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广东电网公司机房动力环境监控项目解决方案

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关于广东电网公司机房动力环境监控项目解决方案

1. 系统概述
随着中国电力事业的大发展, 无人值守变电站大量的建设, 无人值守变电站由于分布区域广数量多, 其设备安全保障、 运行维护, 需要大量的人力、 时间、 资金, 运维人员与管理中心缺乏及时的信息沟通和协调、 往往造成运维不及时等众多的弊端, 不能实现无人变电站的安全、 高效、 运行维护成本低的目标。
监控系统兴起于90年代, 原先是对一些专用设备, 如配电、 电源进行监控。随着计算机、 控制、 通信技术的发展, 监控系统逐渐演变成集视频监视、 远程控制、 安全防范及室内环境检测于一体的综合管理系统。采用现代化的集中监控系统, 能够提高维护的及时性和准确性, 实现无人值守, 节省运行费用, 提高维护水平, 保证被监控对象的运行正常, 达到提高效率、 减员增效的目的。变电站环境监控系统是对分布在各地的变电站现场声音、 图像、 温湿度、 空调、 灯光、 出入口、 消防、 蓄电池、 高低压配电等多种设备和环境的各种参数、 图像、 声音等进行遥测、 遥信、 遥调和遥控, 实时监测其运行参数, 诊断和处理故障, 记录和分析相关数据, 从而实现变电站无人值守的目的。对变电站进行集中监控、 集中维护和集中管理, 最终实现省、 市、 县三级监控网络。

2. 设计原则
根据变电站监控的特点, 我们依照国家、 行业相关规范进行设计, 主要考虑稳定性、 实用性、 扩展性三个方面的内容。
1) 稳定性
监控系统在变电站现代化的管理过程中占据了重要的地位, 因此系统的安全稳定性非常重要, 我们在方案设计阶段应该充分考虑这一系统要求, 经过选购成熟稳定的监控产品、 各配套设备, 严格规范的施工过程和科学的管理体系来对整个系统的稳定性进行保证。
2) 实用性
一般的工作人员对于技防产品、 计算机都不太熟悉, 许多企业的安防监控系统使用率低, 在建立后就没有发挥出应有的作用, 这与系统的操作复杂、 不便使用有很大的关系。我们在采用高科技手段, 进行智能化设计的同时还要尽量减少系统操作的复杂性, 软件使用界面友好, 达到智能化控制, 减少人为操作带来的失误。
同时一个系统的易维护性是系统的一项非常重要的指标, 对于一个较大的系统, 统一的规划, 结构化的设计, 设备、 器材、 软件尽可能统一采购, 统一管理, 选择合格的供应厂家是保证系统易维护性的关键。系统用设备都选择工业级产品, 采用嵌入式设备, 减少故障点, 避免复杂的设备组装和软件设置, 便于维护。
安防监控系统需要利用现有的计算机网络平台, 使监控系统能够经过网络进行远程分控功能, 充分发挥计算机网络的基础平台作用。
3) 扩展性
监控系统需求也有可能逐步完善, 这就要求系统的设计要留有充分的可扩展余地, 在需要对系统进行扩充或升级时能够方便地完成, 尽量减少对原系统的大规模改造。

3. 系统方案设计
3.1. 系统总体结构
厂区安防监控系统分为图像监视和防盗报警2个子系统, 两者既相互独立又密切相关, 经过报图像监视与防盗报警的联动, 报警时能够及时发出报警信息, 不但能够弹出报警信息、 发出声音警报提醒保安人员, 还能自动弹出报警点附件的监控点图像, 同时保存事发时的现场图像, 供日后查询。

变电站环境监控主要监控内容为电源设备、 蓄电池、 温湿度、 消防、 门禁、 浸水, 另外还有红外热成像仪应用、 SF6( 六氟化硫) 开关气体压力监视, 并与视频监控系统整合, 利用统一的平台对机房进行全方位的无人管理。

随着电力行业的大发展,
网络化门禁、 报警、 监控安保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, 提高运行维护的效率和大大降低成本。

总体结构, 总监控中心, 区域监控中心, 前端, 前端由视频监视、 远程控制、 安全防范、 消防检测、 环境检测、 门禁控制、 红外测温和设备监测8个子系统组成, 各子系统经过前端处理主机进行集中接入、 管理,

