贵阳市南供电局变电站遥视系统解决方案.doc
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1、贵阳市南供电局变电站遥视系统解决方案广州市德特信息技术有限公司 目 录目 录2一、综述4二、系统设计依据及参考标准规范621 系统设计依据及原则622 系统设计标准及规范7三、系统网络结构8四、系统组成及各部分派置规定104. 1 电力变电站远程图像监控系统的组成1042 变电站监控前端部分12421 网络视频服务器12422 外围监控设备1443 远程监控中心16431 远程监控中心网络接口16432 系统服务器17433 值班员工作站17434 翔视网络视频集中监控系统管理软件18435 其它设备18五、系统总体功能、性能指标和特点1951 系统总体功能19511 实时图像监视19512
2、语音功能20513 本地及远程控制20514 录像功能21515 报警功能22516 系统管理功能2352 系统的性能指标及重要参数26521 视频特性26522 音频特性26523 系统性能26524 系统响应时间27525 控制接口27526 环境规定2753 系统特点28531 优秀的图像品质28532 低带宽占用28533 低延时性28534 无限制位点远程实时监控录像29535 系统结构灵活29536 可扩容性强29537 易操作性29538 自主开发30一、综述由于计算机网络、多媒体技术和数字技术的发展,使得监控系统在监视空间上有了很大提高余地,可实现远距离、大范围的监控。电力系统
3、的远程图像监控系统最基本的目的是将变电站的实时图像信息传输到巡检、集控中心等相关部门,为电力安全生产提供服务。因此,在电力系统,这种监控系统也被称为“遥视系统”。随着无人值守变电站管理模式的推广,变电站巡检制度的建立,在巡检中心、集控中心(集控站)等相关部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接受解决,可提高变电站运营和维护的安全性和可靠性,并可逐步实现电网的可视化监控和调度,使电网调控运营更为安全、可靠。贵阳市南供电局现已有局中心到各变电站的2M的SDH通讯网络,因此该方案将解决贵阳市南供电局对下属变电站的遥视监控,从而推动管理逐步向自动化、综合化、集
4、中化、智能化方向发展提供有力的保障,切实提高发电厂的安全运营水平。本方案重要针对贵阳市南供电局对110KV都司变、110KV兴关变、110KV彭家湾变、110KV观水井变、110KV凉水井变、110KV龙洞堡变、110KV沙冲变和35KV太慈桥变8座无人值守变电站的远程视频数据集中监控系统,并在调度中心,生产车间、自动化通讯所、保卫科、安检科等相关智能部门建立分控中心(分控中心(领导)采用使用自身办公计算机在办公网络上通过用户权限认证的方式进行),实现对变电站有关数据、参量、人员出入情况、现场作业情况、各变压器、开关站各设备的运营情况、主控室/通讯机房等重要现场等进行本地及远程监控、安全防范、
5、告警监测,以便可以实时、直接的了解和掌握电厂的现场情况,并及时的对发生的情况作出反映。本方案系统针对变电站内的如下目的实行实时监控:l 实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听;l 监视变电站内变压器、断路器等重要运营设备的外观运营状态;l 监视变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态;l 监视变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态;l 监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态;l 监视变电站内重要室内环境(主控室、高压室、电容器室、独立通信室、电缆层等)的情况;l 实现变电站站内关键部位防火、防盗自动监视,可进行周边报警联动;二、系统设计依据及参考标准规范21 系统设计依
6、据及原则重要依据电力行业对电力远程监控系统的需求,电力远程监控系统招标文献技术部分中所提出的整体建设目的、系统功能、技术性能指标等,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、贵电集团电力远程图像监控系统技术标准等标准。本解决方案以满足实际应用为出发点,在视频传输方面运用电力现有的通讯网络以求最大限度减少系统造价。系统设计原则如下:l 系统稳定性、可靠性所选硬件均选用先进、成熟、可靠的产品,且具有良好的运营业绩。l 系统先进性采用目前最先进的软硬件组合,使系统兼容性、升级、扩展更容易,并采用模块结构维护
7、简朴化。l 系统易操作性和实时性所有操作均采用WINDOWS标准窗口操作,并使信号实时上传,真正做到实时性。l 免维护性通过模块化、层次化的设计可基本实现系统的免维护。l 可扩容性可根据需要方便地进行网络逐级汇接,增减各类站级前端设备等。22 系统设计标准及规范l GBJ115-87工业电视系统工程设计规范l GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范l GB12322-90通用性应用电视设备可靠性实验方法l GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件l GB 4798.4-90电工电子产品应用环境条件无气候防护场合使用l GB 2423.10-89电工电子产品基本环境实验规程l
