变电站智能辅助监控系统.doc

.-变电站智能辅助监控系统 摘要：介绍了一种变电站智能辅助监控系统，系统以智能控制为核心，对变电站关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制，并能将站端状态、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、防盗报警等监测信息传输至调度管理中心。该系统满足了变电站安全生产和安全警卫的需求，具有非常好的推广应用价值。 关键词：智能；监控；网络；变电站 传统的变电站安防智能化系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，以至于出现了一种监控“孤岛”现象，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性，而且增加了投资成本。尤其是现在变电站系统平常的生产过程大量采用无人值守或少人值守的模式。而对于变电站这样的场所来说，远程、实时、多维、自动的智能化综合安保系统是变电站安全运作必备的前提条件。 系统总体设计 根据智能化变电站实际应用需求，把变电站智能辅助控制系统分为三级中心、九大子系统。 三级中心 变电站智能辅助控制系统(以下简称“辅助系统”)为分层、分区的分布式结构，按变电站智能辅助控制省级监控中心、变电站智能辅助控制地区级监控中心、变电站智能辅助控制区域监控中心系统和变电站智能辅助控制站端系统四级构建，如图1所示。 变电站智能辅助控制系统从区域上分为三级中心，每级中心从技术上都分为主控中心、客户端和接口系统(预留)，用于扩充与其他系统之间的衔接，以及WEB浏览功能。主控中心：包含数据库和管理平台，实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等全部功能。客户端：在变电站和其他必要的地方电脑上安装客户端，根据权限的不同，操作员可以进行相应的监控、管理和操作。接口系统：系统通过采用IEC61850通信规约与综合自动化等系统的接口和联动。WEB浏览：系统另外提供浏览器的方式，供值班和相关人员实时监控每个变电站区域的环境状态、报警状态、人员进出状态等实时状态。 九大子系统 辅助控制系统必须把环境、视频、火灾消防、SF6、防盗报警、门禁等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制，不得分系统孤立显示和控制。站端设备能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。 辅助控制系统设置了系统内的动力环境监控子系统、视频监控子系统、消防子系统、空调及设备控制子系统、SF6监测报警子系统、防盗报警子系统、门禁子系统、智能图像监控子系统、WEB浏览子系统等九大子系统。各子系统之间可以进行联动，并预留与站内自动化系统进行联动的接口，能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据变电站现场需求，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动关闭空调、自动启动关闭风机、自动启动关闭排水系统等。 系统的网络结构 辅助系统的网络架构分为站端设备和软件系统两部分，可以作为一个独立的系统运行，也可以根据用户要求提供相应的协议进行接入。 变电站智能辅助控制系统可按行政区域划分，采用星形拓扑多级组网结构。如图2所示，在集控站一级建立变电站智能辅助控制系统分控中心，将多个变电站的视频和数据信息通过通讯网络上传到分控中心。多个分控中心本着负荷分担的原则，对所属各变电站信息进行分析处理，进行相应的显示、录像和控制，同时可以通过电力系统提供的通讯网络把数据上传到监控中心。监控中心根据需要选择观察前端变电站的信息，并为省级、地区级中心预留通讯接口，可以随时将信息上报，供统计分析之用。 变电站前端组网设备有以太网交换机、视频服务器或嵌入式硬盘录像视频服务器、门禁控制器、一体化数据采集器以及各种传感器。在门卫、围墙四周合理设置报警装置、在一些重要的设备区及场所设备摄像点，达到无盲区监控。前端视频信号是直接通过网络硬盘录像机接入，经数字化处理后，通过传输网络上传至监控中心。