变电站监控系统的具体需求、 技术要求, 方案设计时充分考虑到用户的实际情况、 变电站的特点, 结合当今监控系统的新技术、 新趋势和当前监控领域的实际情况, 设计整个监控系统采用多级管理的结构, 分别由集中监控中心、 区域监控中心、 现场监控单元以及监控模块组成。在系统设计中充分考虑其系统的稳定性、 通用性、 可靠性、 兼容性、 系统中所有设备的性价比、 及其系统以后扩展、 扩充需要, 能方便地纳入系统监控体系。系统能够分部实施, 根据情况建设集中区域监控中心或集中监控中心。
变电站前端由视频监视、 远程控制、 安全防范、 消防检测、 环境检测、 门禁控制、 红外测温和设备监测8个子系统组成, 经过现场监控单元是变电站前端的核心, 现场监控单元能够经过RS485、 TCP/IP与各个子系统连接, 对各种数据进行汇集, 处理成数字信号, 经过现场监控单元的统一平台软件系统将不同厂家、 不同协议、 不同型号的产品进行整合, 形成标准的数据接口, 以网络传输的方式将变电站的各种数据传输到上级监控中心。
由于在变电站前端使用了统一平台软件系统, 因此后端各级监控中心设备能够脱离前端设备型号的束缚, 不必考虑设备的兼容性。在监控中心服务器将各变电站现场监控单元的数据集中存储在数据库中, 监控中心具有集中监测、 控制管理、 数据存储、 报表打印及远程传输等功能, 并满足在以后将更多的变电站监控纳入本系统中, 具有极高的更扩展性。

3.2. 方案设计中心思想 — 分布式集散控制
本系统基于分布式集散控制系统原理, 组成区域监控中心、 现场监控单元和监控模块。各区域监控中心均可自主独立运行, 实现无人值守, 配置监控工作站计算机进行各变电站的监控, 区域监控中心经过现有的任何网络方式与集中监控中心进行数据交互; 区域监控中心经过同样的通讯方式与其所属的一个或多个现场监控单元进行数据交互通讯, 确保整个监控系统运行的安全、 可靠和被监控设备故障的及时告警。
现场监控单元和监控模块由一台高性能工控机与一系列的采控模块、 协议转换单元、 各种传感器及相应的控制执行单元组成, 其中各个监控单元都具有智能的数据处理和控制功能, 为了保证系统的稳定性, 现场各子系统的控制设备、 监控模块都采用嵌入式设备, 它与现场监控单元的通讯采用RS485控制总线或TCP/IP协议, 全面确保通讯正常、 安全可靠。
集中监控中心经过现有的电力网, 与区域监控中心进行双向数据通信, 通信方式采用现有的网络传输方式, 符合通信数据规范。
区域监控中心既可独立运行( 管理服务器与现场监控单元通信, 获取前端数据, 并可发送控制命令, 操作人员经过监控工作站计算机进行日常监控) , 也能够向上与集中监控中心传输数据。
各种测量目标的传感信号接入相应的采集模块中, 而且定时快速采集和执行相应的数据处理或控制操作, 再把处理结果和告警信息传送到上级监控中心的服务器。
整个监控系统以网络为传输通道, 统一采用TCP/IP协议, 监控中心与下属的各个机房能够采用现有的2M或10/100M通讯链路进行连接, 服务器接收由各个变电站现场监控单元传送上来的所有数据、 告警信息, 操作人员经过监控工作站计算机向现场监控单元发送一系列的控制指令。
系统为Client/Server结构, 同时支持Browser/Server结构, 可与其它网络应用系统平稳连接, 系统具有可兼容性、 可扩展性、 可稳定性等多种特点, 也能够经过TCP/IP、 DDN、 PSTN等网络实现远程监控。
系统能够划分若干监控区域, 每个监控区域都能够脱离集中监控中心独立工作, 进行无人值守的监控。

