国信无人值守变电站解决方案

1、国信无人值守变电站解决方案 从行业细分的角度看，传统的电力行业主要分为三大块，分别为发电、电网、供电，其中，电网和供电隶属于同一管理部门，两者与发电是分开的，直属管理部门不同，互相之间是甲乙方关系，即买卖关系。发电行业主要是电厂业务，一般以生产工业电视和安防电视监控两部分为主，生产工业电视部分在火电厂部分区域中，设备运行环境恶劣，对监控设备的工业等级要求较高。而电网则负责输变电业务，一般为高电压等级变电站视频监控需求，主要为换流站、变电站的视频监控，基本上500KV及以下的场所均有所应用。与电网隶属于同一管理部门的供电公司，是电力产供销环节中的终端环节，除了完成低电压等级输变电以外，还要完成电

2、力营销和服务，项目的市场需求份额也非常大。而此处，我们所说的无人值守变电站产生于电网的输变电部分，例如，国家电网、南方电网等公司。 近年来，电网的扩建和扩容使得变电站的安防应用市场也水涨船高，每年国家发展改革委都会报批一定数量的变电站新建或扩建项目。与此同时，随着变电站无人值守模式的推广，远程视频监控系统（也叫“遥视系统”）的应用越来越广，新的市场需求也不断涌现。过去，电网公司等主要在110KV、220KV电压等级变电站推广视频监控，由于受到造价成本的影响，35KV变电站的视频监控系统应用较少。而近年来，一方面由于节约变电站有人值守的开支，另一方面出于安全管理、统一调度的需要，大量35KV电压

3、等级变电站推广无人值守。据了解，一座35-110KV变电所实现无人值守后每年可节省包括检修费用、人员工资及其它费用在内的运行管理费达十多万元，其进一步减少了误操作，有助于电网公司的经济效益和安全生产。基于此，无人值守变电站视频监控应用市场规模也逐渐得以放大。 变电站作为整个输变电系统的组成部分，承担着承上启下的重要作用，而变电站的火灾防护，又直接影响其能否安全运行。针对突发事件，消防系统能否正常投入运行，实现压制和扑灭初期火灾是非常重要的。随着科技的发展及自动化程度的提高，作为输变电的重要枢纽，变电站正朝着无人值守的方向发展。这对变电站的安全问题提出了更高的要求。第1章 系统概述1.1工程概况

4、 近年来，随着我国经济的飞速发展，作为国民经济命脉的电力行业的现代化建设已经体现出越来越大的重要性。保证供电系统的安全运行已经成为电力管理部门的首要任务。在现代化的供电系统中，变电站的管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。随着变电站改造建设的深入进行，传统的“遥控、遥调、遥测、遥信”功能已经满足不了现代化变电站的发展要求，加之当今计算机技术的高速发展，如何集中管理各变电站设备工作状态，实现无人值守变电站的远程图像实时监控，即“遥视”功能的实现，日益重要的呈现在我们面前。为适应现代化无人值守变电站的建设要求，集中管理各变

5、电站设备工作状态，实现无人值守变电站的出入口综合管理与控制，有效的结合门禁、图像监控及报警系统，更加完善及提高了无人值守变电站综合管理手段。 为了便于对变电站的安全管理，加强其对意外灾害和突发事件的预防和管理能力，需要建立以综合安保系统为主体的现代化安全防范管理系统，以实现对变电站内外部主要部位的全面有效的全天候监控与保护，有效保障变电站的安全。1.3设计原则坚持应用先进，有发展、有后援，能满足并适应需求的技术；应用的产品成熟可靠，具有易集成、扩展、操作、维修的特性，同时尽可能降低系统整体造价的原则，通过计算机网络技术，实现各子系统的设备、功能和信息的管理集成，使其成为一个互相关联、统一和协的

