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智能变电站辅助监控系统站端设计

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商品信息

1系统需求

通过不断参与电网公司智能变电站项目,和用户进行深入交流,现有技术条件下,电科恒钛对智能变电站辅助系统综合监控平台的需求归纳如下:

a)   根据站内的监控需求,尽可能的实现点位覆盖,包括周界及出入口、室外设备场地、室内设备室等区域;

b)   变电站大门部署可视对讲门禁,刷卡后可控制伸缩门的开关,忘带卡的可通过呼叫中心进行远程视频身份核实,确定身份后由中心实现开关门;

c)   在变电站运行过程中,当设备进行操作或跳闸时,能够实现联动视频复核,条件允许的还可实现智能读表、设备状态分析;

d)   站内的视频监控设备及环境感知设备需符合国家电网标准中要求的协议;

e)   站内的视频监控设备与环境感知设备之间,能够按照用户的需求实现站端联动配置,即使出站网络故障也不会影响站内联动预案;

f)   在部分重点变电站,对于站内重点设备,需部署在线式红外热像仪,实现24小时温度监测,出现温度越限情况能够及时报警。

2 系统总体设计目标

变电站作为智能电网的核心环节,稳定运行的重要性不言而喻。为满足电力运维中心对变电站的多元化管理需求,需建立一套适应变电站安全生产的现代化智能变电站辅助系统综合监控平台。系统以现代信息技术为支撑,网络互联互通、信息资源共享、应用功能完备,主要实现以下目标:

a)   实现参数配置管理、权限管理、日志管理、数据管理和接口标准管理。

b)   实现在线监控数据管理,具备通过在线检测模块采集电力设备运行状态和参数、环境、安防、消防状态检测数据。

c)   实现变电站设备在线监测、环境温度、湿度、SF6气体浓度、臭氧浓度、含氧量、烟雾火灾、水位、粉尘、噪声、震动、防小动物等信息的采集和告警,电力环境调控机、风机、空调、除湿机、灯光等设备的控制管理等;

d)   通过视频监控以及安防入侵检测实现变电站安防状态检测;

e)   通过对配网变压器、中压开关柜、低压配电柜和电缆等设备的现在检测实现设备的状态在线检测以及局放、测温等检测。

f)   系统平台具备变电站设备在线检测数据浏览功能,包括,综合环境检测、安防状态检测、设备状态检测等在线检测数据的浏览功能,

g)   实现在线检测数据综合分析功能、设备实时状态分析评估功能,实现检测数据完整性、一致性、采集及时性的统计分析功能。

3 设计思路

从电科恒钛参与国家电网首批智能变电站项目至今,通过近几年对智能变电站项目的不断实践,对智能变电站辅助系统综合监控平台的设计及开发,我们遵循的技术路线如下:

在智能变电站辅助系统综合监控平台的方案设计和项目实施时,严格按照国家电网的《智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范》、《智能变电站辅助系统综合监控平台及接口规范》(报批稿)及《电网视频监控系统及接口》,采用符合标准的硬件产品和监控平台;

在变电站重要区域,部署高清摄像机,通过高清监控看清重要设备的细节部分,减少工作班的巡检压力,部分区域还需部署轨道摄像机;

在主控楼顶部署全景摄像机,对一次场地进行全景监控;

在变电站周界和重要设备区域,部署智能分析设备,变“被动监控”为“主动监控”,对仪表读数、刀闸状态、刀闸(开关)分合指示牌状态、控制柜指示状态进行识别,减少运维中心的监控压力;

在变电站制高点,部署红外热像仪,对变电站设备的温度状态进行实时监控并红外成像,通过温度提前发现设备故障;

智能接口设备需实现对辅助子系统(除视频)的统一接入管理,并通过DL/T860规约与变电站智能辅助监控平台通信,子系统间配置智能预案,一旦报警即可触发相关联动;

4 站端概述

站端系统主要由变电站智能辅助监控平台、视频监控系统、动环监控系统、网络设备、站端客户端等组成,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;

整个站端系统以变电站智能辅助监控平台为核心,实现信息汇聚、站端预案等功能。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。动环监控系统以智能接口设备为核心,可采集环境监测、安全警卫、消防报警、智能控制、门禁等子系统的信息。

HT500系列站端处理单元可通过4-20mAIORS-485接口接入开关柜、环网柜、变压器传感器或智能设备,温湿度等环境传感器,电缆无线测温设备,SF6O2传感器,H2S传感器以及O3传感器。对射/红外等安防设备、消防主机设备,一路门禁、8-24路灯光/空调以及风机的控制等功能。并可以通过扩展实现图像抓拍、SF6泄露报警、消防报警等功能。

HT500系列站端处理单元采用TCP/IP有线方式或者3G(4G)/CDMA/GPRS等无线方式和中心进行联网。

 

站端典型构架

5 系统功能

TIP3000智能变电站辅助系统综合监控平台以智能控制为核心,通过对 视频监控系统、安全防范系统、环境监控系统、智能门禁系统等辅助生产系统的的高度整合、优化,实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制,以满足电力系统安全生产的要求,同时可实现一些高级应用功能。

5.1 实时监控功能 

TIP3000智能变电站辅助系统综合监控平台实时监测变电站的全景运行状态,对变电站视频信息、安全警卫信息、运行环境信息及各种事件进行一体化综合展示,并可实现对设备的远程控制。

