智能变电站辅助系统综合监控平台站端设计

1、智能变电站辅助系统综合监控平台站端设计智能变电站辅助系统综合监控平台站端设计目录目录第 1 章 站端设计.31.1 站端概述.31.2 站端典型构架.31.3 站端处理单元.41.4 视频监控子系统.61.4.1 监控点分布.61.4.2 摄像机选型.121.4.3 监控点部署.131.4.4 监控点配套.131.4.5 智能视频分析.141.5 环境监测子系统.141.6 安全防范子系统.181.7 火灾报警子系统.231.8 门禁子系统.241.9 语音对讲子系统.271.10 智能控制子系统.271.11 SF6 泄漏报警子系统.291.12 传输子系统.311.12.1 网络交换机.3

2、11.12.2 光纤收发器.321.13 站端保障子系统.331.13.1 防雷.331.13.2 抗干扰.341.13.3 供电电源.351.13.4 组屏与布线.35第 2 章 站端调试.372.1 服务端配置.372.2 客户端配置.382.3 客户端快速使用操作流程.402.4 联动配置设置流程.422.5 系统对接集成功能使用步骤.452.6 刀闸（保护开关）信号接入.452.7 数据上传，接入主站系统方式 （61850）.452.8 站端智能设备接入设置步骤.46第 1 章 站端设计1.1 站端概述智能变电站辅助系统综合监控平台站端系统以 HT500 系列站端监控主机为核心，能够接

3、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，在线式红外母线温度传感器，电缆无线测温设备，SF6 和 O2 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 监控主机采用 TCP/IP 有线方式或者 3G(4G)/CDMA/GPRS 等无线方式和中心进行联网。1.2 站端典型构架混合模式站端系统中，模拟摄像机通过 BNC 接入 HT500，IP 摄像机通过以太网接入 HT500，其他子系统通过 4-20mA 模拟量输入、开关量

4、输入、RS-485/232 串口、以太网接入 HT500。HT500 接收子系统上传的视音频及报警信息，并进行处理、上传，工作人员可通过客户端向子系统发送一系列的控制指令。有人值守变电站可采用 B/S 客户端访问，通过 IE 浏览器，无需安装客户端软件，可在任意电脑上进行操作。1.3 站端处理单元目前的无人值守变电站内，虽然配置有视频监控、环境监测、安全防范、火灾报警、门禁等子系统，但大多分步、分批实施，系统各自独立运行。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。1) 技术介绍HT500 系列站端处理单元是安徽电科恒钛智能科技有限公司根据多年智能变电站监控的实践经验，针对通信

5、行业基站和电力行业变电站等内部的动力、环境、安防等监测和控制而设计生产的一款产品。站端处理单元采用恩智浦 32 位 Cortex-M3 核的高性能工业级 CPU，主频可以达到 100MHz。产品采用工业级设计，具有抗干扰（软件滤波、软件陷阱、防死机软件狗电路、阻容吸收、电磁屏蔽等） 、防雷，自检电路和实时时钟电路设计，所有输入口光藕隔离，所有继电器输出带有瞬间过压保护，增强了设备的稳定性和实时性。2) 主要功能 实现对电源、UPS 等各种动力设备以及消防主机的监控管理：通过串行数据和网络 IP 包之间的数据转换，从而完成远程管理，扩展串口，将传统的串行设备联网，串行设备互相通信等功能。 可接入

6、 8 路开关量（2U 设备 HT502 扩展至 24 路） ，实现电子围栏、水浸、红外、 烟感、防盗等报警监控功能。 可接入 6 路模拟量，实现对温度、湿度、风速、液位、SF6 等模拟量的接入。支持 8 路继电器（2U 设备 HT502 扩展至 24 路）输出，实现对灯光、风机、水泵 等设备的控制功能。 可通过空调遥控器（接到 RS485 接口） ，实现对空调的开机、关机、制冷、制热、 调节温度以及通风等功能。 可实现一路门禁的管理，并在此基础上实现巡检、巡视人员的考勤管理。 可通过网络对服务器进行远程参数配置。 串口具有 15KV ESD 浪涌保护，网口具有 2500V 隔离保护。 所有输入

7、输出端口均配有光耦隔离，具有 500W 雷击保护。 远程管理，远程固件升级。3）存储计算因 DS-8516EH 支持接入 8 路模拟标清摄像机+16 路 IP 标清摄像机（或 16路模拟标清摄像机+8 路 IP 标清摄像机） ，共 24 路 D1 视频。视频图像存储空间计算公式：每个前端存储总容量(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：存储天数存储天数视频规格视频规格7 天15 天30 天1280*720(HD720P)，4Mb 码流295.31632.811265.63720*57