3.3. 系统原理图
数据采集模块

数据采集模块

集中监控中心
区域监控中心
配电屏
UPS
开关电源
温湿度
浸水
烟感
机架
通信设备

图像控制
现场监控单元
RS485
视频信号
RJ45
配电柜
UPS
开关电源

温湿度
浸水
烟感

机架

通信设备

图像控制
现场监控单元

视频信号
RJ45
TCP/IP
TCP/IP
客户端/WEB浏览
区域监控中心

3.4. 机房监控前端
每个机房采用1台现场监控单元( 高性能工控机) , 具有多路视频输入接口, 多路数据接口, 与各子系统数据采集模块、 监控模块采用485总线、 TCP/IP协议连接。
3.4.1. 视频采集
由摄像机传入视频信号, 经过视频线, 连接到视频采集卡, 视频采集卡安装与现场监控单元内, 由视频处理芯片实时压缩数据, 将压缩后的数据存为录像文件, 同时向监控中心传送压缩后的视频流。
每个块视频卡可同时采集16路摄像机视频信号, 视频压缩采用MEGP4/H.264压缩算法, 由采集卡硬件压缩, 视频压缩不影响其它数据的采集。
画面分辨率达到D1(720X576), 每秒实时25帧。变电站本地录像的同时还能够在区域监控中心和集中监控中心录像, 可经过网络远程回放。
系统可设定全天实时录像、 按时录像、 报警触发录像和手动控制录像等多种录像控制方式。
3.4.2. 透明通道采集
有些电力屏柜、 UPS等设备能够提供通信协议, 能够经过设备自带的串口, 直接接入现场监控单元的串口中, 在监控中心管理服务器对指定设备的通信协议进行解析, 用户能够远程监控设备工作情况。主要用于处理协议简单、 不具备对话功能的设备如开关电源屏、 UPS等, 如果现场单元为其它串口类型( 如RS232) , 则需在设备端加装RS232-RS485转换器。
3.4.3. 数据采集模块
现场监控单元与远程控制、 安全防范、 消防检测、 环境检测、 门禁控制、 红外测温和设备监测之间经过数据采集模块进行通信, 模拟量( 如测量电压、 温度、 湿度) 经过模拟量采集模块接入, 开关量( 遥信量) 经过开关量采集模块接入, 采集模块经过RS485总线串接, 然后经过串口接入现场监控单元, 再由网络与传送到区域监控中心服务器。

4. 视频监视
4.1. 概述
变电站监控系统主要对全站主要电气设备、 安装地点及周边环境进行全天候的图像监视, 满足生产运行对安全、 巡视的要求。
1) 设备监视
系统利用安装在监视目标区域的摄像机, 对变电站内主设备进行全方位布防监视。如: 监视变电站内重要仪器仪表读数、 开关状态。
监视变电站内变压器、 断路器、 电容器、 电抗器等重要运行设备的外观状态。
辅助监视变电站内CT、 PT、 避雷器和瓷绝缘子等高压设备的外观状态。
辅助监视变电站内其它充油设备、 易燃设备的外观状态。
2) 环境监视
监视变电站站内人员及现场情况, 如进出变电站、 主控楼、 设备区的人员、 车辆, 及时全面了解变电站的情况。

4.2. 具体实现
视频监视系统的核心设备是数字视频处理单元, 现场监控单元安装视频采集卡作为前端数字视频处理单元, 它能够接显示器、 键盘, 便于日常使用, 同时便于与2M或100M网络的连接, 与上级管理中心联网。今后后还能够增加视频处理单元的数量以支持更多的监控点接入。

变电站前端由”前端采集设备＋传输＋视频处理单元”共同组成的一套数字化图像监控系统。近距离的摄像机经过同轴电缆将视频、 控制信号直接传输至主控室, 远距离的经过视频双绞线或光纤传输。所有设备的视频、 控制信号均接入视频处理单元, 实现监控点图像信息的存储、 显示、 回放、 控制和网络传输。在变电站内能够经过控制面板、 遥控器对云台的上、 下、 左、 右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍、 预置的操作。
当新的变电站需纳入系统时, 以积木方式扩充, 系统能确保未来多个变电站的扩展能力。
4.3. 功能特点
本系统主要采用当前一流的网络技术和视频监控技术, 在变电站监控工程方面达到国内领先水平。基于我们对变电站图像监控系统的理解与长期的设计施工经验, 我公司设计的系统采用了许多我公司独特的技术
4.3.1. 实时图像监视
从站端压缩编码到监控中心端解压回显, 中间过程不再有其它任何形式的压缩编码, 减少压缩损失, 图像分辨率达到D1效果( 720X576) 确保图像质量。监控中心能够采用监控终端进行硬件解压, 或采用普通配置电脑软解压, 不需要额外硬件, 只要安装网络监控客户端软件即可在显示器上实现单画面、 多画面( 根据工作站的配置可实现4、 9、 16) 显示, 能够很轻松的实现4～16个变电站图像同时显示, 基本能够满足对辖区内所有变电站的监控。系统内中心管理服务器与监控终端之间, 中心管理服务器与前端数字视频处理单元能够经过TCP/IP、 UDP或者组播方式( 确保系统对网络资源的最低占用) 三种方式连接, 具有很强的网络适应性。
全中文操作界面, 操作直观、 简便。图像窗口能够任意放大缩小或移动位置。以树状形式显示各种操作设备, 包括枪机、 球形机预置位等。多画面分割和视频拖放, 具备多画面监视功能、 具有VGA显示器输出接口, 用户能够将画面分割为单画面, 4画面, 6画面, 8画面, 9画面, 10画面, 16画面。

