湖北KV变电站设计方案

1、变电站遥视警戒系统设计方案目录第一部分、设计要求一、概述二、参考标准三、系统功能设计要求第二部分、系统组成一、基本组成与结构二、主要设备介绍三、典型应用四、系统功能五、系统选用设备列表第一部分 设计要求一、概述随着电力工业的不断发展，电力网络规模在不断扩大，设备日益更新，网络 结构也日趋复杂。通过近几年的电力网络改造，目前全国电力通信网的传输网已 基本形成以数字微波、光纤干线为主网架，电力线载波并存的混合型网。电力通信已不仅仅为电力调度、自动化、防汛指挥服务，同时还为生产管理、基建、办 公自动化提供有利支持，尤其为一些新维护手段的采用提供了物质上的保障。电 力通信系统已成为电力生产指挥和管理的

2、重要支柱。随着电力部门网络的全面改造，各变电站/所均实现无人值守，以提高生产效 益。在电力调度通讯中心建立监控中心，能够对各变电站 /所的有关数据、环境 参量、图像进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况,并及时对发生的情况做出反应，适应现代社会的发展需要，已经提到了 电力部门的发展议事日程。目前，各局都设立了运行管理值班室及调度部门，虽有对各专业的运行归口协调职能，但不能及时掌握运行状况和指挥处理运行障 碍。现在对运行监视通常由各专业运行部门采用打电话来了解和判断处理故障。 各种运行管理联系是松散的，再依靠原始的人工方式已不能满足通信网的发展需 要.要跟上网络发展步

3、伐，必须在健全和完善电力网络的同时建立电力视频警戒 系统.在网络监控时，系统音视频数据和监控数据由前端的设备/处理机采集编码，并将编码后的数据通过TCP/IP网络传输到网络可以到达的客户端.网络客户 端接收编码后的音视频数据和监控数据，并进行监控，存储、管理视频警戒系统应为实现变电站/所的无人值守，从而为推动电力网的管理逐步向自动化、综 合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。二、参考标准本设计方案执行以下技术标准：GBJ3336-1983变电站设备自动化装置通用技术条件GBJ116-88工业电视系统工程设计规范GB/T13730-92地区电网数据采集与监控系统通用技术条件GB/T16

4、435-1996远动设备终端通用技术条件GB50229- 93火力发电厂与变电所设计放火规范湖北省公共安全技术规范管理规定 中华人民共和国安全行业管理规范 软件工程国家标准中国电气安装工程施工及验收规范工业电视系统工程设计规范(11) 民用闭路电视系统工程技术规范(12) 电力通信网检测系统技术规范(13) 社会公共场所安全防范工种设计规范(14) 公安部安全防范系统设计施工总则(15) 公安部、公安厅技防办有关文件规定三、系统功能设计要求本系统为对变电站进行多媒体、数字化、网络化的全面监控及安防系统。由于变电站采用无人值守方式，对系统技术和可靠性均有较高要求， 应能替代值班 人员对变电站进行

5、全面监控，创建一个高效安全的运行环境.1、系统组织结构和传输要求本系统采用星形拓扑的三级网络结构，如图所示：如上图所示，在无人值守的厂站一级建立视频和环境监控体系，将多个厂站的视频和数据信息通过电力系统提供的通讯网络上传到地凋的分控中心，多个分控中心本着复合分担的原则，对所属各厂站信息进行分析处理，进行相应的显示、 录像和控制，同时上传到主控中心，主控中心根据需要有选择的观察前端厂站的 信息，并为省一级的控制中心预留通讯接口 ，可以随时将信息上报，供统计分析 之用.从厂站到分控中心，系统应适应以下通讯接口 ，根据传输通道的不同选择相 应设备组网： LAN E1 DDN ISDN-PSTN载波或