8、6(D1)，2Mb 码流147.66316.41632.81变电站内的视频很多需连续存储 30 天，以 24 路 D1 接入为例，根据计算得出需要 15188Gb，实际配置时还需要考虑格式化、RAID、热备盘的开销，建议采用 8 块 2Tb 硬盘。1.4 视频监控子系统站端摄像机是整个综合监控系统的视频信号源，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视频监视，同时能与其它子系统进行报警联动，满足生产运行对安全、巡视的要求。1.4.1 监控点分布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

9、响着设备的运行状况。根据不同电压等级的变电站，需配置不同数量的监控点。1.4.1.1 500kV 变电站500kV 变电站作为输变电网的枢纽，与区域性大容量水电站、火电站、核电站相连接。主变采用分相变压器；500kV 侧采用 3/2 断路器接法，进线处装设高压并联电抗器，进线多的站点采用双母双分段；220kV 侧采用双母双分段，双母线可通过母联连接；35kV 侧采用单母线接线，装设电容器。500kV 变电站的建议摄像机数量为 40 个左右，可采用如下分布：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

10、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：监视变电站主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等。500kV 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；监视该区域并联电抗、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态。220kV 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 CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态。35kV 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；监视该区域电容器、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状

11、态。高压室：监视变电站内高压室（所用变室）的环境情况，运行设备的外观状况。室内重要区域：监视进出室内（主控室、主控楼继保室、就地继保室、通信室、蓄电池室）的人员情况及室内设备的外观状态。500kV 变电站的典型平面图如下所示：1.4.1.2 220kV 变电站220kV 变电站作为输变电网的重要一环，与 500kV 变电站的出线相连接。220kV 侧采用双母线接线，双母线可通过母联连接进线多的站点采用双母双分段；110kV 侧采用双母线接线，双母线可通过母联连接进线多的站点采用双母双分段；35kV 侧采用单母线分段接线，装设电容器和消弧线圈。220kV 变电站的建议摄像机数量为 2030 个，

12、可采用如下分布：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：监视变电站主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等。220kV 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 CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态。110kV 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 CT、PT、避雷器

13、和瓷瓶等的外观状态。高压室：监视变电站内高压室（35kV 开关室、电容器室、所用变室、消弧线圈室）的环境情况，运行设备的外观状况。室内重要区域：监视进出室内（主控室、主控楼继保室、就地继保室、通信室、蓄电池室）的人员情况及室内设备的外观状态。220kV 变电站的典型平面图如下所示：1.4.1.3 110kV 变电站110kV 变电站作为输变电网的末端，与 220kV 变电站的出线相连接。110kV 侧、35kV 侧、10kV 侧均采用单母线分段接线；10kV 侧装设电容器和消弧线圈。110kV 变电站的建议摄像机数量为 16 个左右，可采用如下分布：变电站大门：监视进出变电站人员及车辆的情况，

14、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：监视变电站主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等。110kV 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 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（35kV 开关室、10kV 开关室、电容器室、所用变室）的环境情况，运行设备的外观状况。室内重要区域：监视进出室内（主控室、蓄电池室）的人员

15、情况及室内设备的外观状态。110kV 变电站的典型平面图如下所示：1.4.2 摄像机选型站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，应结合变电站实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保障视频监控的效果，我们在选择摄像机时可参考以下原则：围墙监控可采用变焦镜头的一体形摄像机，越界报警联动平台弹视频窗口时，由于围墙范围广，便于工作人员进行变焦操作看清可疑目标。大门监控可采用固定红外枪机，具备红外夜视功能，满足全天候 24 小时监控的需要。全景监控（主控楼顶）可采用高速球机，实现大范围监控的需要；根据客户需求，也可选用高清球机及智能跟踪球。场地及高压室监控，可采用高速球机，实

16、现大范围监控的需要；如需对细节（油位、油温）进行监控，也可选用高清球机。小范围的室内（通信室、蓄电池室）监控可采用固定枪机。大范围的室内（主控室、继保室）监控可采用中速球机，实现大范围监控的需要。模拟摄像机的清晰度应达到 540 线以上，网络标清有效像素达752*582，网络高清有效像素达 720p 以上。需要夜间摄像的监控点，为保障夜间低照度条件下的清晰度，采用的摄像机应具有彩转黑、低照度（彩色1.0LUX、黑白0.01LUX）功能。室外枪机需配置 IP66 等级的室外型防护罩。室外球需达到 IP66 防护等级。网络摄像机应具备开关量输出功能，以控制补光灯开启。所有 IP 摄像机除了网络口还

17、需具备 BNC 接口，以便接入智能视频服务器。1.4.3 监控点部署序号监控位置部署摄像机类型设备选型1围墙彩色一体化摄像机DS-2CZ282P2大门红外防水彩色摄像机DS-2CC172P-IR1红外防水网络摄像机DS-2CD892P-IR1网络高速智能球DS-2DF1-518网络高清智能球DS-2DF1-6723全景（主控楼顶）网络自动跟踪高速智能球iDS-2DF1-515-B网络高速智能球DS-2DF1-5184场地及高压室网络高清智能球DS-2DF1-6725室内（小范围）网络摄像机DS-2CD892PF6室内（大范围）网络中速智能球DS-2DM1-5161.4.4 监控点配套1.4.4

