智能变电站辅助系统综合监控平台站端设计.doc
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1、(完整word)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311。12.2 光纤收发器321
2、。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
3、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、824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420mA模拟量输入、开关量输入、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,
4、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
5、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n 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。n 可接入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。 n 可接入6路模拟量,实现对温度、湿度、风速、
6、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。 n 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。n 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。n 可通过网络对服务器进行远程参数配置。n 串口具有15KVESD浪涌保护,网口具有2500V隔离保护。n 所有输入输出端口均配有光耦隔离,具有500W雷击保护.u 远程管理,远程固件升级.3)存储计算因DS8516EH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I
7、P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:存储天数视频规格7天15天30天1280720(HD720P),4Mb码流295.31632.811265.63720*576(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
8、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
9、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:l 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。l 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。l 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。l 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。l 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;
10、监视该区域并联电抗、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态.l 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。l 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态.l 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。l 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
11、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,可采用如下分布:l 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。l 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。l 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。l
12、 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.l 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。l 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。l 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.l 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
13、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:l 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。l 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。l 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。l 主变场地:监视变电站主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、
14、渗漏油、风扇状态等。l 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。l 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.l 室内重要区域:监视进出室内(主控室、蓄电池室)的人员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:l 围墙监控可采用变焦
15、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。l 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。l 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。l 场地及高压室监控,可采用高速球机,实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。l 小范围的室内(通信室、蓄电池室)监控可采用固定枪机。l 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.l 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
16、582,网络高清有效像素达720p以上。l 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。l 室外枪机需配置IP66等级的室外型防护罩。l 室外球需达到IP66防护等级。l 网络摄像机应具备开关量输出功能,以控制补光灯开启。l 所有IP摄像机除了网络口还需具备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-2CC172PIR1红外防水网络摄像机DS-2CD892P-IR13全景(主控楼顶)网络高
17、速智能球DS-2DF1-518网络高清智能球DS2DF1672网络自动跟踪高速智能球iDS-2DF1-515B4场地及高压室网络高速智能球DS-2DF1518网络高清智能球DS2DF1-6725室内(小范围)网络摄像机DS2CD892PF6室内(大范围)网络中速智能球DS-2DM15161.4.4 监控点配套1.4.4.1 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:l 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.l 摄像机支架的选择必须满足荷重要求,同时具备防
18、锈防腐功能。l 安装应牢固,不得歪斜,制作要美观。l 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。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
19、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iDS6002HF(/B)视频服务器进行智能分析,iDS6002HF(/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
20、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 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
21、成420mA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420mA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l 在主控室、继保室、通信室、蓄电池等室内需配备温湿度传感器。l 如果被测的房间太大,就应放置多个温湿度传感器.l 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
22、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,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
23、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
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