一体化数据采集器主要用于前端告警量的接入、采集，通过一体化采集器的透明串口与防盗报警系统、消防系统、空调控制系统以及门禁系统通讯，采集上述系统的状态、上传到监控中心以及进行相应的联动控制。 监控中心设备主要有：以太交换机、管理服务器、视频转发服务器、电视墙控制器、电视墙、发卡器、打印机等。中心通过以太网交换机接入前端采集数据，系统平台实现采集信号的处理分析：视频信号可进行录像及检索，如果接受到前端传感器发生报警信号，可对前端进行控制，包括控制云台转动到相应报警地点，控制灯光照明及拉响警笛。 视频转发服务器可对视频流进行分发，减轻客户端并发访问对服务器所造成的压力，并通过以太网络上传到上级浏览台，可供上级部门进行查询。上级部门可随时通过平台客户端调用当前视频图象。 子系统功能描述 联动配置子系统主要是设置各个子系统之间的相互联动关系，即某一事件发生后，哪些子系统的设备要执行相应的动作，减少事件的发生所造成的后果，或对事件的性质进行确认、判断。根据事件的性质以及与相关子系统之间的关联程度采取以下联动联动措施。 (1)消防联动：当站端一旦有警情发生，系统可以按照事先设置的联动关系联动声光报警输出，并发送报警信号给中心管理系统，联动相应的图像，予以确认，同时，可以根据需要自动或手动打开相应的门锁，关闭风机。 (2)门禁系统与监控系统联动功能：当人员刷卡、门异常打开或正常打开、非法入侵、开门超时、假锁等情况下，门禁控制器可以发出信号启动本地摄像机抓拍图像，然后图像监控设备实时地把图像传输至管理中心，管理中心可通过图像界面实时地监控变电站现场的实际情况，以便采取相应的应对措施。 (3)报警系统与视频系统联动：控制可以接人报警系统信号，可以实行撤、布防的操作，当有警情时，系统联动监控录像，并向中心报警。 (4)动环联动：系统可以和动力环境监控进行联动，当出现温湿度、漏水等报警，系统即可联动摄像机进行监控，并可以远程操作空调、风机、水泵以及照明等设备。 (5)声光联动配置：支持配置各类型告警点报警时声光警示。 (6)联动录像及查询功能：可以根据抓拍类型、记录类型、联动类型、触警条件、抓拍区域以及时间等各种条件，对抓拍录像进行查询。 智能图像监控及可视对讲系统是基于数字硬盘录象机硬件设备，并以网络视频集中监控系统管理软件为核心，执行强大的系统功能(见图3)。 视频监控采用高速智能球形摄像机对变电站周界环境以及设备进行监视，可实时监视变电站多路视频信息(1、4、9、16)，可对任意视频进行手动自动录像，对任一帧实时视频以JPEG、JPG或BMP的图片进行抓拍和存放。具有动态侦测报警、视频丢失报警、视频遮挡报警等功能，可以设置联动灯光、讯响等设备。具有触发自动调用预置位功能，实现故障、警情的联动确认。 智能图像监控的录像管理可实现站端系统的手动录像、定时录像、告警触发录像、画面异动检测录像等；具备集中存储功能，采用以秒为单位的视频流方式存储策略：显示、存储、检索各变电站所选摄像机的视频；变电站的历史视频和图片，可按告警事件、时间段、摄像机、存储位置等组合条件检索：可从站端系统上传任意一段历史录像：远程回放变电站的任一摄像机的历史视频(时间可选)、告警录像和本地录像；回放方式有逐帧、慢放、常速、快速、进度条拖放等方式：具备回放视频单帧抓拍和连续抓拍能力，并可对图片进行标注方便查找。具备对视频流、站端录像、控制信息、告警信息、语音对讲流等数据的转发：支持IP单播、转发组播等多种通信方式。实现各级控制中心和变电站的双向语音对讲：对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深可进行本地远程调整及控制：可设置和查询摄像机的预置位；可实现视频检测、边界告警(包括视频丢失、入侵检测等)等功能，并实现相应告警联动。 总结 智能辅助系统以“智能控制”为核心，对变电站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制，以网络通信(IEC61850协议)为核心，完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、门禁以及防盗报警等数据的采集和监控，并将监测信息远传到监控中心或调度中心。该系统不仅满足了电力系统安全生产的要求，同时也满足了变电站安全警卫的要求，具有非常好的推广应用价值。