18、.1 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。1.4.4.2 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。因需要控制的点位较多，可通过 IP 摄像机就近输出开关量控制补光灯。

19、通过平台软件，可在主站控制现场任意灯光。1.4.5 智能视频分析因为变电站内存在着重要区域，以往“被动监控”只适用于事后追溯。而站端智能视频服务器的采用，变“被动”为“主动” ，可以对事件做到“早发现早预防” 。海康威视的视频服务器采用创新的智能视频分析(IVS)技术，内嵌矢量方向运动检测算法，建立三维化的目标跟踪，能够比较准确的得到目标在视频场景中的距离与高度值，降低了实际使用中的误报率。站端系统可采用海康威视 iDS-6002HF(/B)视频服务器进行智能分析，iDS-6002HF(/B)的行为分析可实现以下视频分析检测：可以对变电站大门的视频进行智能分析，当变电站大门口出现非法停车、人物

20、徘徊、聚集时，达到触发条件产生报警；可以对变电站大门进行智能分析，划定大门为警戒面，在布防的情况下，当有可疑份子穿越警戒面后，即产生报警信号；可以对重要设备（主变）的运行区域进行智能分析，当有人员闯入该侵区域后，达到触发条件产生报警，可以有效预防误跑间隔出现人身伤亡和设备损坏。海康威视 iDS-6002HF(/B)支持对 2 路视频进行 4CIF 编码及支持 2 路智能分析。可按需配置数量，今后可以增加设备数量以支持更多的视频分析。1.5 环境监测子系统应根据变电站的实际需求，配置温湿度传感器、风速传感器、水浸探头等环境监测设备，这些环境信息通过 HT500 实现数据集中上传。1.5.1.1

21、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。1) 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，并能在现场 LCD 上显示。2) 主要功能变电站内的温湿度传感器通过 4-20mA 接口连接至 HT500，温湿度模拟量能实时上传主站，站端及控制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） 。3) 配置原则在主控室、继保室、通信室、蓄

22、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。主要技术参数可参考下表：技术参数温度测量范围-2585温度测量精度温度0.5（-1060）湿度范围范围5RH95RH(非凝结)湿度范围精度湿度3RH（20RH90RH，25）响应时间15s数据传输距离800m输出信号420mA1.5.1.2 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。1) 技术介绍风速传感器顾名思义是测量空气流速的仪器，

23、仪器内的转速传感器能把风速转换成 4-20mA 电流环信号上传。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。2)主要功能变电站内的风速传感器通过 4-20mA 接口连接至 HT500，能把现场风速实时上传主站，站端及控制中心能随时查阅设备运行场地的风速，并做出相应的处理。3)配置原则风速仪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。主要技术参数

24、可参考下表：技术参数测量范围0 m/s30m/s测量精度0.5测量值环境温度-2070相应时间1s数据传输距离800m输出信号420mA1.5.1.3 水浸探头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

25、长，最终导致绝缘击穿，成为电缆早期损坏的重要原因。1) 技术介绍水浸探头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，能够通过开关量向综合监控系统报警。2) 主要功能电缆沟内的水浸探头通过开关量输出报警信号给 HT500，HT500 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主站，使站端及控制中心知情。3) 配置原则一般考虑在电缆沟

26、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 45 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。主要技术参数可参考下表：技术参数误报率0.01%环境温度050输出信号开关量无源输出1.6 安全防范子系统由于不少的无人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

27、隔离阻拦，以免造成人身意外伤害。安全防范设备主要由红外对射、电子围栏、红外双鉴、声光报警器等设备组成。各探测器通过报警线缆直接与 HT500 连接，当发生报警时，报警信息能够及时上传给 HT500，并且能联动相关设备，如启动照明灯光、声光报警器等。1.6.1.1 红外对射变电站内运行有高压带电设备，为了防止不法份子对电力设施的盗窃、破坏，以及外来人员误入带电间隔造成的人身伤亡事件，变电站周界都配备了围墙。但传统的围墙无法对入侵事件进行报警，红外对射作为周界防范的有效补充，主要应用于距离比较远的围墙、楼体等建筑物，特别适合无人值守变电站。1) 技术介绍红外对射是利用光束遮断方式的探测器，由一个发

