变电站远程图像监控系统解决方案.pdf
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1、 基于翔视 DT1000 网络视频服务器的 基于翔视 DT1000 网络视频服务器的 电力变电站远程图像监控系统解决方案 电力变电站远程图像监控系统解决方案 广广 州州 德德 特特 信信 息息 技技 术术 有有 限限 公公 司司 电力变电站远程图像监控系统解决方案 目目 录录 一、综述一、综述.4 二、系统设计依据及参考标准规范二、系统设计依据及参考标准规范.6 21 系统设计依据及原则.6 22 系统设计标准及规范.7 三、系统网络结构三、系统网络结构.8 四、系统组成及各部分配置要求四、系统组成及各部分配置要求.10 4.1 电力变电站远程图像监控系统的组成.10 42 变电站监控前端部分
2、.12 421 网络视频服务器.12 422 外围监控设备.14 43 远程监控中心.16 431 远程监控中心网络接口.16 432 系统服务器.17 433 值班员工作站.17 434 翔视网络视频集中监控系统管理软件.18 435 其它设备.18 五、系统总体功能、性能指标和特点五、系统总体功能、性能指标和特点.19 51 系统总体功能.19 511 实时图像监视.19 512 语音功能.20 513 本地及远程控制.20 514 录像功能.21 515 报警功能.22 广州德特信息技术有限公司-第 2 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 516 系统管理功能.23 52 系统的性能
3、指标及主要参数.26 521 视频特性.26 522 音频特性.26 523 系统性能.26 524 系统响应时间.27 525 控制接口.27 526 环境要求.27 53 系统特点.28 531 优秀的图像品质.28 532 低带宽占用.28 533 低延时性.28 534 无限制位点远程实时监控录像.29 535 系统结构灵活.29 536 可扩容性强.29 537 易操作性.29 538 自主开发.30 广州德特信息技术有限公司-第 3 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 一、综述一、综述 随着无人值守变电站管理模式的推广,变电站巡检制度的建立,在巡检中心、集控中心(集控站)等相关
4、部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理,可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性,并可逐步实现电网的可视化监控和调度,使电网调控运行更为安全、可靠。由于计算机网络、多媒体技术和数字技术的发展,使得监控系统在监视空间上有了很大提升余地,可实现远距离、大范围的监控。电力系统的远程图像监控系统最基本的目的是将变电站的实时图像信息传输到巡检、集控中心等相关部门,为电力安全生产提供服务。因此,在电力系统,这种监控系统也被称为“遥视系统遥视系统”。翔视 DT1000 系列网络视频服务器翔视 DT1000 系列网络视频服务器是广州德特信息技术有限公司自主研发生
5、产的,以数字压缩及网络传输技术为核心,采用目前最先进的视频数字化技术(MPEG-4),符合工业标准并适应中国客户需求的 IP 网络视频监控产品。该产品能够充分满足客户对远程视频监控方面的需求,在技术性能上体现了目前视频监控领域中数字化和网络化两大趋势,具有高可靠性、高集成度的鲜明特点,可广泛应用于诸如对电力无人驻守变电站、电信机房、银行、道路交通、学校、海关、连锁营业场所的远程视频监控以及本地局域网络方式下的监控。翔视DT1000系列网络视频服务器于2003年4月通过公安部安全广州德特信息技术有限公司-第 4 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 防范报警系统产品质量监督检验测试中心检验(公
6、沪检:031367),翔视网络视频集中监控系统管理软件获广东省信息产业厅颁发的软件产品登记证书(粤 DGY-2002-0578)。针对电力行业远程图像监控系统的特点,根据本公司翔视DT1000系列网络视频服务器在电力行业工程应用实施的经验,参考广东省广电集团公司就电力远程图像监控系统应用制订的 广电集团电力远程图像监控系统技术标准,特提出基于翔视 DT1000 网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统解决方案。本方案系统针对变电站内的如下目标实施实时监控:?实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听;?监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观运行状态;?监视变电站内 CT、PT、电缆接