4画面 16画面全屏
监控图像视觉效果控制: 用户能够在浏览监控画面时, 单独对某一路的画面进行调节, 包括亮度, 对比度, 饱和度以及色度。以求达到最佳的画面视觉效果。
拍照功能: 浏览画面的时候能够对画面进行拍照操作, 拍好的图片将自动转为JGP格式, 保存在硬盘上, 供您随时浏览;
视频设置功能强大: 提供能够针对每一路视频的设置面板, 用户能够根据需要调节画面码流, 画面传输帧率, 设置画面动态侦测参数, 画面录像参数, 提供日期时间和汉字叠加功能。

4.3.2. 控制功能
操作人员能对任一摄像机进行控制, 实现对摄像机视角、 方位、 焦距调整; 对于带预置位云台, 操作人员能直接进行云台的预置和操作, 光圈为自动调整;
具有可控制设备的机械保护措施, 在控制云台等设备时, 系统具有定时功能, 即设备在运行后, 应在设定的时间内自动停止, 以防止人为的忘记关闭动作, 以保护机械结构;
保证控制的唯一性, 同一时刻只允许一个操作人员控制同一控制对象;
具备标准的RS232和RS485接口, 支持市面上主流的RS485云台镜头控制器、 快球、 矩阵协议, 具有很强的兼容性。
远程控制监控设备: 经过键盘、 鼠标, 甚至监控画面来控制前端摄像机上下左右转动, 打开照明灯等其它辅助设备。操作既方便又灵活。

4.3.3. 多路实时流媒体转发
国内大多数遥视系统采用编解码模式设计, 即前端采用音视频编码服务器、 后端采用音视频解码服务器还原为模拟信号, 然后经过数字音视频处理主机接入监控, 这种方式投资成本高, 录像经过二次压缩处理, 画质保真度低。本系统采用流媒体转发, 监控终端解码直接上大屏幕, 减少了中间环节, 录像保真度好, 同时也节约了投资, 有效克服了前端网络带宽瓶颈。经过在监控中心架设转发服务器, 充分利用监控中心交换机的背板带宽和包转发能力, 网络上的监控客户端从转发服务器获取流媒体数据并实时解码显示。系统能够采用流媒体转发服务软件进行多任务、 多线程模式的稳定平滑地转发多路流媒体信息。
系统支持多种前端数字视频处理单元的视频流转发, 包括本公司的NV4000系列硬盘录像机、 N4000网络视频服务器、 海康DS系列嵌入式硬盘录像机、 金鹏硬盘录像机等。软件系统采用模块化设计, 支持的数字视频处理单元种类能够进行扩充。

4.3.4. WEB浏览
支持经过在网页中嵌入ActiveX控件实现WEB浏览功能, 客户端可直接浏览服务端的网页, 下载经过签名的ActiveX控件, 实现流媒体播放。控件支持不但仅是简单的看图像, 还提供了4个流媒体通道选择、 云镜控制、 拍照、 录像功能。

4.3.5. 联动接口
系统设计开发了中间接口软件, 经过采用中间件接口技术, 系统实现了多媒体监控系统与SCADA系统接口。
1) 监控员在综自SCADA系统中远程操作变电站设备时, 在操作前可根据操作票、 工作票内容使用多媒体监控系统对现场被操作设备、 现场环境观察, 了解相应的设备运行状态。操作完成后, 有重要的开关状态变化时, 多媒体监视系统可联动相应摄像机画面给监控员作为遥视参考。

2) 当SCADA系统有重要的开关状态变化, 该信息可经过联动接口被反映到多媒体监控系统中, 多媒体监视系统可联动相应摄像机画面给操作员作为遥视参考。

5. 安全防范
5.1. 概述
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, 而且变电设施带有交流高压, 如遇部分分子盗窃或破坏, 将造成严重的经济损失和人员伤亡。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。需要进行隔离阻拦, 以免造成人身意外伤害。
5.2. 规范标准
安防防盗报警系统方案设计遵循的规范标准如下:
《民用建筑电气设计规范》JCJ/T 16-92
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
《民用闭路监控系统工程技术规范》GB 50178-94
《安全防范工程程序与要求》GA/T 75-94
《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90
《保安安保监控工程技术规范》GA/T 76-96
《安全防范工程费用预算编制方法》GA/T 70-94