28、射端和一个接收端组成。发射端发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成监控防护区，当有人横跨该区域时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。常见的红外对射有两光束、三光束、四光束，以四光束为例： 一般情况下必须同时遮断 4 个光束才发出报警；如果只触发 3 个或以内，而触发持续过了一特定时限，系统亦判定为报警，不会出现漏报现象。红外对射的特点：防卫方式隐蔽，没有电子围栏那么明显，使入侵者在不知不觉中触警。周界全面设防，无盲区和死角，入侵者无法以快速跳跃、匍伏或其它动作通过隐形红外防卫射束网的防范范围。良好的抗干扰功能，内置自动调节强光过滤系统，避免受强光或汽车灯光的影响。严密的防破坏功能，当红外接收

29、端电源线或信号线被剪断时，报警信号输出电路将自动输出报警信号。防雨、防尘、抗干扰能力强，可全天侯工作。2) 主要功能一旦有不法人员想通过围墙翻入变电站，就会立即触发报警，报警通过开关量输出到 HT500。HT500 可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，保安人员可以迅速来到事发地点；触发声光报警器，震慑非法闯入者；联动相应的灯光照明，调用预置位，启动报警录像等。3) 配置原则变电站的围墙上安装多对红外对射，红外对射的安装应该覆盖所有的围墙及大门，红外对射探头的裕度应不小于 100%（如围墙的长度为 60 米，则对射探头的标称距离为不小于 60（1+100%）=120 米） 。红外对射探

30、头建议采用四光束，当有人或物体阻挡光线时产生告警信号，并可以设置其布防和撤防两种运行方式。红外对射探头要选择合适的响应时间，太短容易引起不必要的干扰，太长会发生漏报。通常以 50 毫秒为最短遮断时间，大于 50 毫秒报警，小于 50 毫秒不报警。红外对射应具备开关量报警节点。红外对射主机一般安装在主控室或保安室。1.6.1.2 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。1) 技术介绍电子围栏起源于畜牧业高度发达的澳大利亚和新西兰等国家，并在欧美国家广泛应用，应用了最新的周界安防理念，即阻挡、威慑和报警。随着科学技术的发展，电子

31、围栏在经过逐步更新换代后已经开始普遍应用于一些大型基础设施，如电力、通信、军事、交通等领域。电子围栏是由前端探测围栏和报警主机（高压电子脉冲发生器）组成的智能型周界防盗报警系统。前端探测围栏前端探测围栏是由杆及特制合金导线等构件组成的有形周界，安装在周界现有围墙或围栏上。前端探测围栏借鉴了传统围栏和高压电网的优点，以有形导线和警示牌为主，对入侵者心里有震慑效果，构成一道高压电缆隔离屏障，当有不法分子企图越过或者剪断电子线缆时，主机用安全能量的脉冲高压击退入侵者，电压脉冲周期长，能量低，不会致人伤亡，同时发出报警信号。报警主机报警主机负责向前端探测围栏输出和接收高压电子脉冲信号，并检测围栏报警状

32、态，在前端探测围栏处于触网、短路、断路状态时产生报警信号，并把入侵信号发送到综合监控系统。电子围栏的特点：具有完整的周界前端，前端探测围栏通过低能量高压电子脉冲网，有对人身无伤害的电击功能，具有强大的阻挡作用和威慑作用。具有智能识别功能，主机能够识别偶然入侵和强行入侵行为：如果有人不当心而触及围栏，或其它物体（如树枝）瞬间碰及围栏，这并不属于真正的入侵，系统具有鉴别能力而不报警；只有当入侵者强行入侵，攀越电子围栏时，造成系统断线（开路）或持续碰线（短路）时，会发出报警。具有误报率极低的智能报警功能，电子围栏系统基本不受环境（如树木、小动物、振动等）和气候（如风、雪、雨、雾等）的影响，不受地形高

33、低和曲折程度的限制，环境适应性很强。2) 主要功能电子围栏具有不同的防区，当检测到入侵事件时，报警主机输出相应防区的报警信息到 HT500。HT500 可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，保安人员可以迅速来到事发地点；触发声光报警器，震慑非法闯入者；联动相应的灯光照明，调用预置位，启动报警录像等。3) 配置原则可在变电站的围墙上或围栏上安装前端探测围栏。报警主机应具备开关量报警节点。报警主机需安装在主控室或保安室，可通过密码控制开启和关闭功能。报警主机可与公安 110 联网，提高系统的安全防范等级。1.6.1.3 红外双鉴变电站的门禁一般安装在主要入口或重要区域入口，但缺乏对已进入室

34、内人员的管控，同时以往的安全防范设备无法对小动物进行有效的防范，红外双鉴的出现可以改善这一局面。1) 技术介绍红外双鉴是被动式红外传感器和微波传感器的组合，微波只对移动物体响应，红外只对引起红外温度变化的物体响应，只有在微波和红外同时响应才会作出报警，大大提高报警可靠性。微波传感器根据多普勒效应原理来探测移动物体：传感器发射微波，微波遇到障碍物时被反射回传感器，当障碍物相对传感器运动时，则传感器接收到的反射波频率发生变化；当障碍物朝着传感器运动时，传感器接收到的反射波频率比发射波高，当障碍物远离传感器运动时，传感器接收到的反射波频率比发射波低，因此传感器通过比较反射波和发射波的频率来探测是否有