6、系统，系统资源达到充分共享，以减少资源的浪费和硬件设备的重复投入，实现真正意义的统一、实用、高效、便利。 在总体方案设计中遵循以下几点原则：实用性：系统的设计应使变电站能最大限度地满足行业的管理需求。先进性：充分考虑科学技术的迅猛发展的趋势，应用国内外较先进技术，保证“*省变电站”建成具有先进性的无人守护的变电站。可靠性：系统所选用的技术及配套设备必须成熟可靠，以保证整个系统的长期正常运行。经济性：在考虑整个系统先进、可靠的同时，着重考虑产品的性能价格比，保证产品的经济性。集成性和可扩展性：保证智能化各个子系统的集成和信息共享，总体结构具有可扩展性和兼容性，并实现对各个子系统的分散式控制、集中

7、统一式管理和监控的目的，使整个智能化系统可以随着技术的发展和进步，不断得到充实和提高。 1.4系统效益分析 随着变电站自动化建设和改造不断发展完善，电网企业大多已经实现了对远方变电站的遥测、遥信、遥控、遥调，即“四遥”功能。当前，各企业为了提高劳动生产率，增加经济效益，开始实施变电站/所的实现无人值守模式，图像监控系统是对“四遥”的进一步补充和完善，被行业称为“第五遥”遥视。 同时，一些变电站已部分实施了视频监控或环境监测或防盗报警和消防系统，但大多分步、分批实施，系统各自独立运行，甚至每套系统都需要独立的管理人员，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的高效性，增加了系统的管理

8、、维护成本。因此急需一套系统，做到既可以远程的监视、遥控和图像的传输，又具备环境的整体监测，并且具有通常联网报警的功能，提升变电站的自动化水平、提高电网运行的安全等级，能够实现异地远程实时巡查、异常状况及时处理、提升管理者驾御大型电网能力，更加有效地预防事故发生、打击犯罪、保障财产安全，确保系统运行稳定。 本套综合管理安防集成平台将为具有高度成本意识和效率意识的*省电业局提供以下协助：（一）用世界先进科技快速提高变电系统的自动化和现代化水平 使电网公司实现管理系统高度信息化和智能化，可高效率监控变电站的日常运行管理 使各变电站真正做到无人值班，以综合性保护和控制增加了变电站整体安全和设备运行可

9、靠性（二）极大提高上级管理部门对下级操作部门、操作部门对所属变电站的监督和管理水平 上级管理部门实时监督操作人员的工作状态和规范程度 实时管理和监控变电站有关人员、物品进出等安全防护情况 操作部门可实时监控变电站主要设备的运行状态 优化相关操作、维护人员的派出和工作计划，极大提高生产效率 管理部门对变电站的突发事件能清晰看到、准确决策并在第一时间传达指令到现场（三）降低变电站的日常维护成本每个变电站最少可节约两名值班人员人工成本（包括工资、待遇、日常开支、增加的值班房间、配套生活设施等） 减少操作队的维护次数和相应的开支（交通、通讯、餐饮、补助等费用）（四）有效减少因内部管理失误（如被盗、失火

10、等）而造成的其它各方面损失1.5主系统选型 根据有关科技专家的意见，同时借鉴在其它区域在变电站已经投入运行的实践情况，也鉴于电力系统对于出入口控制有更高安全性、稳定性的要求，本项目将采用出入口数字控制系统以及综合管理安防集成平台。针对电力系统的独特需求，本系统具有以下明显优势： 系统运行稳定、可靠且拥有世界级高安全性 对电磁波、雷电有很强的抗干扰能力 门禁、视频系统的报警联动（非法打开大门及需要正常刷卡联动时） 模块设计，使系统升级简便可靠 扩展灵活，可扩展防盗、防火功能，并可实现消防、CCTV、报警、灯光控制等联动控制 电子地图交互式操作使维护极为方便 系统整体抗破坏能力强，局部破坏不影响其

11、它部分正常工作 第2章 系统介绍与体现架构2.1变电站防范主要监控对象 根据电力行业用户的实际需求，GX安防提供整合多系统的无人值守解决方案。无人值守变电站应该是以视频监控为主，辅以动力环境监测、综合报警处理和门禁控制信息等。因为，既然前端是无人或少人值守，那么，在后端管理中心就必然要对前端的所有状况、所有信息全盘掌控，才能真正做到无人或少人值守。采用了先进的图像识别技术，能够对各变电站的电路短/断、环境参量、现场状况进行监控和报警，能够实时、直接地了解和掌握各个变电站的情况，及时对发生的事件做出反应，并且操作简单方便，适合电力部门维护使用。具体监控对象如下：（1）室外部分变电站厂区周边环境、