5.3. 系统结构
安全防范系统包括周界防翻越和被动红外防盗两方面的内容。主要由围墙红外对射探测器( 或电子围栏) 、 室内被动红外防盗探测器、 警笛、 报警控制器、 报警主机等设备组成。各探测器经过报警线缆与报警控制器连接, 报警控制器经过485控制电缆与主控室报警主机连接, 报警主机与视频监视系统有联动接口, 当发生报警时, 报警信息能够进行上传, 而且能联动相关设备, 如启动照明灯光、 警笛等。
考虑变电站情况, 我们的安全防范系统设计如下:
1、 在变电站的围墙上安装多对红外对射探头或电子围栏, 一旦有不法人员想经过围墙翻入厂区, 就会立即触发报警, 并在报警主机上显示出相应的区域, 保安人员能够迅速出动来到事发地点。
2、 在大门口、 主控楼、 保护室、 主控室、 开关室等重点区域能够安装被动红外报警探测器和语音警告模块, 当发生非法入侵时, 系统自动激发语音警告模块, 向非法闯入者发出语音警告, 并向监控中心发出报警信息。
3、 在主控室、 值班室可安装手动报警按钮, 用来处理突发事件。
4、 无人值守变电站报警主机安装在主控室, 有人值班的, 可安装在值班室, 由值班人员经过密码控制开启和关闭。
5、 主机采用多路报警结构, 能够分别控制每个区域的开启和关闭, 并能显示报警的具体位置, 以便相关人员迅速了解报警地点, 及时做出反应。

5.4. 系统功能
5.4.1. 高效严密保护网
变电站内的各类探测器, 有的是有形的威慑( 电子围栏) , 有的是用人眼无法看见红外探测, 一旦有不法人员进入变电站, 就会立即触发报警。远程变电站发生报警时,系统将在l秒内响应,自动弹出报警信息窗口,显示报警点的具体位置, 报警类型, 自动将画面切换到告警地点, 并启动录象设备对现场进行录像, 便于事故处理与分析。系统指定的受权者能对报警信号进行复位。
5.4.2. 分区设防和突发事件的处理
能够分别控制每个区域、 每个探测器的开启和关闭, 当变电站需要进行人员维护时, 能够关闭功能, 当人员工作结束时打开探测器, 对变电站进行布防。监控中心操作员或指定的受权者能实现对远程变电站报警点进行逐个布防、 撤防 。用户能够设置多个布防文件根据不同的时间段系统能自动调用不同的布防数据库进行布防, 时间段用户能够设置。对报警设置进行布防、 撤防的操作员及时间能够自动存档, 报警事件的设备名称和报警时间能够自动存档。
5.4.3. 强大的扩展能力
本系统主机采用多路报警结构, 具备良好的扩容性,便于今后其它场所报警点的扩容。报警时在监控中心能及时获取现场图像, 经过录像, 保留全过程。发生报警能进行自动录像, 以便于事故处理与分析。报警时监控前端能自动打开灯光、 警笛等报警联动设备。
5.5. 周界防翻越设备选型
周界防翻越作为安防系统的第一道防线, 作用十分重要。当前主要采用2种设备: 红外对射、 电子围栏。红外对射探测器( 或电子围栏) 安装于变电站围墙上,
5.5.1. 红外对射
红外对射由一个发射端和一个接收端组成。发射端发射经调制后的两束红外线, 这两条红外线构成了探头的保护区域。如果有人企图跨越被保护区域, 则两条红外线被同时遮挡, 接收端输出报警信号, 触发报警主机报警。如果有飞禽( 如小鸟、 鸽子) 飞过被保护区域, 由于其体积小于被保护区域, 仅能遮挡一条红外射线, 则发射端认为正常, 不向报警主机报警。

5.5.2. 电子围栏
电子围栏类似于在监狱使用的电网, 但采用的是高电压、 低电流, 对人体不构成伤害。电子围栏强调了阻挡为主, 报警为辅的国际周界安防新概念。该系统对入侵者给予瞬间脉冲电击, 以阻止翻越, 做到了预防为主。对执意入侵者和破坏者, 给予电击并发出报警, 延缓了入侵的时间, 以便给保安人员争取时间, 及时制止犯罪, 这是红外对射所不具备的。同时具有误报率低, 使用寿命长等特点, 维护量也远远小于传统的红外对射。电子围栏的特点如下:
1) 整体性、 严密性和威慑性
电子围栏是一种”有形”的报警系统, 实实在在地给人一种威慑感觉, 使入侵者增加一种心理压力, 从而把报警系统和警戒系统有机地结合起来, 达到以防为主, 防报结合的目的。安装本系统后, 相当于在墙顶上形成一道”有形”的电子屏障, 增加了围墙高度, 使外人无法入侵, 也使围墙内的人无法从墙面攀越逃离。
2) 对环境适应性强且误报率极低
由于电子围栏结构上的特点, 该系统误报率低, 不受环境( 如植被, 树木, 小动物等) 和气候( 如雾, 雨, 风和雪等) 的影响。由于误报率极低, 不会由于经常误报而使保安人员产生麻痹思想, 故一旦报警就会立即引起保安人员的高度重视。
3) 绝对安全及报警感知性
电子和交流电网具有本质的不同, 它采用了低高压( 6000-10000V) 及低能量( 小于5个焦耳) 脉冲体制, 每秒种发出一个脉冲信号, 因而对人不会构成生命危害, 同时电子围栏的柔性PV中间杆和专用合金丝, 不支持人体的重量, 又能感知入侵者的入侵, 并发出报警信号, 确保系统的安全可靠。