35、移动物体进入。2) 主要功能当检测到移动物体时，通过开关量输出报警信息到 HT500。HT500 可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，使管理人员了解进入现场的移动物体；联动相应的灯光照明，调用预置位，启动报警录像等。灯光的自动开启功能也给去巡检人员带来了方便。3) 配置原则可在变电站室内的门口或窗口附近配置。安装方式可采用吸顶或壁挂式。红外双鉴应具备开关量报警节点。1.7 火灾报警子系统由于主控室、保护室、开关室都是重要电气设备，一旦失火，会造成不可估量的经济损失，严重的还会引起设备的误动作，危及该地区电网的稳定运行，所以防火是必不可少的防范措施。1) 技术介绍变电站都有独立的火灾报

36、警系统，根据变电站现场情况可划分为不同的防区，每个防区内配置有不同数量的烟感等火灾探测器，来监测烟雾报警情况。HT500 可通过开关量报警电缆与火灾报警主机，进行实时通讯，能够及时响应火灾报警主机发出的报警信息。2) 主要功能火灾报警系统具有不同的防区，当检测到火灾时，报警主机输出相应防区的报警信息到 HT500。HT500 可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，保安人员可以迅速来到事发地点；联动相应的灯光照明，调用预置位，以便站端及监控中心能及时了解现场火势。火灾报警系统的开关量能实现各种联动：开启门禁，使火灾区域的人员能够逃生；实现与电源控制开关的联动，自动切断重要设备的电源。3)

37、 配置原则报警主机应具备开关量报警节点，用于输出报警及联动。报警主机需安装在主控室或保安室。报警主机可与消防 119 联网，提高系统的消防安全等级。1.8 门禁子系统变电站传统的出入采用钥匙进行管理，每个变电站的钥匙都被集中在一起，权限无法被区分，只要有钥匙就可以进入任意区域。当不法份子闯入变电站后，非法开门时就能进入室内，而监控中心无法及时了解情况。1) 技术介绍门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统，作为一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。网络化门禁系统的应用将大大提高无人值守变电站的实时监控能力和出入权限的管理能力、数据的自动存储、问题的分析的水平，提高

38、运行维护的效率和大大降低成本。门禁系统主要由门禁控制器、读卡器、电控锁、门磁和电锁电源等组成，通过安装在建筑物的主要出入口、设备机房等重要区域的通道口，从而实现对出入口的控制。通过门禁监控主机，能够对各通道口的通行对象及通行时间等进行实时控制或设定程序控制。用智能卡代替钥匙开门，系统自动识别智能卡上的身份信息和门禁权限信息，持卡人只有在规定的时间和在有权限的门禁点刷卡后，门禁点才能自动开门放行允许进入；当忘记关门时，还能发出报警信号。门禁系统组成介绍如下：a) 门禁控制器 门禁系统的核心部分，相当于计算机的 CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理、储存、控制，通过 RS-485 接口连接

39、HT500 接入综合监控系统，或直接通过以太网接入综合监控系统。变电站内的门禁控制器需采用支持局域网和广域网的专业级网络门禁安保控制器。由于设备通讯采用 RS-485 或 TCP/IP 方式，全部数据包采用 SSL 金融级加密技术加密，数据安全达到国际先进标准。b) 读卡器读取卡片数据的设备，通过控制器引出的韦根线可实现供电和通信。c) 电控锁 门禁系统中锁门的执行部件，变电站内基本以电插锁和脉冲锁为主。电插锁通过电流的通断驱动“锁舌”的伸出或缩回以达到锁门或开门的功能，关门开门功能的实现需要与“磁片”配合才能实现，其“暗藏式”安装的特点较适合于对锁体保密性要求较高的场所。脉冲锁通过控制器控制

40、其电源的输入，当有电源输入时，锁体内部磁铁产生吸力，吸附锁舌伸入，实现开门动作；当延时过后，锁舌无法伸出，需手动进行关门，可选配机械钥匙。本锁内部结构可有效防止在门上敲击开锁，适用于各类铁门。d) 门磁门磁主要由开关和磁铁两部分组成，开关部分由磁簧开关经引线连接，定型封装而成；磁铁部分由对应磁场强度的磁铁封装于塑胶或合金壳体内。当两者分开或接近至一定距离后，引起开关的开断从而感应物体位置的变化。e) 门禁电源整个系统的供电设备，分为普通式和后备式（带 UPS）两种。2) 主要功能具有网络设置管理功能，可以在网络上任何一台授权计算机对整个系统进行设置监控查询管理。对通道进出权限的管理，对进出通道