8、 GB/T17626.2静电放电抗扰度实验l GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度实验l GB/T17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰度实验l GB/T17626.5浪涌(冲击)抗扰度实验l GB/T17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度l GB/T17626.8工频磁场的抗扰度实验l GB50217-94电力工程电缆设计规范l IEC364-4-41保护接地和防雷接地标准l GB/T 14429-93远动设备及系统-术语l GB/T 13926.n-92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性l ITU-T H.323网络电视电话系统和终端设备标准l CCITT G.703脉冲编码调制通信系
9、统网路数字接口参数标准l YD 610-93PCM基群信令接口设备技术规定和测试方法 l ISO/IEC14496-2 MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码 l ITU H.263视音频编解码标准l DL 476-92电力系统实时数据通信应用层协议l IEC60870-5-101基本远动任务配套标准l IEC60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准l IEC60870-5-104远动网络传输规约l IEEE802.310BASE-T 以太网接口标准l IEEE802.3U100BASE-TX快速以太网接口标准l QB/001-123.01.2023广电集团电力远程图像监控系统技
10、术标 准三、系统网络结构基于翔视DT1000网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统,对于纳入遥视监控范围的变电站的数量没有限制,重要视其应用环境的网络状况,因此基本上系统规模可根据电网区域范围大小和变电站数量自由组合定义。同时系统可按多级组网的方式,形成大规模的监控网络。根据电力行业的应用特点及管理模式,贵阳市南供电局电力变电站远程图像监控系统基本上分为主控中心、区域监控中心和站端系统的三级网络结构方式。系统在各变电站站端装备一台或多台翔视DT1000网络视频服务器(具体数量视变电站内配置的监控摄像机数量)执行视频解决单元RVU功能,完毕对视音频信号的数字化及编码压缩解决,将其和报警等数据
11、信息一起打包成IP数据包在IP网络上传输;各集控中心(涉及巡检中心)设区域监控中心,运用中心与变电站之间的10/100Mb/s (10/100BASE)光/电接口通道或2Mb/s(G.703)电路通道,接受各变电站站端网络视频服务器上传的视音频、报警信息,同时通过“翔视网络视频集中监控系统管理软件”进行远程实时监控;在条件成熟的前提下可在调度中心设立主控中心。系统的分级拓扑简图如图一所示。此外,可将监控网络单独划为一个VLAN子网,只通过FE或GE与中心互换机或路由器建立连接,这样,变电站内的设备运营信息可直接进入电力单位的MIS网络,即将图像、语音、报警信息送到MIS系统,使得MIS上的被赋
12、予权限的工作台式电脑都可获得图像、报警等信息而无需额外建设投资。主控中心(调度中心)-SCIP网络区域监控中心N(集控中心)-SS区域监控中心1(集控中心)-SSIP网络IP网络变电站图像监控系统1-SU变电站图像监控系统M-SU变电站图像监控系统1-SU变电站图像监控系统M-SU图一贵阳市南供电局电力远程图像监控系统分级拓扑简图四、系统组成及各部分派置规定4. 1 电力变电站远程图像监控系统的组成如前所述,根据电力行业的应用特点及管理模式,贵阳市南供电局电力变电站远程图像监控系统由主控中心(调度中心)、区域监控(巡检)中心和前端变电站站端部分(监控前端)以及传输网络设备构成。其中,主控中心和
13、区域监控中心的功能基本一致,重要涉及监控管理服务器、中心值班员工作站、录像资料存储设备以及翔视远程视频集中监控管理系统应用软件。变电站监控前端部分涉及摄像机及配件、语音设备、网络视频服务器(视频解决单元RVU)、矩阵控制器(可选)、告警解决单元等。视频、音频、告警信息,由网络视频服务器压缩编码后,通过通信网络,上传到监控中心,完毕实时监控,掌握站内设备运营情况。监控中心可实行对变电站监控设备的管理、告警信息的查询、图像浏览和控制等功能。考虑到电力系统建设的阶段性特点,基于翔视DT1000网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统具有良好的可扩展性。各功能部分采用模块化结构,非常易于扩容、组网方