12、出入口； 主变压器外观及中性点接地刀；对变电站内的全部户外断路器、隔离开关和接地刀闸的合分状态给出特写画面。（2）室内部分对变电站内各主要设备 2.2变电站防范管理体系架构说明： 1、以上管理体系结构需要与变电站实际的管理体系架构相吻合。 2、不同职能部门的管理策略、权限分配有相应的职能部门自行来制定，监控中心的集中管理功能仅作全面监视，而不涉足业务部门的管理规则制定及权限分配。 2.3变电站防范系统组成 按功能共分三个子系统：前端信号采集处理子系统、信号传输子系统、远程监控子系统，其中： 前端信号采集处理子系统主要包括：网络视频服务器、网络管理主机、视频摄像机、各种报警探测器、动环门禁系统及

13、消防探测器、环境监测探测器等。 信号传输子系统主要包括：各种传输线缆、10/100M交换机等通信传输模块。 远程监控子系统包括：集控站监控中心和调度局监控中心部分。（1）以防范形式划分：外部入侵保护：第一道防线，以线防护为主防范范围为：室外、周界、大门、出入口等。内部区域保护：第二道防线，以面防护为主防范范围为：内部主要道路、关键设备室出入口等。重要目标保护：第三道防线，以点防护为主防范范围为：关键设备、设备室、配电柜、操作流程等进行监护。（2）以系统类型划分：视频监控系统 监视防护区域的实况图像并录像，便于远程生产管理及事后核查。 门禁控制系统 管理重点区域的人员出入流程，根据人员级别控制操

14、作并记录事件。 防范报警系统 及时探测非法周界入侵，加强对关键设备、重要设备间的防范力度。 变电站全面安全防范系统布局图2.4变电站防范策略GX安防在无人值守变电站安防解决方案项目已有很多成功案例。电力系统各小型变电站所具备的传统功能包括“遥控、遥调、遥测、遥信”，但这些已远远满足不了现代化变电所的发展要求，实现无人值守变电所的远程图像实时监控，即“遥视”功能，引进出入口控制和管理系统，并以此为基础达成周界报警、远程监控、灯光控制等多系统联运机制。GX安防基于成熟稳定的门禁控制、视频监控和防盗报警产品，针对电力行业的特殊需求，推出了无人值守变电站的安防系统解决方案。集控中心对各变电站中各重要部

15、位实施出入口管理和控制，不同权限的门卡保证了出入口管理的安全性和灵活性，这在电力系统中尚属首例。此外，基于合理的模块设计与强大的系统扩展功能，GX安防的解决方案实现了门禁系统与视频监控系统、入侵报警系统及消防系统的联动，完善了远程监控、安全生产监控、周界报警和环境报警等功能，其集成化程度在同行业中处于领先地位。系统运行稳定、可靠且拥有世界级高安全性，尤其对强电、电磁、雷电有很强的抗干扰能力，为客户提供了值得信赖的安全保证。以门禁系统为基础多系统联动控制有利于实现人力资源的最佳配置，提高生产效率和服务质量。扩展功能强大的模块能适应飞速发展的市场需求，大大节约系统升级的成本，确保客户的未来发展。一

16、般变电站是由主控通讯楼、配电室、继电器室等建筑组成。而这些建筑内的各个机房、配电室内的重要设备是各种功能的机柜，如何更有效保证系统的可靠运行，对变电站实行如下防范策略：（1）周边环境防护周界红外对射视频图像监控通道出入管理（2）重要室外设备视频图像监控高级视频分析（3）重要设备房间视频图像监控室内防范报警门禁通道管理环境监测系统火灾报警系统（4）事件报警关联图像事件与视频图像关联报警与视频图像关联2.5系统实现的功能本系统建成后，将为*省电业局无人值守变电站日常的管理工作提供极大的便利。本系统建成后，此系统充分体现了变电站出入口综合保安管理系统依据当今数字化领域的先进技术，并且结合了厦门电业局