41、时段的管理。管理人员可以实时查看每个门人员的进出情况、每个门的状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等） 。系统可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询，对出入记录进行查询，配备相应考勤软件可实现考勤、门禁一卡通。具有异常报警功能，在异常情况下可以实现门禁控制器本地开关量报警接入 HT500，如门超时未关等。具有消防联动功能，在出现火警时门禁系统可以自动打开所有电子锁让里面的人随时逃生。3) 配置原则变电站所有建筑物的进出口都需采用联网门禁系统，要想进出相关区域，必须具有相应的身份权限，门禁监控主机可对出入信息进行统计和分析。区域较大的变电站，需配置多台门禁控制器。当使用 RS-

42、485 总线通讯时，可采用控制器并接的方式，最远的控制器到 HT500 的连线间隔建议在 800 米以内，假如超过 800 米，请增加一台 485 延长中继器。 读卡器到门禁控制器的距离要小于 100 米建议在 60 米以内。原则上一个门配一个进门读卡器和一个出门按钮，也可根据需求安装出门读卡器。门禁控制器应具备开关量输入节点，除了提供开门按钮使用，当消防联动时，消防主机可输出开关量至控制器来控制开门。1.9 语音对讲子系统当巡检人员去变电站巡检忘带门禁卡时，或因紧急情况去变电站时，没有门禁卡就无法进入站内，如果再去取门禁卡，就会浪费时间，影响工作效率。1) 技术介绍语音对讲设备是一体化设备，

43、由三部分组成：麦克风、音响、呼叫按钮。麦克风和音响通过 BNC 接口与 HT500 的音频输入、输出口连接；呼叫按钮通过开关量与 HT500 连接。2) 主要功能当没有门禁卡无法进入站内时，通过呼叫按钮呼叫主站，值班人员对呼叫人员身份确认后，可通过客户端远程开启门禁。3) 配置原则配置在门禁读卡器处，便于呼叫主站。1.10 智能控制子系统变电站内的相关辅助控制设备较多，许多设备都只能在前端进行控制，实现无人值守后，需要在某些情况下实现远程的控制功能，如远程打开现场灯光、风机、水泵、门禁、空调等，通过远程控制系统将变电站辅助控制设备集中、整合，能够远程手动、联动控制。1) 技术介绍现场的控制设备

44、分为 2 大类：开关设备、智能设备。a) 对于开关设备，只需控制设备的启、停，如灯光、风机、水泵、门禁等，可以直接接入 HT500 或 IPC 的开关量接口。主站可通过网络发送开关控制命令，控制设备的启、停；也可以设置相应的联动规则，比如通过水浸报警联动水泵启动排水、SF6 泄漏联动风机排气、红外双鉴联动灯光照明、消防报警联动门禁开门等。b) 对于智能设备，需要多种控制（如空调有模式控制、温度控制、风速控制等） ，根据不同设备需要配置不同的控制模块，如空调需配置空调控制器。空调控制器相当于可以联网的遥控器，通过 RS-485 接口与HT500 连接，主站只需通过网络远程控制红外发射头发射空调控

45、制命令即可，而不需要人到现场按遥控器。以变电站最常见的灯光控制为例，对于采光条件比较差的室内以及夜晚低照度环境下的场地，为了能够看清设备、环境，当光线不足需开启灯光照明。无人变电站大多数需要远程控制来实现，通过 HT500 或 IPC 开关量控制站内灯光的方法进行室内照明。采用监控系统控制站内灯光的方法进行室内照明存在的最大问题是要解决远程控制与本地控制之间的关系，需要改造站内的灯光开关，改造后主站可以远程控制开灯，本地可以关闭，反之本地开灯，远程也可以关闭，同时系统可以设置定时开关灯、报警时自动开灯、延时关灯等。2) 主要功能控制变电站前端开关量设备，如灯光、风机、门禁等，可以手动或系统联动

46、实现设备启、停。具有延时保护、状态提示功能，可以设定设备的默认开启时间，到时间后可以自动切断电源，以保护相关设备。能够控制空调等智能设备，实现智能设备的全面调节，能够手动调节，也可以实现与环境监测系统的联动，实现自动的温、湿度调节。3) 配置原则系统应留有本地控制功能，在本地能够实现所有控制，在网络中断或紧急情况时可以手动进行控制。开关量控制根据现场情况就近输出，可以从 HT500 输出也可从 IPC 输出。HT500 和 IPC 都不具备交流 220V 通断能力，需配置具备交流 220V 通断能力的低压继电器。智能空调控制器应具有自学习功能，能够兼容所有常规空调的控制命令。1.11 SF6