6、微波数字通信接口扩频以上以E1（2M）为主要传输方式，但系统必须具备低速码率图象接入能力， 如能在普通电话接口上具备510帧/秒的图象接入能力。从分控中心到主控中心，系统应适应以下通讯接口，根据传输通道的不同选 择相应设备组网： LAN E12、变电站监控要求对于每一个变电站，应完成如下监控功能：2。1视频监控在主变室、各级屋外配电装置、主控室等重要设备应采用可变方向及距 离的图象监控设备。在变电站前区和大门可配置固定方向及距离的图象监控设备在专用通信值班室、独立所用电室、独立装有感烟探头的蓄电池室、大 型枢纽站专用通信蓄电池室、层高1。8M并装有感烟探头的电缆夹层， 应根据需要选配图象监控设

7、备。对于室内变电站应考虑摄像设备的防尘、散热条件。对于室外变电站应考虑摄像设备对各种环境和气候变化的适应，（加温降温、防雨除霜、通风防尘以及雨刷等功能，并应有远动功能）对于在低照度条件下工作的摄像设备， 应保证其照度指标不少于O.ILux 囲亠百图一局域网传输方式子站组网结构下图为以太网传输方式下监控中心的基本组成监控来统的组庞（监控中壮）图二局域网传输方式主站组网结构2、2M传输方式（中心IE浏览）：2M传输方式（中心IE浏览）要求各变电站（所）的光纤设备提供 2M接口， 以便于变电站（所）的图像、声音及数据经监控主机通过 （以太一一2M网桥）上 传至监控中心；监控中心通过（以太 2M网桥）

8、将各变电站（所）的上传的图 像、声音及数据汇集到中心网络交换器上与局域网上其他机器连接， 供其浏览处 理。下图为2M传输方式（中心IE浏览）下变电所（站）的基本组成监控系统的组成喪电所册）IA30制图三 2M 传输方式（中心IE浏览）子站组网结构下图为2M传输方式（中心IE浏览）下监控中心的基本组成。监拎系线的如成（咔中心）图四 2M 传输方式（中心IE浏览）主站组网结构3、2M传输方式（中心图像模拟显示）:2M传输方式（中心图像模拟显示）要求各变电站（所）的光纤设备提供2M接 口，以便于变电站（所）的图像、及数据经我公司自研的图像编码器上传至监控 中心；监控中心经图像解码器将各变电站 （所）

9、的图像、及数据汇集以便集中管 理。按此种方式图像传输到中心为模拟图像，一般在监控中心可以以监视器、 电视墙等方式显示图像；也可以将图像做数字化编码后接入系统的数字图像处理系 统。下图为2M传输方式（中心图像模拟显示）下变电所（站）的基本组成。监拎系统的如威（烹也所 站）咼图七 2M 传输方式（中心图像模拟显示）子站组网结构下图为2M传输方式（中心图像模拟显示）下监控中心的基本组成。wnniiC-K 一煎歸:fe更kH站W115控系统的俎成牡控中巧）Ttcr it)m-T打印札屯 規 墙V534711AVJ13DC栩事耶怖I話图八 2M传输方式（中心图像模拟显示）主站组网结构以上几种传输方式的性

10、能比较如下表:传输方式图像质量实时性扩展性发展趋势图像显示方式性价比以太网很好很好很好主流数字高2M （中心IE浏览）好好好主流数字高2M（中心图像模拟）一般一般一般非主流模拟一般、主要设备1传输设备主要功能：实现E1和以太网接口之间的数据转换，在标准 E1信道上构筑 TCP/IP网络，可使用2M或其中若干个时隙构筑,是取代路由器的廉价方案标准 G703和 10BASE-T接 口2、监控主机基本功能：数据采集控制功能监控主机应能够同时采集若干路图像，进行数字化编码压缩。压缩可以 选用MJPEG/MPEG1/MPEG4/H26国际标准算法。压缩的图像数据通过 TCP/IP网络向客户分发。闭环控制