7、头和绝缘子等高压设备的外观状态;?监视变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态;?监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态;?监视变电站内主要室内环境(主控室、高压室、电容器室、独立通信室、电缆层等)的情况;?实现变电站站内关键部位防火、防盗自动监视,可进行周边报警联动;广州德特信息技术有限公司-第 5 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 二、系统设计依据及参考标准规范二、系统设计依据及参考标准规范 21 系统设计依据及原则 21 系统设计依据及原则 主要依据电力行业对电力远程监控系统的需求,以及本产品在电力系统多次应用过程中实际经验,电力远程监控系统招标文件技术部分中所提出的整体建设目标
8、、系统功能、技术性能指标等,在设计时着重参考工业电视系统工程设计规范、MPEG4 视音频编解码标准-视听对象的编码(6 部分)、100BASE-TX 快速以太网接口标准、广电集团电力远程图像监控系统技术标准等标准。本解决方案以满足实际应用为出发点,在视频传输方面尽量利用电力现有的通讯网络以求最大程度降低系统造价。系统设计原则如下:?系统稳定性、可靠性 所选硬件均选用先进、成熟、可靠的产品,且具备良好的运行业绩。?系统先进性 采用目前最先进的软硬件组合,使系统兼容性、升级、扩展更容易,并采取模块结构维护简单化。?系统易操作性和实时性 所有操作均采用 WINDOWS 标准窗口操作,并使信号实时上传
9、,真正做到实时性。?免维护性 广州德特信息技术有限公司-第 6 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 通过模块化、层次化的设计可基本实现系统的免维护。?可扩容性 可根据需要方便地进行网络逐级汇接,增减各类站级前端设备等。22 系统设计标准及规范 22 系统设计标准及规范?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?GB12663-90 防盗报警控制器通用技术条件?GB 4798.4-90 电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用?GB 2423.10-89 电工电子产品基本环境
10、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/T 14429-93 远动设备及系统-术语?GB/T 13926.n-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 广州德特信息技术有限公司-第 7 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案?ITU-T H
11、.323 网络电视电话系统和终端设备标准?CCITT G.703 脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数标准?YD 610-93 PCM 基群信令接口设备技术要求和测试方法?ISO/IEC14496-2 MPEG4 视音频编解码标准-视听对象的编码?ITU H.263 视音频编解码标准?DL 476-92 电力系统实时数据通信应用层协议?IEC60870-5-101 基本远动任务配套标准?IEC60870-5-103 继电保护设备信息接口配套标准?IEC60870-5-104 远动网络传输规约?IEEE802.3 10BASE-T 以太网接口标准?IEEE802.3U 100BASE-TX 快速
12、以太网接口标准?QB/001-123.01.2002广电集团电力远程图像监控系统技术标 准 三、系统网络结构三、系统网络结构 基于翔视 DT1000 网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统,对于纳入遥视监控范围的变电站的数量没有限制,主要视其应用环境的网络状况,因此基本上系统规模可根据电网区域范围大小和变电站数量自由组合定义。同时系统可按多级组网的方式,形成大规模的监控网络。根据电力行业的应用特点及管理模式,其电力变电站远程图像监广州德特信息技术有限公司-第 8 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 控系统基本上分为主控中心、区域监控中心和站端系统主控中心、区域监控中心和站端系统的三级网