47、泄漏报警子系统由于 SF6 气体优越的灭弧性能，在中、高压设备中的大量使用，但 SF6 气体必须保证一定的密度才能达到绝缘要求。同时 SF6 气体无色无味、比重较空气大，泄漏不易被发现、易聚集、易造成缺氧，发生泄露后严重威胁人员的安全和健康，甚至造成恶性事故。国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分） 明确规定：工作人员进入 SF6 配电装置室，入口处若无 SF6 气体含量显示器，应先通风15min，并用检漏仪测量 SF6 气体含量合格；进入 SF6 配电装置低位区或电缆沟进行工作应先检测含氧量（不低于 18%）和 SF6 气体含量是否合格。1) 技术介绍在 SF6 高压设备室安装

48、 SF6 气体泄漏报警仪，已成为变电站监控的一项重要内容。SF6 气体泄漏报警仪配置有 SF6 气体和氧气双传感器，能对空气中的SF6 浓度及氧气含量进行监测。目前主流的 SF6 检测技术是基于气体对红外光吸收的红外吸收原理（NDIR） ，SF6 气体对特定波段的红外光有很强的吸收特性。当一束平行光通过气体时，只对 SF6 气体本身有反应，对其它气体没有任何反应。输入光强与输出光强之间的衰减关系能够真实反应 SF6 气体含量，不受环境影响，对温度湿度的影响很小，反应迅速，寿命高，能够呈现 SF6 线性规律，在无氧的条件下也能正常使用。市面上许多国产 SF6 检测仪都是电化学、高压击穿原理，检测

49、设备除了对可燃气体或助燃气体产生反应，对于其它气体均不产生反应，有如下缺点： 当 SF6 气体达到一定浓度时就会出现不能正常检测甚至检测数值为 0的情况，SF6 气体是绝缘气体所以浓度一定的时候会阻止放电，自然电化学及高压击穿在不能够正常放电的情况下，不能够工作所以读数为0。没有规律呈非线性状态，不能够用于定量并真实地反应 SF6 气体的特征。氮气或其它气体浓度过高也会导致这些原理的设备数值的改变，但不足已证明是 SF6 气体泄漏导致，所以不能够用于 SF6 气体的检测。2) 主要功能变电站内的 SF6 气体泄漏报警仪通过 RS-485 接口和开关量报警电缆连接至 HT500，站端及控制中心能

50、实时掌握现场 SF6 设备室情况。室内含氧量及SF6 含量实时上传主站，以便管理人员随时查阅发现隐患；当室内缺氧或 SF6超标时，SF6 气体泄漏报警仪向 HT500 输出开关量报警信号，提醒检修人员及时赶往现场。SF6 气体泄漏报警仪的开关量还能联动风机启停，实现 SF6 气体自动排出，使室内含氧量恢复正常值；同时联动 SF6 设备室外的声光报警器，提醒工作人员不要进入。3) 配置原则每个 SF6 设备室的低位区需配置 SF6 气体泄漏报警仪，根据室内空间相应增加数量，有条件的还可对现场 SF6 气体泄漏报警仪进行视频监视。SF6 气体泄漏报警仪应具备 SF6 气体和氧气双传感器。SF6 气

51、体泄漏报警仪应具备 RS-485 接口和开关量输出接口。1.12 传输子系统1.12.1 网络交换机整个站端系统以网络为主要传输通道，统一采用 TCP/IP 协议，HT500、站端摄像机、智能视频服务器、客户端等统一接入网络交换机。220kV 以上变电站一般区域较大，由主控楼、就地继保室、室内开关室、一次场地等组成。由于各区域之间相隔距离较远，考虑到信号的安全传输和损耗，IP 摄像机可就近接入附近的网络交换机。安装于主控楼附近的 IP 摄像机，采集的数字信号传送到安放于通信机房的网络交换机上汇聚；安装于其他区域的 IP 摄像机，采集的数字信号传送到附近的网络交换机上进行汇聚，这部分交换机一般安

52、放于室外终端盒或室内屏柜。在站端系统中，网络交换机只需接入 HT500、站端摄像机、智能视频服务器、客户端等设备，局域网内设备无需访问其他子网设备，采用二层网络交换机即可。二层交换机应具有如下功能：支持自动配置，即插即用，支持自动批量远程升级，易于使用和部署，具有良好的扩展性。具有卓越的安全特性，支持 802.1x，支持单端口最大用户数限制。支持基于 VLAN 的业务控制，支持丰富的 ACL 策略控制，特别支持基于 VLAN 下发 ACL 规则，实现 VLAN 内多端口的灵活控制和统一资源调度。支持丰富的二层组播复制功能。具有完备的 QoS 策略，支持基于 VLAN、MAC 地址、IP 协议、

53、源地址、目的地址、优先级、或应用程序端口的复杂流分类功能。所有端口均具有防雷能力，可以有效抵御感应雷击过电压。1.12.2 光纤收发器变电站内运行着高压设备，容易产生各种干扰，干扰源会通过以太网线进入监控系统，造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象；同时以太网线受传输距离限制，长距离传输会出现信号衰减，理论上超过 100 米就无法传输，实际应用中距离更短。为了避免干扰和信号衰减，站内距离较远和高压设备密集区域的 IP 摄像机采用光纤收发器方式传输。光纤传输有单对单、多对单两种方式，需在两端成对安装光纤收发器。单对单适用于监控点比较分散的情况，监控点与主控楼视频监控柜之间直接通过光