11、功能多点同时触发联动多点同时录像功能技术发展趋势：新一代视频监控主机采用高性能中央处理器，结构小巧的32位硬件平台，运行嵌入式实时操作系统，区别于普通计算机或视频监控主机，其可靠性大幅度 提高，可以长时间稳定运行于变电站，实时准确的将数据和图象信息传送到监控 中心。3、视频采集设备室内彩色一体化摄象机产品型号：FCB-EX480P（SON一体化摄象机）摄像器件：1/4 ” ITCCD752（ H） X 582 （V）镜头： 18 倍变焦f=4.173。8mm水平视场角：约48度（近端），约2。7度（远端）最短摄像距离：10mm（近端）,800mm（远端）最低照度：0。1Lux（F104，60S

12、） 01Lux（ F104，1/4S）逆光补偿：开/关白平衡： 自动/室外/室内/单键/手动 增益： 自动/手动（-318, 8等级）信噪比：大约50dB工作温湿度：0+50C /2080% 电源电压：AC220V/DC12V 外形尺寸：118 x 60 x 63mm室外彩色球形摄象机产品型号：SN-680PH扫描面积：1/4CCD线焦距： F=4-48mm光圈、焦距：自动背光补偿：自动白平衡、增益控制：自动信噪比:大于48db最低照度：2。5Lux环境条件：-40+60C水平回转角度:360。（连续高速）水平转速：0。8 240垂直俯仰角度:90 预置点：64点风扇、加热器：自动安装：嵌入式

13、外罩，室外用外罩，烟雾式半球罩等供选配 摄像辅助设备：云台：规格：PIH302水平速度：5度/秒 范围360度垂直速度：3度/秒 范围+/-90度工作方式：水平持续旋转，垂直持续旋转机体结构：压铸铝电源：AC24V/220V 250mA位置控制：可调微动开关工作环境：室内工作温度:-25 C +60C外形尺寸：115X 184mm重量： 1。9公斤云台镜头解码器主要功能：控制一路云台上下左右、一路三可变镜头、一路室外防护罩雨刷与加热器：RS232/485接口多路视频切换器主要功能：对多路视频源进行切换、扫描，64路视频输入、32路输出、路 RS232/485接口4、环境米集设备门磁传感器RS2

14、00当无人值守站房门被打开时，发出告警信息门磁告警准确率大于99%门磁告警响应时间小于5秒温湿度传感器监控系统能准确地监测出站房的温度、湿度温度测量范围：050r 精度：土 2%湿度测量范围：5% 595% 精度：土 1% 15%红外对射传感器当无人值守站房发生以外入侵时，发出红外告警信息红外告警准确大于99%红外告警时间小于5秒水浸传感器当无人值守站房发生水浸或空调设备漏水时，发出水浸告警信息水浸告警准确率大于99%水浸告警响应时小于5秒5、数据采控设备基本功能：可提供多路模拟量、路数字量输入通道，可提供多路数字输出控制量能为传感器提供多种电压输出，并进行相互间的电源隔离能够提供RS232/

15、485通讯接口能够进行闭环控制和历史数据存储提供掉电保护功能提供远端升级软件6监控中心计算机设备应根据功能划分各个功能模块，如视频接入服务器、操作业务台、图象数据浏览台等对监控中心计算机设备，应最低选用如下硬件：CPUPIII 800.内存：256M.硬盘：40G以上，根据系统所需存储的数据而定.网卡：PCI 10M/100M兼容网卡。显示卡：AGP显示卡，16M以上显存.操作系统：中文 WINDOWS 98 S或中文 WINDOWS 2000选配：Microsoft SQLServer En terprise ，Microsoft In ternetIn formatio n Server。

16、显示器：19英寸显示器所有计算机设备应选用国际知名品牌三、系统典型应用现以宜昌市电力局变电站视频警戒系统为例来详述系统的具体应用：1、系统规模：宜昌市本次实施的是变电站视频警戒系统 一期工程，共将19个110KV的变电站 纳入视频警戒系统，并分别在地调和操作队设立分控中心，在地调建立主控中心， 同时与省中调建立连接。2、信道情况：从各个变电站到所属分控中心，均提供 2M通道。 从操作队到地调主控中心，同样是2M通道。从地调分控中心到主控中心,应具备10M局域网。3、监控内容：视频：因本次19个变电站分室内和室外两种情况，因此对视频设备的选用就充分 考虑了室内和室外的条件因素同时现场还存在低照度