17、变电站的特点而制定，综合了其他远程监控系统的经验，确保系统建成后能够满足变电站远程管理的实际需要，同时为了保证系统的先进性、稳定性、扩展性，在方案设计中尽可能的采用了最先进、成熟的国际型品牌，进行优化组合及模块化设计，为能跟上*省电业局今后发展趋势充分考虑，使系统能随着用户的实际使用需求而扩展，防止重复性投资。具体实现的功能如下：（1）出入口数字化控制：本系统在变电站中的大门、主控室、高压室、电容室等部位安装了门禁设备后，管理中心即可对这些重要部位进行管理控制。管理中心可对有关人员进出这些重要部位的时间、位置、姓名进行监控（如管理日常进出），可手动控制大门的打开、关闭，可对不同的工作人员发放不

18、同权限的卡，通过不同权限的感应卡开启不同的门，进入不同的功能区（如变电站中操作队为抄表人员远程操作开关门等）。每张卡的权限可随时更改，避免丢失的卡被人利用。联动多媒体监控：针对供电系统的实际需求及建议，GX公司针对性的开发了符合实际的、满足目前变电站的实际使用要求的联动软硬件。门禁报警信息与现场相关区域摄像机间形成联动控制：如非法闯入、破坏门禁设备等通过软件联动的设置驱动电视监控子系统的对应摄像头，进行联动监控。如果需要监视刷卡人正常进入大门的情况，可设置功能：当有人刷卡进入大门时，球型摄像机将自动对准门口进行视频传输，在集控中心的工作人员可即时看到进入大门的人员情况。（2）入侵报警系统与闭路

19、电视监控系统的联动控制入侵报警装置与现场相关区域摄像机间的联动控制。有硬件联动和软件联动两种方式，硬件联动是入侵报警的信息通过开/闭信号传送给电视监控系统的报警装置，通过电视监控主机联动相关摄像机；软件方式是入侵报警的信息由报警控制器通过网络上传到HUS综合管理安防集成软件，通过软件联动的设置驱动电视监控子系统的对应摄像头，进行联动监控、录像取证。报警装置还可以驱动其它报警装置，如开启报警警灯、警号等。（3）出入口控制子系统与闭路电视监控子系统的的联动控制门禁报警信息与现场相关区域摄像机间的联动控制。如非法闯入、门打开时间过长、无效卡刷门等通过软件联动的设置驱动电视监控子系统的对应摄像头，进行

20、联动监控。视频联动采用本地网络的软件联动，实现视频和门禁系统共用门禁软件控制。由门禁系统软件提供告警联动设置，视频系统执行，从而实现视频和门禁的CCTV联动。（4）出入口控制与闭路电视监控系统联动示意如下（5）出入口控制系统与入侵报警系统的联动控制当入侵报警信息上传到到管理中心通过HUS管理软件联动出入口控制子系统的电控锁，封锁报警区域。（6）与消防系统集成消防联动采用各区域消防火警告警信号直接控制该楼层锁电源断电方式，实现在发生火情时，自动开锁并向中心报警的功能。系统采用各楼层锁电源和控制电源分离，消防控制设备的火警信号接入继电器控制回路中，由继电器控制接触器，并发送火警信号到安防系统中心门

21、禁控制器主机报警，由接触器立即切断锁电源，便于人员的逃生；同时，该消防门锁接入控制器的控制回路，在必要的时可以由授权人通过中心软件远程开锁，利于大宗货物的运输，而不影响消防设备。视频联动采用本地网络的软件联动。由门禁系统软件提供告警联动设置，视频系统执行，从而实现视频和门禁的CCTV联动。（7）数据管理管理中心对变电站工作人员的出入数据进行统计分析，并结合数字多媒体图像，可以有效管理各种工作状态（时间、地点、进度等），更有利于安排工作流程、提高工作效能。（8）与站内原有防火系统的连接当当地门禁控制主机接收到火灾报警信号后，将对本站所有的门禁点即时进行断电动作，打开门锁，方便在发生火灾时人员逃生