54、纤连接；多对单适用于监控点较为集中的情况，500kV 变电站及 220kV 变电站都具有就地继保室，周围的监控点可在继保室的网络交换机进行汇聚，然后通过光缆连接至主控楼视频监控柜。站端系统中，可采用海康威视 DS-3D01-A 光纤收发器。为了保证与其他厂家的网卡、交换机等网络设备的完全兼容，DS-3D01-A 严格符合 10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3 和 IEEE802.3u 等以太网标准。1.13 站端保障子系统1.13.1 防雷由于变电站内具有强电场、磁场影响、以及雷击的威胁，容易对视频数据通信等信号产生干扰。夏季是雷雨多发季节，摄像机工

55、作在比较空旷的环境下，加上处于变电站高压环境下，容易遭到雷电袭击和感应雷干扰，摄像机容易被破坏。为确保综合监控系统可靠、稳定地运行，系统需进行合理、优化的防雷设计，具体从以下方面考虑：避雷针避雷针对于支架安装的摄像机，由于位置较高，可能会受到直击雷的危害，因此需安装避雷针，采用扁钢或其他等效导体作为引下线，泄放雷击放电电流。避雷针的架设需要综合考虑周边环境进行设计，确保视频监控站端设备（摄像机、终端盒）处于直击雷防护范围内。接地接地摄像机外壳、摄像机支架及场地终端盒等应进行可靠接地，接入变电站接地系统。线缆防雷器线缆防雷器为进一步提高系统的抗雷击能力，除设备需具备防雷功能外，电源线应满足三级防

56、雷要求，弱电线路应采取防浪涌措施。各类可能引入雷击的线缆应加装各种防雷器。对于模拟摄像机，建议采用三合一（电源、视频、485 线缆）防雷器；对于 IP 摄像机，建议采用单相电源防雷器及机架式网络信号防雷器。1.13.2 抗干扰变电站综合监控系统较之其他监控系统更易产生各种干扰，干扰源会通过传输线缆进入监控系统，造成视频图像质量下降、数据采集不精确、系统控制失灵、运行不稳定等现象。因此研究变电站综合监控干扰源的性质、了解对综合监控系统的影响方式，以便采取措施解决干扰问题，对提高综合监控系统工程质量，确保系统的稳定运行非常有益。目前变电站的易受干扰的信号主要有：模拟摄像机的视频信号及控制信号，IP

57、 摄像机的数字信号。一般干扰通过网线、RS-485 通讯线、同轴电缆进入系统。抗干扰需从以下方面考虑：1)系统采用的设备均按工业标准设计，能抗强电磁干扰，采用抗干扰能力强并经过 DSP 处理的摄像机。2)对设备采用屏蔽的措施增强设备的抗干扰能力，场地终端盒及摄像机应采用全金属外壳，并可靠接地。3)对设备可靠接地来抗干扰，将工作地和保护地严格分开，柜内设备采用铜芯绝缘导线或电缆引入到机柜接地母排上，机柜接地母排再通过绝缘电缆就近连接到变电站接地系统上，室外摄像机等设备就近接入变电站接地系统。4)传输通道采用光缆，光缆的不导电性，可有效的避免来自变电站环境的各种电磁干扰、雷击和浪涌过电压、操作过电

58、压及静电干扰等。5)从抗干扰效果的角度讲，采用在主控室集中向前端设备提供交流 220V，交流 220V 通过浪涌抑制保护器后再给前端设备供电，可有效避免来自电源的干扰和浪涌冲击。1.13.3 供电电源为保障综合监控系统可靠运行，应提高变电站的供电可靠性，具体措施是： 1)由所用电配电屏引出专用回路至视频监控屏，提供 220V/50Hz 交流电源，不得与空调等大负荷用电装置同一回路。2)变电站场地监控点的电源由视频监控屏集中配送，每路电缆出线和空开上都需有标签详细说明，便于维护、检修。3)摄像机供电线路采用截面不小于 1.5mm2电缆线路，电源供电回路具备防雷和防过电压能力。4)其他室内监控点及交换机的电源引自现场的所用电配电箱。5)摄像机不支持 220V/50Hz 交流电源，需安装独立电源适配器转换成所需要的电源。6)电源适配器必须具备防雷和防过电压能力，电源电压在+10%-15%额定电压、频率在+2%-2%范围变化时，设备各项性能和技术指标均能满足系统要求。1.13.4 组屏与布线1)视频监控设备应采用独立组屏方式，屏柜形式、颜色、尺寸等参数应