17、的情况，如穿线井和无照 明的变电站，因此在设备选用时选取了部分适应低照度条件的设备因每一摄像设备所对应的对象不同，因此有定点和动点 （有无安装滑轨使摄象机可以在某一 方向平动）、固定和可旋转（有无安装云台使摄象机可以在某一定点转动）、定焦 和变焦等区别，如在主变室应加装定点带云台的可变焦摄像机，而针对门禁就应 该加装固定的不带云台的定焦摄象机.环境：在主变区和重要区域均加装了火灾预警的烟雾传感器。在变电站围墙上加装了防盗的红外对射传感器，并根据围墙距离的长短选 取了不同的型号，以达到最佳性能价格比。在所有可以直接进入变电站的重要门户加装门禁系统 ，同时提供门禁和变 电站照明的联动控制，即开门开

18、灯，出门关灯。为保证重要告警发生时变电站有足够的光照使用户能够通过摄象机在第一 时间观察到现场情况，既可在监控中心手动开灯，也可通过联动配置使告警发生 时系统自动打开与该告警关联的照明灯。对于空调和抽湿机可以进行其工作状态的监测和开关机的手动控制。同时可 以根据设定室内温湿度的门限值进行联动控制。4、系统网络结构图见附图。图中在前端采用监控主机，接入图象和数据信息并进行编码 ，利用2M-以太网桥 把数据图象码流通过2M线路传输到监控中心。19个变电站归两个控制中心（地 调和操作队）共同管辖，在每个监控中心配置图像接入服务器和业务台、 浏览台， 便于用户使用.同时为省中调预留接口 .5、针对伍家

19、港室外变电站的配置详述：伍家港变电站是一个 室外变电站，主要有主变区、110KV屋外配电装置一套， 35KV屋外配电装置两套，10KV配电室一间，主控室一间。其主要特点是围墙非规 则外形，因此在红外防盗设备的配置上略为复杂，其它方面为标准配置。图像部分配置 在主变区配置一台加装云台的一体化室外摄像机 在110 KV屋外配电装置区配置一台加装云台的一体化室外摄像机在两个35KV屋外配电装置区分别配置一台加装云台的一体化室外摄 像机 在10KV配电室配置一台加装云台的一体化室内摄像机 在主控室配置一台加装云台的一体化室内摄像机 在大门处配置一台固定的室内摄像机综上,在该变电站根据不同的间隔情况和具

20、体监控要求我们共配置了7台摄像机,大门处的定点摄象机的功能要求单一，只是针对大门，所以 不需要云台来辅助转动，而其它各室内室外区域因每一摄像机需要涵盖 一个较大范围，所以加装云台来增加其监视区域。环境设备配置 因无对室外变电站配置烟雾传感器的要求，因此本次不考虑室外变电 站的烟雾传感器要求因是不规则外墙，因此根据各围墙段长度不同，我们共加装9对红外 对射传感器，其中四对需监测接近 80m的长度，一对需监测接近50m 的长度，四对需监测30m的长度，经过以上的红外对射传感器布防， 可保证变电站被入侵时的准确告警. 在大门配置一套门禁系统 在每一安装摄像头的区域安装照明联动控制器，完成对照明的控制

21、 如室外变电站已完全考虑防雷措施，则可不进行防雷设备的配置，否则需针对每一摄像机增加一套防雷设备 对于变电站内的各个门户，应加装一套门磁传感器，已利于监控中心 判断该门的开关状态。 针对以上设备，在变电站配置一台数据采集器，负责将红外、烟雾、 门磁、联动控制等设备接入。 在变电站配置一台监控主机，该主机负责所有视频信号的接入，同时 通过RS-485总线将数据采集器和门禁系统接入，将数据图象信息处 理后上传监控中心. 配置一台2M-以太网桥，接驳用户提供的2M端口，负责图象数据的 传输，同时在监控中心端再配置一台网桥，负责将变电站的图象数 据信息传送到图像（数据）接入服务器。总体功能描述变电站依