14、便、配置灵活,并具有良好的用户接口。l 在系统加入新的变电站时,只须建立站端监控前端系统并建立和监控中心的连接即可;l 系统各项功能和运营状态不受扩建影响;l 系统具有多级组网能力以组建全省的监控网络。其基本三级组网结构图如图二所示:图二 电力远程图像监控系统结构及组网示意图42 变电站监控前端部分变电站监控前端部分设备安装在变电站现场,完毕变电站现场各种信息采集、解决、上传,重要可分为网络视频服务器(视频解决单元RVU)和外围监控设备两大部分。设备应符合变电站自动化设备设计规定及有关标准,各部分的配置如下:421 网络视频服务器网络视频服务器是电力变电站远程图像监控系统中的核心设备,执行电力
15、有关标准规范中所谓的站端视频解决单元的功能,重要涉及:l 采集变电站各监控对象的视频图像和背景声音,通过压缩编码后上传到监控中心;l 在需要时,通过现场网络连接解码器,根据本地或监控中心操作发出来的命令控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/远景、光圈调节,控制云台上下、左右和自动巡视动作;l 根据告警解决单元、报警探测器采集到的各种状态信息和报警信息,实现警视联动录像功能,自动启动告警照明灯、警铃等受控设备,自动以字幕、声光提醒报警加以说明;l 与变电站相关自动化系统(即综合自动化系统或RTU、门禁系统等)互联互动,根据预先设定信息实现和所连接的自动化系统之间的联动;需要特别指出的是,由于翔视网络
16、视频服务器的独特性能和强大功能,在变电站站端和监控中心之间网络带宽允许的情况下,它可以将变电站站端所有监控对象的视频图像实时上传到监控中心并同时显示。而采用工控机加视频压缩卡或采用数字硬盘录像机执行站端视频解决单元功能的电力变电站远程图像监控系统模式,由于其自身架构因素,就无法实现这一功能。出于变通考虑,通常在摄像机和监控站端视频解决单元之间接入矩阵控制器(如十六路入四路出),减少输入到站端视频解决单元的视频路数,达成准实时监控的目的。422 外围监控设备由于各变电站规模、电压等级、变电站形式(室内、室外)的不同,外围监控设备的类型、构成和组织结构,特别是摄像点的布置和摄像机的类型数量差异较大
17、,总体上以满足图像监控基本目的和规定为原则进行配置。1、 监控摄像机及配件按照贵电集团电力远程图像监控系统技术标准参考摄像机配置如下:110kV变电站图像监控系统摄像机配置(供参考)名 称单位数量一体化球形彩色摄像机(2台室外,2台室内)套4带云台摄像机套2固定摄像机套6350电站图像监控系统摄像机配置(供参考)名 称单位数量一体化球形彩色摄像机(6台室外,2台室内)套8带云台摄像机套2固定摄像机套6应用于变电站监控的摄像机类型有一体化球形摄像机、彩色摄像机、黑白摄像机等,加上配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等,一般规定指标如下:l 一体化球形摄像机,可预设64个以上位置,视频输出VBS1
18、.0Vp-p/75欧,20倍光学焦距,8倍数字焦距,清楚度480线,逆光补偿功能,自动/手动聚焦,遥摄全景旋转(360度连续),倾斜旋转-590,环境温度:-10+50,最小照度1LUX,RS485/232接口,功耗50w,信噪比40db。l 彩色摄像机,光灵敏度值470线。l 黑白摄像机,光灵敏度值400线,背光补偿功能。l 云台、防护罩、支架,室内型云台、防护罩、支架规定具有防锈防腐功能;室外型云台、防护罩、支架应具有防雨、防尘、防锈、防腐能力,对高低温环境条件特别恶劣的摄像点,应采用品有高低温防护能力和雨刮器的防护罩以保护摄像设备。l 云镜解码器,具有RS485/232接口,通过网络线和
19、网络视频服务器透明通道相连接,直接受控于网络视频服务器(视频解决单元RVU),按预定程序或监控中心工作人员的操作指令,执行对云台和镜头等控制对象的控制。2、 报警探测器和告警解决单元报警探测器涉及烟感探头、温湿度感应探头、微波双鉴探头、红外线光束对射探头等,用于监测变电站设备和环境的异动情况。所有报警探测器的告警限值可以通过软件设定。报警探测器采集的干节点告警状态最先通过告警解决单元的解决,并完毕一些逻辑关系,以数据的形式通过RS232/485串口上传到网络视频服务器并最终到达监控中心。在监控中心,监控管理系统软件根据事先的设定程序,执行一系列关联操作,如对指定监控点图像进行录像,通过网络视频
20、服务器启动变电站相关位点照明、控制一体化球形摄像机到相关预置位点等等。此外,变电站综合自动化系统也可以和变电站远程图像监控系统建立链接,将有关告警数据发送到监控中心,并由监控中心执行如上所述的解决程序。3、 其它设备变电站监控前端可根据系统需要,配备变电站专用标准机柜放置站端设备,配备麦克风、喇叭等语音设备通过系统软件实行广播、对讲等功能,配备防雷设施、直流供电电源、不间断供电电源等等。43 远程监控中心远程监控中心的概念涉及主控中心(调度中心)和区域监控(巡检)中心。主控中心以权限管理的方式管理监控各区域监控中心,主控中心的功能和区域监控中心的功能基本相同,所以在此以区域监控中心为例一并叙述
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