算如下：
存储天数
视频规格
7天
15天
30天
1920*1080（HD1080P），8Mb码流（最佳图像效果）
591
1266
2532
1280*720（HD720P），4Mb码流（最佳图像效果）
296
633
1266
720*576（D1），2Mb码流
（最佳图像效果）
148
317
633
视频处理单元都具有8个硬盘位，每个接口支持容量最大4TB的硬盘，通常情况下将配置2TB/1TB硬盘。
4、音频系统
4.1扬声器（喇叭）
通过扬声器，平台及站端的工作人员可对现场进行广播、喊话，对操作检修时的违章行为进行及时制止，对非法入侵行为进行警告。
4.2对讲终端
对讲终端是一体化设备，由三部分组成：
拾音器、扩音器、呼叫按钮。
拾音器和扩音器通过BNC接口与视频处理单元的音频输入、输出口连接，呼叫按钮可接入视频处理单元的开关量接口。
当现场人员需要支持时，通过呼叫按钮可发起对讲请求，获得许可后实现双向对讲。
通过该设备，现场工作人员可与运维中心、站端主控室的值班人员及时沟通，尤其适用于运营商基站未覆盖的偏远变电站。
5、动环监控系统
5.1综合测控模块
环境监测、安全警卫、消防报警、SF6泄漏报警、智能控制等子系统部署在变电站内，但各系统独立运行，无法发挥系统功能，同时也给维护和管理带来了不便。
为了实现多系统的综合监控、集中管理，急需对各子系统进行集成。
18）设备介绍
综合测控模块是变电站综合监控系统的核心设备，实现环境信息、报警信息实时处理、传输、存储、控制等功能。
环境数据处理单元采用一体化设计，今后可以增加主机数量以支持更多的子系统接入。
公司自研LFM1101A综合测控模块是针对变电站特点量身设计的监控报警主机，它的出现解决了站端多系统集成的问题。
它可以通过开入量采集接口、开出量控制接口、4-20mA模拟量采集接口与各子系统连接，通过RS-485串口与LFS1000A智能辅控监控屏体对接。
19）主要功能
●采集变电站内的开关量信号，并上传LFS1000A智能辅助监控平台；
●接受站端LFS1000A智能辅助监控平台信号控制开关量输出；
●采集变电站内的模拟量信息，并上传LFS1000A智能辅助监控平台；
20）配置原则
根据变电站现场动环监测设备的接口数量进行配置，支持总线方式。
5.2、环境监测系统
应根据变电站的实际需求，配置温湿度传感器、无线温度传感器、风速传感器、空调控制器等环境监测设备，这些环境信息通过RS485接口直接上传LFS1000A智能辅助监控平台。
水浸传感器则通过LFM1101A综合测控模块上传LFS1000A智能辅助监控平台。
5.2.1温湿度传感器
一般情况下电气设备对环境的温湿度都有相应的要求，特别对于一些昂贵精密的设备更是如此。
电力行业中由于温度过高过低引起的元器件失效或环境湿度过高引起的漏电事故时有发生，所以需对温湿度进行实时采集和控制。
21）技术介绍
温湿度传感器，采用传感、变送一体化设计，采集温湿度数据，进行数据校正转换，转换成4-20mA电流环信号上传或者RS485总线信号上传，并能在现场LCD上显示。
22）主要功能
变电站内的温湿度传感器通过RS485接口连接至LFS1000A智能辅助监控平台，温湿度模拟量能实时上传平台，前端及运维中心能随时查阅设备运行场地的环境温湿度，并做出相应的处理（远程遥控空调）。
23）配置原则
●在主控室、继保室、通信室、蓄电池等室内需配备温湿度传感器；
●如果被测的房间太大，就应放置多个温湿度传感器；
●可通过LCD显示现场温湿度。
24）订货型号
系统模式
选择型号
备注
4-20mA输出
订货时说明输出方式
RS485总线输出
JWST-10
订货时说明输出方式
5.2.2无线温度传感器
在变电站内，隔离开关、高压开关柜触头以及电缆搭接头都是常见的故障点，在设备长期运行过程中，因触点温升加剧引发的事故数不胜数。
尤其是开关柜全封闭运行，内部空间狭小且并具有裸露高压，无法进行人工巡查测温。
因此加强对运行设备温升的监视，及时发现问题并处理是关键。
在高压设备上，由于有线方式无法解决高压绝缘问题，无线测温方式一经推出就获得了电力系统的认可。
25）技术介绍
无线温度传感器主要由无线测温单元和无线网关组成，无线测温单元实现温度采集、信号发射，无线网关实现信号接收、汇聚。
无线测温单元由感温层、温度传感器、无线发射模块，主要安装在易发热的电缆连接、变压器与开关的表面。
测温后，无线测温单元将温度数据通过无线方式传递给无线网关。
每个无线测温单元具有唯一的ID编号，实际安装使用时记录每个传感器的安装地点，并与编号一起录入综合辅助系统数据库中。
传感器每隔一定时间（可以事先设定）自动发射一次监测点的温度数据，发现温度异常立即报警，可不受发送周期限制。
无线温度传感器的特点：
●无线设备辐射小，发射功率低；
●安装方便，通信可靠；
●采用无线传输，实现无障碍通信；
●待机功率低，发射距离远；
●使用环境恶劣，测量区域电压等级高。
26）主要功能
变电站内的无线温度传感器通过RS-485接口连接至LFS1000A智能辅助监控平台，温度数据能实时上传平台，前端及运维中心能随时查阅设备触头的温度，一旦发现温度异常就及时处理。
27）配置原则
●在同个间隔的三相都需配置；
●在隔离开关触头、电缆搭接头触点需配置无线温度传感器；