1)综合应用棒图、图表、表格、曲线、动画、图片、颜色等多种展示方式。

2)支持按不同方式(信息类型、工作场所、生产设备)查看监控信息,支持树形方式展开所选择的数据信息。

3)实时展示变电站各类环境信息,包括温度、湿度、SF6浓度、O2浓度、水位、水浸、火灾报警情况等。

4)实时展示安防设备的工作状态、告警状态,可远程手动、自动布/撤防,可远程手动、自动调整电子围栏的工作模式。

5)实时展示门的开、关状态及开门人员信息,可远程实现开门、关门、布/撤防。

6)可远程手动、自动控制风机、灯具、水泵的启、停,可远程手动、自动调整空调的工作模式,可自由设置设备的工作时间和启动条件,可实时查看设备的工作状态。

7)视频监控功能

支持多画面分割预览、画面电子放大及全屏显示。

支持任一画面的视频录像、图片抓拍、PTZ控制、预置点调用等操作。

支持任一画面的OSD叠加。包括时间信息、摄像机号码及位置、环境量信息等,字符位置、字体、大小可任意设置。

支持视频参数(亮度、对比度、饱和度、色调)动态调节。

支持直观的图形化录像计划配置,支持事件关联录像、手动录像、定时录像、移动侦测录像等。支持精确时间定位录像数据。

支持视频移动侦测、视频丢失检测、视频遮挡检测、视频输入异常检测及视频隐私遮挡。

具备远程视频巡检功能,可设置巡检路径、巡检规则。系统记录巡检时间、操作人员等信息,支持巡检暂停、结束、重新开始等操作。

支持视频回放。

视频智能分析。根据智能分析命令,启动摄像机预置点采集图像信息,在指定时间内进行数据分析并与模型进行比对。分分析结果可以是模型数据、图片或视频片段,并以网络方式上传。

5.2 实时告警功能

系统实时监测各类信息,并会产生实时告警。对于每一条告警信息均记录事件性质、事件对象、事件内容、发生时间、事件原因及其他一些描述信息。发生告警时,可配合电子地图显示或自动推出画面,并可发出声音报警提示,同时可设置远程短信息报警。系统具有告警信息自动过滤功能,可避免产生大量重复的信息。

5.3 历史数据查询功能

系统支持变电站视频信息、环境信息、设备状态、告警信息等各类数据的存储。所有的历史数据均可查询,可支持按照时间、设备对象等多种条件组合进行查询。

历史数据可以曲线的的形式展示。支持在同一个窗口上显示多条曲线,

曲线条数、曲线展示风格、报警阀值的上下限、曲线扫描周期等参数可设。告警信息以列表的形式展示,对于关联的录像和拍照事件可以直接查看录像和照片。历史数据支持以ExcelTXT文件格式进行导出备份,支持输出成报表,并可输出打印。

视频录像可支持直观的图形化界面对历史视频进行管理,支持按通道、时间、录像类型、存储位置等组合条件来检索数据。支持书签功能,支持录像文件的锁定和解锁。支持回放时拖动、快进、慢进、单帧播放、电子放大、回放抓图、片段剪辑及添加备注信息,支持鼠标拖动定位。支持多路同步播放。

5.4 系统联动功能

TIP3000智能变电站辅助系统综合监控平台支持各子系统的广泛联动。本系统采用事件驱动的方式实现设备间的相互联动,在任意一个事件发生时都可以引发其他设备的相应动作,任意设备之间的联动关系可以自由设置,系统同时提供提供典型的配置模板或配置策略。

TIP3000智能变电站辅助系统综合监控平台典型的联动功能有:

1)当入侵行为触发报警时(电子围栏告警、主动红外对射报警器告警),相关摄像机自动凝视侵入目标并启动录像功能,启动声光报警器,夜间自动打开室外灯具,同时监控界面自动推出报警窗口,并配合电子地图显示。

2)室内温湿度越限时,监控界面自动给出报警信息。并启动风机或空调进行调节。

3SF6发生泄漏时,自动启动风机,室内有人时同时启动声光报警器,同时监控界面自动推出报警窗口,并配合电子地图显示。

4)当有人进入GIS室操作室时,可自动启动风机。当进入主要的设备室时,系统可进行相应记录或相关操作。

5)在人员刷卡、门异常打开或正常打开、非法入侵、开门超时、假锁等情况下,相关录像机启动录像或拍照,光线不足时自动打开灯具。如果是非法刷卡,则启动声光报警器;正常刷卡时,门禁控制器打开房门,夜间同时打开房间灯具;人员离开房间后(出门按铃或红外双鉴探测器感知到信号),延时自动关闭灯光。

6)发生火灾报警时,联动火灾发生区域的摄像机进行录像,关闭空调、风机,自动打开所有门禁,并启动声光报警;同时可与自动消防系统联动,启动灭火设备。

7)当水池水位越限时,能自动启动给排水系统;当电缆沟积水或空调漏水时自动推出报警画面,并配合电子地图显示。

8)与SCADA系统进行联动。在操作开关、刀闸或发生事故跳闸时可以联动周围的多个摄像机,自动将摄像机对准到相关设备,实现多角度视频信息的实时监控,并对整个操作过程进行全程录像。操作后开关刀闸是否到位,可以由系统运用智能视频分析(IVS)技术,将操作结果返回SCADA系统,供操作人员参考。

9)照明控制系统的联动。照明控制系统与视频监视系统、火灾报警系统、安全防范系统等多个系统实现联动,实现了夜间和光线照度不够时提供足够的光线亮度。

10)系统支持短信息报警,用户可自由设置报警事件和信息内容。

5.5 电子地图功能

 

具有较强的电子地图功能,可以方便地导入各种图片。支持在图片上添加各种设备图元,支持设备图元与实际设备一一对应。在任一设备图元上均可实现相关信息的查看及设备控制,同时在电子地图上具有相应告警提示功能。