22、照如上配置，可以完成如下功能：基本的图象监控、防火、防盗等监控功能，完成如门禁与照明的联动功能（门开灯开，门关灯关）摄像机相关告警点与照明的联动功能（告警发生后，联动开灯，使监控中心值班人员通过该区域的摄像机能够观察到现场场景情况）。能够完成告警联动录像功能（告警发生后视频监控主机自动开始进行与报警点相关摄像机采集到的图像信息的录制）。能够完成定时录像功能（通过监控中心值班人员的预先设定，可以在每一规定时间由监控主机自动开始进行指定摄像机采集到的图像 信息的录制）。多点并发告警同时录像功能（当多个告警点同时告警时，监控主机 可以同时录制多路告警区域图像，最多可同时录制16路独立的图像 信息）。

23、闭环控制功能（当监控中心与变电站的联系中断后，监控主机仍可 根据预先的设定独立完成上述所有功能，而不因监控中心无法干预 而失效多路图像同时上传功能（在 2M带宽情况下，可同时上传四路独立 图像）。6、针对学院街室内变电站的配置详述：学院街变电站是一个 室内变电站，主要有两个大门、两个主变室，通信室、 主控制室、所用变室、电缆夹层、10KV开关室、GIS室各一间一间,主控室一间。 并且对该站的三个电缆竖井进行了防火监控。图像部分配置 在1#主变室配置一台加装云台的一体化室内摄像机 在二层所用变室配置一台固定的室内摄像机 在二层主控室配置一台加装云台的一体化室内摄像机 在二层通信室配置一台加装云台

24、的一体化室内摄像机 在二层半电缆夹层配置一台固定的室内摄像机 在三层GIS室配置一台加装云台的一体化室内摄像机 在三层10KV开关室配置一台固定的室内摄像机 在一层两个大门处分别配置一台固定的室内摄像机综上，在该变电站根据不同的间隔情况和具体监控要求我们共配置了9台摄像机，大门处的定点摄象机的功能要求单一，只是针对大门，所以 不需要云台来辅助转动，主控室、通信室、GIS室、主变室的每一摄像机需要涵盖一个较大范围，所以加装云台来增加其监视区域，所用变室、 电缆夹层、10K V开关室因需观察范围较小，因此也按固定摄像机配置。环境设备配置 根据房间面积和设备布放位置统计，本变电站共需安装烟雾传感器

25、24个，如因现场条件变化，可根据实际情况增减。其中三个电缆竖 井每个放置两个烟雾传感器，在竖井的中部和顶部。 因是室内变电站，不考虑红外对射报警装置。 在每个大门配置一套门禁系统 在每一安装摄像头的房间安装照明联动控制器，完成对照明的控制。 室内变电站无须防雷措施对于变电站内的各个重要门户，应加装一套门磁传感器，已利于监控 中心判断该门的开关状态。 针对以上设备，在变电站配置一台数据采集器，负责将红外、烟雾、 门磁、联动控制等设备接入。 在变电站配置一台监控主机，该主机负责所有视频信号的接入，同时 通过RS 485总线将数据采集器和门禁系统接入,将数据图象信息处 理后上传监控中心。 配置一台2

26、MH以太网桥，接驳用户提供的2M端口，负责图象数据的 传输，同时在监控中心端再配置一台网桥，负责将变电站的图象数 据信息传送到图像（数据）接入服务器。总体功能描述总体功能与伍家港变电站相同.四、系统功能列表序号系统功能分功能系统功能描述备注1告警管理基本功能系统告警准确率100%，反应时间v 10S.具有多地点、 多事件并发告警能力.监测数据及产生的告警明确并符 合逻辑，如：在掉电时，实测电压不是负值，机房湿度 不大于100 %等等。2告警等级告警分严重、重要、一般三级，并以灯光、颜色、声音 等加以区别.严重：已经或即将危及设备和通信安全，必须立即处理 的告警。重要：可能影响设备和通信安全，需