6. 环境监测
6.1. 概述
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, 因此为了保障设备在正常的环境中工作, 监控中心需要了解现场相应温度、 湿度的情况。在主控室、 保护室、 开关室内配备温湿度数据采集模块, 将现场温湿度的模拟量转变为数字信号实时传输, 在现场及远程控制中心将随时了解到当前机房的环境温湿度, 记录的数据将保存在数据库中进行统计、 分析。根据需要, 系统设置温湿度的波动范围, 当现场环境处于设定范围之外时, 经过设备电源控制开关启动 空调系统进行相应的温湿度处理, 使设备处于良好环境之中。
当前, SF6气体在中、 高压设备中的大量使用, 其安全性已受到人们的普遍关注。由于SF6气体比空气重、 泄漏易聚集、 易造成低层窨缺氧, 空气含毒环境对人员的威胁等问题, 需要在室内安装能报警的氧量仪和SF6气体泄漏报警仪, 对空气中的SF6浓度及氧气含量进行监测。
6.2. 性能要点
实时显示( 电子地图方式) 并记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值, 显示短时间段内的变化情况曲线图。
系统可设定每个温湿度传感器的温度与湿度的上限与下限值。当任意一个温湿度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时, 系统马上弹出相应的报警窗口, 同时监控工作站计算机发出多媒体声音报警, 通知值班人员或相应的主管人员。在区域监控中心和集中监控中心也可监视各机房的运行与报警情况, 可查询任一监测对象的历史记录( 列表、 曲线) 。
配合空调控制器能够实现远程控制空调, 实现温湿度自动调节, 使环境温湿度保持在设定的范围内。
SF6气体泄漏检测由监控主机和各种变送器组成, 主机分壁挂式和屏柜式, 可根据实际情况安装在主控室或SF6设备室门口。SF6设备现场布置有SF6气体变送器、 氧气体变送器等。现场监控单元和各变送器、 各处风机相连。变送器自动检测到现场的SF6气体含量、 氧气含量等环境数据的变化, 并经过现场总线传递给系统主机。监控主机经过处理分析, 作出判断, 当现场发生SF6气体泄漏或缺氧时, 则立即进行声光报警( 启动警灯) , 警告现场工作人员, 并向远动发出报警信号, 提醒采取相关应急处理措施。同时, 系统将自动启动风机进行排风, 降低室内SF6气体含量, 提高室内空气中含氧量。平时, 巡视人员能够直接在监控主机上查阅设备区域环境状况, 也能够查阅历史数据, 并能远动或手动开启风机。
6.3. 实施方案
选用温湿度一体化传感器, 该产品可壁挂或吸顶安装在天花板上, 每个传感器均安装在各区的中心位置。通信线与电源线均从天花上边穿管至相应的区域内沿墙引至地板下, 进入地面弱电线槽, 与其它监控线一起走到现场监控室的信号柜, 经过模拟量采集模块分别采集机房内的温湿度传感器, 经过RS485传输至现场控制单元的通信串口。
以下图例仅作参考。

7. 设备监测
7.1. 监测内容
实时监测交流配电屏三相电压、 电流; 直流配电屏总输出电压、 总输出电流, 高频开关电源屏运行参数( 含: 机架告警) 、 电池组测量总电压、 SF6气体压力。
7.2. 性能要点
实时显示并保存相关电压、 电流及状态数据。
当监测系统诊有故障( 报警) 事件发生, 监控主系统马上弹出相应的报警页面窗口, 同时监控工作站计算机发出多媒体声音报警, 通知值班人员或相应的主管人员。在区域监控中心和集中监控中心可监视各机房的运行与报警情况。可查询任一监测对象的历史记录( 列表、 曲线) 。
7.3. 实施方案
在交流配电屏安装一台电力测量表, 经过一根2芯屏蔽线将电力测量表采集的信号( RS485) 传输到现场控制单元的通信串口。
经过RS-232接口采集高频开关电源的数据, 经过RS232-485转换器传输到现场控制单元的通信串口。
采用数字开关量采集模块采集机架告警遥信量, 获得其开关状态。分别经过一根2芯屏蔽线分别将开关量采集模块采集的信号( RS485) 传输到现场控制单元的通信串口。
以下图例仅作参考。