22、和消防人员进入救火。另外，本系统预留有数据接口，可以根据需要与电业局的MIS网联网进行传送，以便各有关部门共享资源，变电站设备维护及事故处理，整个系统是一个开放型系统、兼容性强，MIS网内的用户使用图像监控系统提供的监控软件即可远程监控现场图像，有关职能部门和局领导可远程指挥，大大提高管理水平、管理效率和应急反应速度。第3章 视频电视监控系统3.1概述*省变电站的视频电视监控系统可以有效实施变电站重要部位的全局化监视和管理，预防各种突发事件的发生。当有紧急情况发生时，自动开启录像机进行录像，并且能够通过局域网在集控监控中心对相应的监控图像自动跳到大屏显示。闭路视频监控系统是变电站安全防范系统中

23、的一个必不可少的重要组成部分，对变电站的重要部位，重要事件及不法者进行监视、记录。可以直接掌握现场的情况和记录时间的详情，及时发现并避免可能发生的突发性事情，为变电站的安全管理提供事实依据。针对*省变电站项目视频监控系统采用数字组网的方式更能满足变电站智能建设需要。系统通讯协议采用TCP/IP，可通过网络传输所有监视点的图像信号，进行远程监视管理，采用中文界面，图像在传输过程中，画面流畅清晰。它具有如下特点：整个系统采用二级管理控制；全数字化的视频传输方式，可以与智能化集成平台无缝集成；集中化监控管理；区域性监控管理；远程网络监控管理；灵活的系统结构调整及扩展功能；具有与公安110系统的接口。

24、3.2系统设计系统结构*省变电站视频监控系统采用GX公司全数字网络化视频监控系统，将模拟视频图像及控制信号通过视频编码器转化为数字信号，以IP数据包的形式在电业局集控中心实体保卫系统的专用局域网上传输，实现分布监控，集中控制和管理的功能。GX公司的数字视频监控系统具有可靠性、安全性高，易于管理，信号传输无损伤，系统扩容性强等特点。并且全数字网络化视频监控系统支持与HIIS安防管理集成平台的无缝集成，通过HIIS安防管理集成平台不但可以实时图像显示、图像存储、录像回放、快球摄像机控制、快球预置位调用、虚拟矩阵切换、电子地图显示，而且还可以与门禁系统、入侵报警系统、内部对讲系统等实体保卫的其它各个

25、子系统实现联动控制，通过各种事件和报警触发监控图像的显示、记录以及快球的预置位调用。变电站的监控系统采用全数字式系统，构成二级管理控制的网络结构组网方式。前端设计根据*省变电站的建筑特点，监视点主要对大门、控制楼门厅、户外场地、主变、重要断路器、控制室、继保室、通信室、电容器室、消弧线圈室、GIS室、10kV高压室等进行监视。通过通信网络通道，将被监视的目标动态图像以IP单播、组播方式传到系统主站服务器及工作站，并能实现一对多（一个远程终端同时连接监控多个变电站端视频处理单元），多对一（多个远程终端同时访问一个变电站端视频处理单元）的监控功能。传输系统设计.1网络设计*省变电站的视频网络采用电

26、力内部的智能化专用网络，在变电站的功能区域设置视频编码器和网络交换机，把前端的模拟视频信号转化为数字信号，接入电力的局域网。实现全数字化的视频传输方式，可以与智能化集成平台无缝集成、集中化监控管理、区域性监控管理、远程网络监控管理和灵活的系统结构调整及扩展等功能。目前，各变电站与电力集控中心之间网络连接情况各不相同，总体管理架构形成了星型网络拓扑结构，保障了变电站业务管理的安全性、保密性、可靠性。联网带宽可以根据实际需要来申请公网带宽，今后可以根据各个变电站的实际网络流量大小来适当扩容或升级带宽。结合实际需求，各变电站与集控中心之间网络传输带宽可以达到2M，在有限的网络资源下实现整个系统的综合