13、络结构方式。系统在各变电站站端装备一台或多台翔视 DT1000 网络视频服务器(具体数量视变电站内配置的监控摄像机数量)执行视频处理单元 RVU 功能,完成对视音频信号的数字化及编码压缩处理,将其和报警等数据信息一起打包成 IP 数据包在 IP 网络上传输;各集控中心(包括巡检中心)设区域监控中心,利用中心与变电站之间的10/100Mb/s(10/100BASE)光/电接口通道或 2Mb/s(G.703)电路通道,接收各变电站站端网络视频服务器上传的视音频、报警信息,同时通过“翔视网络视频集中监控系统管理软件”进行远程实时监控;在条件成熟的前提下可在调度中心设立主控中心。系统的分级拓扑简图如图
14、一所示。此外,可将监控网络单独划为一个 VLAN 子网,只通过 FE 或 GE与中心交换机或路由器建立连接,这样,变电站内的设备运行信息可直接进入电力单位的 MIS 网络,即将图像、语音、报警信息送到 MIS系统,使得 MIS 上的被赋予权限的工作台式电脑都可获得图像、报警等信息而无需额外建设投资。广州德特信息技术有限公司-第 9 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 IPIP 网络网络主控中心主控中心(调度中心)(调度中心)-SC 区域监控中心 1区域监控中心 1(集控中(集控中心心)-SSSS变电站图像 变电站图像 监控系统监控系统 1 1-SUSU 变电站图像 变电站图像 监控系统监控
15、系统 M M-SUSU变电站图像 变电站图像 监控系统监控系统 1 1-SUSU变电站图像 变电站图像 监控系统监控系统 M M-SUSU区域监控中心 N区域监控中心 N(集控中(集控中心心)-SSSSIPIP 网络网络IP 网络IP 网络 图一图一 电力远程图像监控系统分级拓扑简图电力远程图像监控系统分级拓扑简图 四、系统组成及各部分配置要求四、系统组成及各部分配置要求 4.1 电力变电站远程图像监控系统的组成 4.1 电力变电站远程图像监控系统的组成 如前所述,根据电力行业的应用特点及管理模式,其电力变电站远程图像监控系统由主控中心(调度中心)、区域监控(巡检)中心和前端变电站站端部分(监
16、控前端)以及传输网络设备构成。其中,主控中心和区域监控中心的功能基本一致,主要包括监控广州德特信息技术有限公司-第 10 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 管理服务器、中心值班员工作站、录像资料存储设备以及翔视远程视频集中监控管理系统应用软件。变电站监控前端部分包括摄像机及配件、语音设备、网络视频服务器(视频处理单元 RVU)、矩阵控制器(可选)、告警处理单元等。视频、音频、告警信息,由网络视频服务器压缩编码后,通过通信网络,上传到监控中心,完成实时监控,掌握站内设备运行情况。监控中心可实施对变电站监控设备的管理、告警信息的查询、图像浏览和控制等功能。考虑到电力系统建设的阶段性特点,基于
17、翔视 DT1000 网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统具备良好的可扩展性。各功能部分采用模块化结构,非常易于扩容、组网方便、配置灵活,并具有良好的用户接口。?在系统加入新的变电站时,只须建立站端监控前端系统并建立和监控中心的连接即可;?系统各项功能和运行状态不受扩建影响;?系统具备多级组网能力以组建全省的监控网络。其基本三级组网结构图如图二所示:广州德特信息技术有限公司-第 11 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 图二图二 电力远程图像监控系统结构及组网示意图 电力远程图像监控系统结构及组网示意图 4242 变电站监控前端部分变电站监控前端部分 变电站监控前端部分设备安装在变电站
18、现场,完成变电站现场各种信息采集、处理、上传,主要可分为网络视频服务器(视频处理单元 RVU)和外围监控设备两大部分。设备应符合变电站自动化设备设计要求及有关标准,各部分的配置和要求如下:421 网络视频服务器 421 网络视频服务器 广州德特信息技术有限公司-第 12 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 网络视频服务器是电力变电站远程图像监控系统中的核心设备,执行电力有关标准规范中所谓的站端视频处理单元的功能,主要包括:?采集变电站各监控对象的视频图像和背景声音,经过压缩编码后上传到监控中心;?在需要时,通过现场网络连接解码器,根据本地或监控中心操作发出来的命令控制视频切换、控制镜头聚焦