8. UPS监测
8.1. 监测对象
每个机房的UPS。
8.2. 监测内容
A、 模拟量:
输入线电压, 输出线电压, 旁路输入线电压, 输入线电流, 输出线电流, 输出尖峰电流, 电池电压, 电池电流, 输出频率, 系统负载。
B、 数字量:
输出电压超范围, 电池工作模式, 旁路工作模式, 电池电压高, 电池电压低, 系统报警, 系统暂停, 电池电压低报警, 旁路电压超限, 主电压超限。
所有模拟量与数字量的具体情况依据UPS厂家提供的UPS通信协议而定。
8.3. 性能要点
实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数和各部件状态。
实时判断UPS的部件是否发生报警, 当UPS的某部件发生故障或越限时, 监控主系统马上弹出相应的报警页面窗口, 同时监控工作站计算机发出多媒体声音报警, 通知值班人员或相应的主管人员。在区域监控中心( LSC) 和集中监控中心( CSC) 可监视各机房的运行与报警情况。可查询任一监测对象的历史记录( 列表、 曲线) 。
8.4. 实施方案
要求用户提供UPS的通讯接口与通信协议。
在UPS附近的地板下各安装一个RS232/RS485协议转换模块, 其中一端经过2芯屏蔽线接至UPS内的远程监控通讯接口上, 另一端以RS485方式, 经过一根2芯屏蔽线( 走弱电线槽) 将监测信号传输到现场控制单元的通信串口。
以下图例仅作参考。

9. 消防联动
9.1. 概述
由于主控室、 保护室、 开关室都是用电设备, 因此防火时必不可少的防范措施。经过连接烟雾探测器可对室内环境随时监控, 当探测到有火警时, 报警主机联动电源控制开关, 自动切断重要设备的电源, 同时向监控中心联动报警, 监控中心可及时判断报警信息的正确性, 以便了解现场情况, 并向有关部门求助。
9.2. 实施方案
对各房间的烟感探头, 可经过采集每个单独的烟感探头的信号, 来监测烟雾报警情况, 从每个探头处走四芯屏蔽线一根到现场监控室的信号柜内, 经过安装在信号柜内的ICMD1616模块采集各接点信号, 经RS485方式传输到现场监控室的主机处。以下图例仅供参考。

系统还具有与消防系统的连接接口, 如变电站有独立的消防系统, 前端主机经过通信接口与消防主机连接, 实现系统联动。我公司具有与海湾等消防系统整合的成功经验。视频处理单元经过消防系统提供的控制接口与消防系统主机进行通讯, 能够及时响应消防系统发出的各种报警信息, 并实现与视频系统的联动。经过ObserverMerge监控系统软件实现消防、 视频的统一管理, 不需要额外的软、 硬件。
消防系统主机
控制模块
现场控制单元的通信串口

10. 门禁监测
10.1. 系统概述
无人值守变电站对安全监控, 实时性方面有着很高的要求, 需要经过技术手段实施网络门禁解决安全监控的问题, 保证无人值守变电站安全。针对无人值守变电站分布范围广、 安全性要求高的特点, 门禁系统采用支持局域网和广域网的专业级网络门禁安保控制器。该产品支持20万个维护人员, 系统支持几乎无限多个门禁点和报警监控点设备。由于设备通讯采用RS485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。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, 提高运行维护的效率和大大降低成本。
10.2. 系统组成
无人值守变电站单元控制包含( 控制器、 读卡器、 出门按钮、 电控锁、 门磁等组成)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图二

