变电站遥视与红外测温系统技术方案

1、变电站远程红外测温系统技术方案河北恒泽电力科技有限公司2011年12月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 系统概述3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 总体设计3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 系统设计原则3设计依据4系统设计遵循标准4 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 环境条件设计依据5 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document

2、 系统抗震设计依据5 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 系统设备设计依据5 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 机柜设计依据6 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 系统组网与监测点分布6 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 主控室监控8 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 开关室监控8 HYPERLINK l bookmark25 o Current Do

3、cument 设备区监控 8 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 典型设备安装示意图8 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 系统功能与特点9系统特点及特殊工艺11系统的先进性、成熟性11 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 系统的可靠性11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 系统的开放性与兼容性11 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 系统的合理性11 H

4、YPERLINK l bookmark40 o Current Document 系统的扩展性12产品技术指标和性能的详细描述12选用设备说明12监控中心设备12 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 网络组网设备12设备技术指标说明13 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 室外型红外测温仪13室内型红外测温仪14.系统概述近年来，随着电力系统管理体制不断深化改革，变电站的综合自动化技术不断进步。目 前很多变电站，特别是110KV以下变电站已实现无人值守。遥视系统已逐步成为无人值班变 电站必有的自动化

5、项目。变电站红外测温系统正是结合遥视系统，利用数字云台、红外测温 仪、网络视频服务器及监控软件等实现对变电站运行设备的远程测温。本系统的最大特点是在变电站遥视系统中加入高精度的数字云台和红外测温仪，组成了 视频、温度远程自动检测系统。当前变电站工作人员利用热成像仪，定期的对供电设备进行 温度巡回检测，一是费时费力，并且不能及时发现设备的隐患；二是成本高，一套热成像仪 动辄数十万元；三是受人为的因素影响大，很容易漏测。针对以上情况研发的变电站远程红 外测温系统，能自动根据预定时间完成对设备的温度巡测，并通过网络将温度和现场图像实 时传到监控中心。对于预置点的温度检测可设置高温和低温越限报警。系统

6、将自动保存每次 温度巡检的记录，并可同时进行视频录像。一旦系统检测到温度异常就会通过监控屏幕的闪 烁和报警声音提示监控工作人员。显示、报警、预置、记录查询等都在监控中心实现。这样。 即保证了测量的及时性，又减轻了人力、物力的消耗。.总体设计随着音视频处理技术、数字传输技术和宽带网络技术的进一步发展，目前的嵌入式全数 字网络硬盘录像机已经达到了接近工业级视频监控的技术要求，能够提供廉价、开放、性能 良好和功能齐全的服务，其各方面性能指标和系统功能也完全可以满足变电站遥视系统要 求。本系统完全以遥视系统为依托，红外测温仪通过站端的数字网络硬盘录像机与传输设备 实现数据的采集、编码、传输，到达监控中

7、心后，通过软件实现对站内设备远程测温的功能。系统设计原则工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，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、 广电集团电力系统技术标准等标准。X 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。-J-系统设计原则：系统稳定性、可靠性、先进性、兼容性、易操作性、免维护性和可 扩容性等。.设计依据系统设计遵循标准本方案的设计依据为我国现行的国家、行业标准。遵循的标准如下：1

8、)技术标准：工IEC国际电工协会4GB中华人民共和国国家标准GB5019-94民用闭路监视电视系统工程技术规范4GA/T75-94安全防范工程程序与要求工GBJ115-87工业电视系统工程设计规范工SDJ8设备接地设计技术规程4SDGJ14-86导线和电器选择设计技术规定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4GB 2423.10-89电工电子产品基本环境试验规程工GB/T17626.2静电放电抗扰度试验工GB50217-94电力工程电缆设计规范ISO/IEC JTC艮264视音频编解码标准-视听对象的编码ITU H.264视音频编解码标准DL 476-92电力系统

9、实时数据通信应用层协议2)施工标准B50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50172-92电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范GB50395-2007视频安防监控系统工程设计规范,GB50348-2004安全防范工程技术规范环境条件设计依据遥视系统设计完全适应如下环境条件：-J-周围空气温度最高温度：50。最低温度：-20。X环境相对湿度：W90%（无凝露）X绝对湿度12.1hPaX海拔高度：小于2000m。系统抗震设计依据遥视系统组装好的整套系统抗震能力达到如下标准:X水平加速度：0.2 g；X垂直加速度：0.1