19、、近景/远景、光圈调节,控制云台上下、左右和自动巡视动作;?根据告警处理单元、报警探测器采集到的各种状态信息和报警信息,实现警视联动录像功能,自动启动告警照明灯、警铃等受控设备,自动以字幕、声光提示报警加以说明;?与变电站相关自动化系统(即综合自动化系统或 RTU、门禁系统等)互联互动,根据预先设定信息实现和所连接的自动化系统之间的联动;需要特别指出的是,由于翔视网络视频服务器的独特性能和强大功能,在变电站站端和监控中心之间网络带宽允许的情况下,它可以将变电站站端所有监控对象的视频图像实时上传到监控中心并同时显示可以将变电站站端所有监控对象的视频图像实时上传到监控中心并同时显示。而采用工控机加
20、视频压缩卡或采用数字硬盘录像机执行站端视频处理单元功能的电力变电站远程图像监控系统模式,由于其自身架构原因,就无法实现这一功能。出于变通考虑,通常在摄像机和监控站端视频处理单元之间接入矩阵控制器(如十六路入四路出),减少广州德特信息技术有限公司-第 13 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 输入到站端视频处理单元的视频路数,达到准实时监控的目的。422 外围监控设备 422 外围监控设备 由于各变电站规模、电压等级、变电站形式(室内、室外)的不同,外围监控设备的类型、构成和组织结构,尤其是摄像点的布置和摄像机的类型数量差异较大,总体上以满足图像监控基本目标和要求为原则进行配置。1、监控摄像
21、机及配件 1、监控摄像机及配件 按照广电集团电力远程图像监控系统技术标准参考摄像机配置如下:110kV 变电站图像监控系统摄像机配置(供参考)110kV 变电站图像监控系统摄像机配置(供参考)名 称 单位 数量 一体化球形彩色摄像机(2 台室外,2 台室内)套 4 带云台摄像机 套 2 固定摄像机 套 6 220kV 变电站图像监控系统摄像机配置(供参考)220kV 变电站图像监控系统摄像机配置(供参考)名 称 单位 数量 一体化球形彩色摄像机(6 台室外,2 台室内)套 8 带云台摄像机 套 2 固定摄像机 套 6 应用于变电站监控的摄像机类型有一体化球形摄像机、彩色摄像机、黑白摄像机等,加
22、上配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等,一般要求指标如下:?一体化球形摄像机,可预设 64 个以上位置,视频输出广州德特信息技术有限公司-第 14 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 VBS1.0Vp-p/75 欧,20 倍光学焦距,8 倍数字焦距,清晰度 480线,逆光补偿功能,自动/手动聚焦,遥摄全景旋转(360 度连续),倾斜旋转-590,环境温度:-10+50,最小照度 1LUX,RS485/232 接口,功耗50w,信噪比40db。?彩色摄像机,光灵敏度值470 线。?黑白摄像机,光灵敏度值400线,背光补偿功能。?云台、防护罩、支架,室内型云台、防护罩、支架要求具备防锈防腐功
23、能;室外型云台、防护罩、支架应具备防雨、防尘、防锈、防腐能力,对高低温环境条件特别恶劣的摄像点,应采用具备高低温防护能力和雨刮器的防护罩以保护摄像设备。?云镜解码器,具备 RS485/232 接口,通过网络线和网络视频服务器透明通道相连接,直接受控于网络视频服务器(视频处理单元RVU),按预定程序或监控中心工作人员的操作指令,执行对云台和镜头等控制对象的控制。2、报警探测器和告警处理单元 2、报警探测器和告警处理单元 报警探测器包括烟感探头、温湿度感应探头、微波双鉴探头、红外线光束对射探头等,用于监测变电站设备和环境的异动情况。所有报警探测器的告警限值可以通过软件设定。报警探测器采集的干节点告
24、警状态最先经过告警处理单元的处理,并完成一些逻辑关系,以数据的形式通过 RS232/485 串口上传到网络视频服务器并最终到达监控中心。在监控中心,监控管理系统软件根据事先的设定程序,执行一系列关联操作,如对指定监控点图像广州德特信息技术有限公司-第 15 页 电力变电站远程图像监控系统解决方案 进行录像,通过网络视频服务器启动变电站相关位点照明、控制一体化球形摄像机到相关预置位点等等。此外,变电站综合自动化系统也可以和变电站远程图像监控系统建立链接,将有关告警数据发送到监控中心,并由监控中心执行如上所述的处理程序。3、其它设备 3、其它设备 变电站监控前端可根据系统需要,配备变电站专用标准机
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