27、要安排时间处理的 告警。一般：表示系统发生了不影响设备和通信安全但应注意 的事件。3告警显示在变电站/所发生的严重、重要、一般告警时，监控中心 控制台能够在任何画面自动提示、显示告警，并能查询 岀告警详细情况。4告警确认系统能对告警产生时间、确认时间、结束时间进行明确区分,并自动予以记录。变电站/所发生的告警，在监控中 心产生告警后，系统能自动记录确认人和确认时间 ，告警 未经确认不会自动关闭声光告警。5告警配置系统能够通过配置程序修改告警模拟量上下限域值、开 关量逻辑状态真值并设定告警级别。6系统能对不需要做岀反应的告警进行屏蔽和过滤7告警查询在中心控制台可对历史告警和当前告警信息进行查询，

28、 但不能对告警信息进行修改。8告警打印在中心控制台可对历史告警和当前告警信息进行打印操 作。序号系统功能分功能系统功能描述备注9告警联动当变电站/所发生告警，系统能自动打开照明设备，同时 在中心将图像自动切换至告警级别最高的变电站 /所画 面，录像设备启动进行录像.10图 像 管 理录像管理系统能进行在控制终端上进行录像设备的开启、关闭、 播放等操作。录象可以和告警联动，也可以定时或分时段 录象.11录象文件可以在本机或网络上回放。录象文件可以按时 间、地点等方式查询。可逐帧、定时、高速率快慢放录 象。12图像处理系统可以采用 MJPEG/MPEG1/MPEG4/H26等国际标准算 法进行图像

29、压缩。并可以在网络上进行图像传输。图像回放可达800 X 600像素的分辨率.系统可以将实时视频 监控图像的录像信息存储在计算机硬盘上，以供回放这些视频监控图像。每路图像每小时占用硬盘空间100MH600M。图像的米集压缩率可调。13图像质量在保证带宽的情况下图像分辨率为352 X 288,帧率16X25帧/秒，图像清晰可辨。在保证带宽的情况下，最大可向网络同时发送16路视频.14图像切换过程中无马赛克现象出现。15图像控制系统具有操纵云台、进行视频切换等图像设备远端控制 能力.16性能管理实时显示在控制终端现场操作，系统能直观、实时地显示岀被监测 设备的状况。17数据存储系统在实时监控的过程

30、中，及时采集、存储被监控对象 的状态参数，并进行必要的统计处理，将其写入系统数据 库。监控中心数据库可以保存至少一年的系统运行数据。序号系统功能分功能系统功能描述备注18系统在响应、处理系统告警、遥控操作、参数设置、人员登录等系统事件的过程中，及时生成相关的事件记录，写入系统数据库。供系统查询、统计和分析使用。19数据查询系统能在任何具有权限的计算机上对所有的存储数据和 统计信息进行方便、快捷的查询。系统为各种类型的数 据查询提供方便、实用的操作界面。对蓄电池等特定设 备的轮循周期应在7秒以内。20报 表 管 理报表种类按需生成告警统计表（可按单个或成组变电站站、单个 或成组监控单元、监控设备类型或名称、监控量类型或 名称、时间段、告警级别分类）。21报表生成按需生成各类监测数据的日报表、月报表、年报表22按需生成日、月操作记录，产生规定的各种机历表、交 接班日志、维修派工单等管理报表。23报表打印统计数据可分别用报表、直方图、曲线图形式显示和打 印。24安 全 管 理人员权限监控系统具有系统操作权限划分和配置功能。操作人员 取得相应权限时，可进行相关操作，系统按工作性质对每 个操作人员赋予如下不同的权限：系统管理员：具有所有系统配置、控制、查看和监视权力.操