27、管理。网络架构如下图：监控中心设计网络设计在电业局的集控所的监控室设置总控中心，负责管理整个*省区变电站的视频图像信号管理；同时在市级、省级的监控中心均建立相应的分控管理工作站，进行协助、远程应急指挥。在总控中心配置视频流媒体管理服务器、客户端工作站、IPSNA存储器以及一套GX的HIIS综合安防集成管理平台。本方案配置中心管理服务器、视频流媒体服务器、客户端工作站和SNA存储器分别对前端摄像机进行数据管理与图象存储。可以通过局域网各分控中心可通过管理中心设置不同级别、不同权限的用户，采用客户端工作站前端摄像机进行控制、调用。集控所的总控中心电视墙：采用2x2块50寸DLP拼接屏，可以达到16

28、路D1画面的任意组合、放大与切换。配合数字监控系统，可实现16x12=192副的图像显示效果。同时配备18台25寸逐行扫描监视器作为辅助显示。存储设计为了减少网络的带宽，提高网络的利用，整个系统采用分散存储方式。在各个变电站进行本地图像存储，保存时间15天；0.8GB/h16路24小时15天4608G。（5块1T硬盘）在集控中心实现对重要、报警区域图像备份，实现变电站的图像异地存储，保存时间30天。0.8GB/h160路24小时30天92160G。（90块1T硬盘）3.3 数字监控系统功能和特点（1）实时视频（2）录像及回放（3）视频联网（4）系统管理及安全控制（5）支持的视频点播功能（6）全

29、网设备和配置的管理（7）报警联动控制（8）键盘和监视器操作（9）远程闸刀控制：第4章 防盗报警系统4.1概述变电站防盗报警系统是对变电站内环境进行安全防盗的报警监测，主要包括：非法闯入及异动报警。它可以探测非法侵入，并且在探测到有非法侵入时，及时向有关人员示警。一旦报警，可记录入侵的时间、地点，同时向监视系统发出信号，录下现场情况。变电站安防系统，整个系统按独立建设。根据系统的实际使用情况，同站端视频监控系统联接，实现安防报警同视频画面联动；同时可以接入当地“110”系统，实现联动。4.2系统设计系统结构图报警系统由前端、传输、中心三部分组成，其系统原理框图如下图所示：当系统布防时，各种探头探

30、测到任何异常情况，都会发出声光报警，报警控制主机接收到来自报警探测器的手动和自动报警信号，在向CCTV系统发出触发信号的同时,对报警进行处理，触发继电器的动作启动报警区域的灯光，同时启动声光报警器，提醒人们的注意具体报警地点，从而有效地保护生命的安全，与闭路视频监控系统报警联动后，摄像机自动将镜头指向报警区域，同时打开录像设备对报警过程进行记录。本方案采用的报警系统，实时监控各个报警点，对各个报警点可以任意分区，控制其集体或单独布撤防。系统内任一组件发生故障，均不影响系统其它部分的工作，也不会使异常环境更加恶化，以及降低设备性能或缩短设备寿命。第5章 出入口管理系统5.1概述变电站出入口管理系

31、统是通过对出入变电站的允许进入情况进行控制、管理和记录的设备，只允许得到许可的人士进出相应的出入站点，以实现中心对变电站的24小时控制、操作、监视及管理。在*省变电站的相应的出入口、设备间、电缆间、控制室等区域设置出入口控制系统后，当内部的员工要进入所管制的区域时，必须先在门旁的读卡器读一下卡，门才能打开。如遇到非法入侵的情况，断电时门禁系统自动锁死。每一张卡根据系统设置权限，只能在规定时间内打开规定范围的门。并且根据设定，工作人员进入变电站大门后，必须关上大门才可以进入下一道门；出来时一样，需要关上变电站内所有设备间的门，大门才允许刷卡出来。采用这种管理方式后防止了人走后忘了关门、钥匙管理的混乱现象，员工不可能随便出入口。如有