10、go系统设备设计依据遥视系统设备设计依据可靠、稳定、易修复原则设计：X 一般设备平均无故障时间大于5000小时。X 关键设备平均无故障时间大于10000小时。X 平均故障修复时间小于24小时。机柜设计依据遥视系统机柜设计依据如下标准设计：-J-柜体防护等级IP30级，并充分考虑自然通风、散热的要求。上 装于柜内的元器件及端子排的布置整齐、标志清楚，便于操作、观察、拆装和检修;X 设可靠的接地端子，并应采用良好的防锈措施；X抗地震、防振动和抗撞击的要求。抗地震能力的设计要求：所有安装在屏上的设备应能承受14.7米/秒2（1.5G）的静态水平加速度。防振动设计要求：当输入电压为额定值，输入电流为零

11、时，如果分别在水平方向和垂直方向上交 互地施加如下的振动：振动频率16.7赫兹振幅0.4毫米振动时间10分钟应该保证设备不会失灵。抗撞击设计要求：当设备的输入电压为零时，分别交互地在垂直方向上施加6次294米/秒2的撞 击，设备的性能和外观不会引起破坏。-J-所有机柜涂有一层底漆和两层面漆，以防止在运输、仓储和运行中的腐蚀和锈蚀。.系统组网与监测点分布根据变电站各类设备的运行温度要求，结合遥视系统的建设标准与用户现有的网络状 况，拟采用以县局或市局为监控中心，搭建星型以太网，各变电站与监控中心之间具备至少 2M以上传输带宽，可以实时传输4路动态图像并在监控画面中叠加当前设备温度数值。系统组网结

12、构拓扑图如下所示：务器流媒体服监控终端监控中心星型以太网网桥池100M2M2M变电站光传输变电站网桥_变电站变电站测温云台测温云台温云台测温云台一务器流媒体服监控终端监控中心星型以太网网桥池100M2M2M变电站光传输变电站网桥_变电站变电站测温云台测温云台温云台测温云台一测温云台一测温云台变电站光网桥变电站远程红外测温系统组网主要包括两层结构：X监控控中心层X前端监控点层监控中心层主要包括：监控终端、流媒体服务器、交换机、网桥池等设备。其中的核心 设备、监控终端软件等均采用模块化设计，方便日后系统升级与扩容。集控中心层是遥视系统与监控人员直接的接口。监控人员只需通过监控终端就可以完成 其授权

13、范围内的全部监控任务，如实时音视频监视、语音对讲和监听（需增加相应设备）、 监控设备操纵，录像回放、历史数据检索、报警处理等。前端监控点层主要包括：网桥、交换机、硬盘录像机、摄像机、红外测温仪、承载云 台等设备。硬盘录像机完成前端变电站的运行设备温度、视频等数据的集和监控设备的操纵，如云 台、镜头和各种开关量的控制。硬盘录像机采用业内主流技术，与各种网络系统之间具备良 好的互通性和兼容性。监控点主要包括摄像机、红外测温仪等，主要完成视频和各种报警传感器信息量的采集、 并将各种信息流媒体至硬盘录像机。主控室监控-J-主控室内可按需要在墙壁上安装具有红外测温功能的云台摄像机，监控室内各屏体 图像的

14、同时，可对各屏体的温度进行监测。-J-云台具备预置位功能，可将重要的屏体、机柜（如：交流屏、直流屏）设为预置位， 通过远程调用预置位可实现目标自动测温。开关室监控-J-根据开关室大小不同，可安装1至2套具有红外测温功能的云台摄像机，用于监控开 关柜顶部刀闸、母线排、以及开关柜等温度状态。-J-云台具备预置位功能，可将各个开关柜顶部的刀闸、母线排等设为预置位，通过远 程调用预置位可实现目标自动测温。设备区监控X在室外设备区内安装具有红外测温功能的云台摄像机，云台摄像机数量根据设备区 实际需要配置。-J-在主变附近安装具有红外测温功能的云台摄像机，可对主变外表面过行实时测温。X电容器等设备根据用户

15、实际需要单独安装，或与其它设备共用测温云台摄像机。典型设备安装示意图.系统功能与特点前端监控点采用硬盘录像机做为录像与接入控制设备，除具有远程自动测温功能外还具 备完整的遥视功能。能够实现云镜控制、报警接入、和远程传输、远程监控、远程配置管理等多重功能；设 备采用嵌入式操作系统，具备硬件看门狗设计，实现了防止系统死机的功能，能够保证持续 稳定工作。前端监控点硬盘录像机的功能简介如下：-J-先进的视音频技术H.264高质量视频编码，G .729音频编码，具备1、4、6、9、16路音频和视频 同步压缩和传输的功能。采用CIF分辨率(352X288)视频编码，同时支持CIF和QCIF分辨率，全帧速播