●在高压开关柜的动静触头及柜内各接触点需配置无线温度传感器。
28）订货型号
系统模式
选择型号
备注
5.2.3风速传感器
变电站的很多设施（刀闸、高压母线等）都高于地面运行，当变电站现场持续风速超过变电站设计承受能力时，可能会造成安全隐患，所以需对风速进行实时检测，当风速超过警戒线时，能够立即启动紧急预案。
29）技术介绍
风速传感器顾名思义是测量空气流速的仪器，仪器内的转速传感器能把风速转换成4-20mA电流环信号或者RS485信号上传。
风速传感器在所有领域都能灵活运用，广泛应用于电力、钢铁、石化、节能等行业。
风速传感器种类很多，最常用的为风杯式，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。
整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。
30）主要功能
变电站内的风速传感器通过4-20mA接口连接至LFM1101A综合测控模块上送至LFS1000A智能辅控平台，或者RS485信号上送至LFS1000A智能辅控平台。
能把现场风速实时上传平台，前端及运维中心能随时查阅设备运行场地的风速，并做出相应的处理。
31）配置原则
风速传感器一般安装于变电站主控楼顶，没有特殊要求，一个站点一个即可。
32）订货型号
系统模式
选择型号
备注
RS485信号上传
LVFSZ-31（DC24V）
武汉新绿源
4~20ma信号上传
KLFS-50B
北京昆仑海岸
5.2.4空调控制器
空调控制器具有自学习功能，能够适用于所有带遥控功能的空调。
空调控制器利用学习到的红外遥控器码值远程控制空调开关、运行模式等各种运行状态，并对空调设备的温度参数进行调节。
33）技术介绍
智能空调遥控器是通过RS485接受远程LFS1000A智能辅控平台控制空调开关机和温度设置。
通过两个红外头可以控制两台空调。
这样监控主机可以通过485命令控制现场空调的开关、调节温度等。
34）主要功能
设备具备本地学习的功能，满足现场碰到中心数据库未录入的空调型号的控制。
设备通过RS485上送至LFS1000A智能辅控平台，同时通过RS485方式接受LFS1000A智能辅控平台下发的控制命令，并做出相应的处理。
设备具有两个红外收发接头，可以同时控制两台空调，可以为不同型号空调。
35）配置原则
空调控制器一般安装于距离空调1.5m以内（红外接收线1.5m）。
由于变电站内空调隔离比较远，建议一个设备控制一台空调。
36）订货型号
系统模式
选择型号
备注
RS485信号上传
CHD301ES
深圳纽贝尔
5.2.5水浸传感器
当连续降雨或排水不畅时，室外的电缆沟内会产生积水，当积水淹没沟内电缆时会造成安全隐患，电缆长期浸泡在水中时，如果没有很好的防水结构，电缆很容易产生绝缘的水树枝老化，从而造成绝缘的破坏，将会大大缩短电缆的寿命，严重的还会造成短路跳闸。
所以我们需实时了解电缆沟的积水情况，以便及时使用抽水泵排水。
所谓“水树枝”，指塑料电缆绝缘在电场和水的作用下，由杂质、气泡及隆凸不平处引发其内部绝缘材料降解而产生树枝状放电通道。
水树枝会随着时间的发展继续生长，最终导致绝缘击穿，成为电缆早期损坏的重要原因。
37）技术介绍
水浸传感器根据探测电极浸水后阻抗发生变化，通过专用集成芯片对水浸输入信号进行信号放大、整形、比较，将电极电导的变化转换成标准电压信号，推动继电器输出开关量信号，指示探头所在位置是否有水。
在没有水浸入时，电极之间的电导为零，当有水接触电极时，电导变大。
变电站内需对电缆沟内的水位进行实时检测，当水位超过警戒线时，能够通过开关量报警。
38）主要功能
电缆沟内的水浸传感器通过开关量输出报警信号给环境数据处理单元，环境数据处理单元根据预置规则启动抽水泵排水，同时把现场积水情况及时上传平台，使前端及运维中心知情。
39）配置原则
●一般考虑在电缆沟每隔80米左右布置一个探头，同时分别选择一个不同电压等级的端子箱布置一个探头；
●传感器应安装在感应点上方较高位置，以确保其不被水淹没，安装时先安装底座；
●如果用户要多点检测，一组导线上可带4~5个探头，也可以接多组分导线，每组导线带1个探头或多个探头。
40）订货型号
系统模式
选择型号
备注
继电器开入信号上传
JS-DP-1/2（DC24V）
北京昆仑海岸
6、安全警卫系统
由于不少的无人值守变电站都建在郊外和一些较偏僻的地方，变电站内的设备非常昂贵，并且变电设施带有交流高压，如遇不法分子盗窃或破坏，将造成严重的经济损失以及造成人员伤亡。
为此变电站的安防防护非常重要，为彻底消除这种现象，避免财产遭破坏，需要进行隔离阻拦，以免造成人身意外伤害。
安全警卫设备主要由电子围栏、红外对射、振动探测器、红外双鉴等设备组成。
各探测器通过报警线缆直接与环境数据处理单元连接，当发生报警时，报警信息能够及时上传给环境数据处理单元，并且能联动相关设备，如启动照明灯光、声光报警器等。
6.1电子围栏
红外对射只能对入侵事件进行报警，无法对不法份子进行有效的防御，电子围栏的出现为周界防范提供了强力保障。
41）技术介绍
电子围栏采用了先进的“阻挡为主，辅助报警”的周界安防理念，集“威慑、阻挡、报警、安全”于一
升级会员 