10.3. 系统的功能及特点
10.3.1. 强大的扩展性
从一个无人值守站到成百上千个无人值守站, 都能够进行全球范围内对无人值守变电站的数据传输和门禁控制, 可同时运行多个通讯服务器和数据库服务器进行数据的同步和传输, 平衡网络负荷, 从而有效地避免由于单个服务器连接数量过多、 导致服务器瘫痪的问题。
10.3.2. 细化的权限管理
金字塔式的权限管理方式, 能将权限逐级下放, 逐级约束。管理能够从部门细化到个人, 从控制器细化到一个门点, 无一不能实现, 有效地解决了权限的问题。例如变电站集控中心可对变电站人员进出的时间、 位置、 姓名进行监控( 如管理操作队的日常进出) , 可手动控制变电站门的打开关闭, 可对不同的工作人员发放不同权限的卡, 经过不同权限的感应卡开启不同的门, 进入不同的设备区( 如为运维人员远程开关门等) 。每张卡的权限可随时更改, 避免丢失的卡被人利用。
本系统还能够控制和管理人员在建筑物内相关区域的行动, 解决了人为疏忽、 钥匙的丢失、 被盗和复制等传统保安防范存在的问题。每个用户持有独立的信息, 能够经过软件系统建立或取消其使用权, 增加或减少使用权, 为防范从正常通道的侵入提供了保证。另外, 系统还能够实现对人员权限的明确限定, 无论是内部人员或外部人员, 都能够经过对权限的设置, 清楚地界定能够自由进出的范围, 并记录以备查询。这极大地缓解了人员管理的压力, 并可达到在提高安全度的情况下节约人力的效果。
10.3.3. 保密性
系统的数据传输采用了SSL加密, 能确保传输的信息在网络中不会被篡改被破译, 重要数据的存放也采用了加密。
10.3.4. 可靠性
本系统是由智能网络控制器组成的分布多层网络模块化结构体系, 采用现场控制器, 接近于控制点, 所有分布式控制器在同一分层总线上自主工作, 当一台控制器发生故障时, 不会殃及整个系统。本系统充分体现了集中管理、 分布控制的设计思想,减少了风险, 增加了可靠性。
10.3.5. 完善的开门方式
(1)在变电站普通安全级别管理区域: 能够选择单卡开门的方式, 这种开门方式简洁, 操作简单;
(2)在高安全级别管理区域: 能够选择任意多张卡开门方式, 该方式是被授权的多个人全部到齐刷卡才能打开此门, 而不需要指定哪几个授权使用卡的工作人员同时在场就能够开启此门;
(3)在高安全级别及管理要求较特殊的管理区域: 能够选择指定多张卡开门方式, 此开门方式不但要求规定数量的持卡人在场, 而且必须是指定的持卡人同时在场才能够打开, 增加了安全系数;
(4)在高安全级别及高管理要求的特殊管理区域: 能够选择部门组合的方式开门, 这就要求不但是授权持卡人, 而且必须要不同的部门组合起来的持卡人同时在场才能够开启此门, 这就能够避免某一个部门想开启此门进行操作而不经过其它重要部门, 避免很多违规情况的发生以及管理上的麻烦。
10.3.6. 几个新功能
(1)双向读卡功能: 当工作人员需要进入变电站进行有关的操作时, 而其它人员又需要对进入的工作人员进行有依可查时, 这时使用双向读卡功能就能够清楚地记录进入人员的进门和出门时间等信息, 系统内能够详细记录进入人员的基本信息, 这种功能避免了变电站对工作人员的进门和出门时间等详细信息的采集;
(2)未关门提示功能: 当任一门开启超过规定时间( 可设置0-255秒) 后未关闭或假锁, 则经过管理主机报警提示关门, 此功能能够防止非授权人员进入变电站, 工作人员能够根据管理主机报警而迅速地将门关闭, 从而避免变电站人员在进入后因疏忽而忘记关门或假锁时造成不必要的人为或自然损失等;
(3)紧急封门及报警功能: 当警情发生时, 按下变电站内的紧急封门按钮, 可实现两道门的同时强制锁闭, 使门内门外均不能开启, 同时, 向公安局或有关人员报警; 当工作人员进入变电站内, 如发现有非法入侵者时, 能够及时启动紧急封门按钮, 将非法入侵者关闭在变电站内, 即使非法入侵者有同伙在室外也无法打开大门将非法入侵者救出, 在锁门的同时系统已经向公安局或有关人员报警, 及时阻止非法入侵者继续犯罪并将非法入侵者绳之以法;
(4)胁迫开门报警功能: 当罪犯想经过威胁工作人员达到进入变电站内进行盗窃或者破坏时, 工作人员只要用胁迫开门密码开门, 在开门的同时系统会向监控中心发出报警信号( 警号, 警灯等) , 以达到吓跑罪犯或者经过公安人员将罪犯绳之以法的目的等;
(5)智能化管理: 经过管理电脑对进出无人值守变电站的工作人员的权限、 进出时间以及进入方式进行管理, 安全方便; 管理电脑可实时监控变电站进出人员及相应事件, 并同时存储相应数据, 以备查询;
(6)多种身份识别系统: 支持非接触IC卡识别系统、 生物识别系统( 如: 指纹、 虹