16、放 模式：25帧/秒。(另有D1分辨率设备可选)视频编码码率可在线调节，可适应低速传输的32Kbps, Cif(352X288)视频分辨 率，带宽范围128Kbps768Kbps；在图像随机信噪比大于或等于38dB的情况下、 CIF分辨率的画质下，传输码率占用带宽不超过512Kbps。独特的报警自持功能；前端监控点的报警联动功能不依靠监控中心设备的控制， 当视频监控系统传输网络出现问题时，前端监控点的报警联动仍能正常使用。X超强的网络功能能够根据网络带宽和传输质量灵活地在线设置视频参数，包括帧率、码率、分辨 率，能够在线设置网络传输协议，保证最佳的视频传输质量；支持固定内网和外网IP地址和动态

17、IP地址，传输端口可自由设定支持网络防火墙和路由器穿透；支持图像集中传输、转发，保证在低带宽情况下多用户同时浏览一个监控目标。-J-远程控制功能可在监控中心控制测温云台，实现手动测温、自动测温、定时测温等。接受分控监控终端或主控终端发出的指令，可以进行镜头聚焦、近聂远景、光圈 调节，云台上下、左右、预置位调用和自动巡视并可以按照时间段进行巡视的灵 活设定等控制。能够控制现场照明设备和报警设备。系统支持软件方式对系统进行自动布撤防控制，布撤防时间、布撤防范围可灵活 设定。系统同时支持在前台监控区域，可以手动进行布防或撤防控制。-J-其他具有WatchDog功能，错误自恢复能力远程WEB方式配置、

18、诊断和维护，无须到现场高可靠、全功能一体化设备，双层机壳防水防尘防潮设计，内置稳压电源、解码 器、防雷模块、加热器、接线板，安装简便，即安即用。10-J-远程控制功能远程控制测温设备、监控设备、云镜、雨刷、射灯、报警器等设备。云镜位置锁定和解锁。监控控制权申请和仲裁，可实现高优先级功能，控制权的等级可设定。支持远程升级功能，确保系统的保值与增值。.系统特点及特殊工艺系统的先进性、成熟性X 先进的监控模型：全数字分布式监控模型，成熟的客户/服务器模式。X 先进的音视频编码技术：标准化的H.264+G.729。系统的可靠性X 高度紧凑的一体化设计，基于嵌入式处理器和嵌入式软件设计，具有硬件看门狗功

19、 能，错误自恢复能力。X 高可靠工艺设计：结构加固，环境高低温控制，防雷，防潮，防雨，防尘，宽温态 电源，较强的防电磁辐射能力的网络音视频控制器尤其适合恶劣的工作环境。X 全面的错误自恢复设计：全部软件都有自我错误恢复能力，系统运行不依赖硬盘。-J-系统的使用不影响被监控设备的正常运行。系统的开放性与兼容性X 大量采用标准化技术，与其他系统互通和互操作的能力。X客户/服务器监控模型也提供了额外的开放性，具备高效的软件扩充和升级能力。X 为其他控制系统提供网络接入能力。系统的合理性11-J-充分考虑使用环境：保证在较恶劣的物理环境下，能够由非专业的操作人员轻松地 完成系统的安装、操作和维护。-J

20、-安装和维护的简易性：一体化的工业级设备，简单的接口设计。X 应用需求：针对不同的性能要求提供不同的设备级别，具有较高的性能价格比。系统的扩展性X 系统可方便的利用变电站即有网络系统进行建设，最大限度地利用原有资源，减少 投资浪费。X系统支持软件在线升级功能。.产品技术指标和性能的详细描述选用设备说明监控中心设备监控中心设备主要由：主监控终端、分控终端、流媒体服务器等设备组成。主监控终端：以高端PC机为依托，根据监控要求进行专门的定制。具体设备指标见主要 选用设备清单。分控终端：以普通PC机为依托，根据监视需求进行专门的定制。具体设备指标见主要选 用设备清单。流媒体服务器：流媒体服务器是变电站遥视系统中联网设备的核心产品。流媒体服务器 配合其它联网设备，实现强大的网络转发功能和完成图像、声音和其他数据的存储功能，流 媒体服务器一般是配置双网卡的专业服务器，其主要功能为实现数据转发，为系统的整体稳 定性提供了可靠的保证。具体设备指标见主要选用设备清单。网络组网设备网路组网设备主要由网桥、交换机组成。12网桥：E1网桥将网格信号转换成E1信号利用变电站现有网络，将信号传输至集控中心, 利用网桥池再将E1信号转换成网络信号，实现图像与报警信息的上传。具体设备指标见主要 选