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电力变电站环境监控应用方案

随着电力通信的快速发展,变电站成为供电的重要枢纽。变电站各种设备的机房成为数据交换与存储的重要场所,需要特别的措施加以防护;各变电站现有的网络都已经完善,所以基于网络的监控系统将成为变电站的重要保证,并能达到无人值守,实现系统的远程管理使管理人员能够全面的了解整个变电站的情况,并使企业的安全管理也迈上新的台阶。\r\n
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需求分析

 保障变电站空间范围内设备的安全,防盗、防火,具体所要实现的功能有:

·围墙、大门等通过摄像、红外探头,防止非法闯入;

·在变电站门窗安装报警探头,如门磁、红外、玻璃破碎探测器;

·重点部位摄像机的安装(如:主控机房、主配电室等),起到24小时不间断视频监控监控,可报警 联 动录像,有些部位还要使用红外摄像机,便于夜间安全监控:

·智能消防设备的联动。

第二:保障变电站设备的正常运行,事故的报警录像,突发事件与主站的声像通讯等,具体有以下内容:

·一些智能设备的报警信号采集,当设备报警实现在监控中心的声光报警,还要联动手机短信到值班人员;

·变电站配电系统的电压、电流的实时检测,保证供电系统的正常运行;

·通过摄像机、灯光联动,监视主变压器等重要设备,监视场地和高压配电间设备的运行状态;

·由于电力系统设备过热是一个不容忽视的现象,因此对重要节点、接头进行自动温度监测非常重要;并且在机房内温度超标时可以启动智能空调;

·对主控室设备仪表盘进行监视;

·操作刀闸位置的视频监控监控,在情况成熟的情况下可以实现刀闸的远程控制;

·配合其他系统(如变电站综合自动化系统等),能提供相应接口方便系统融合;

·突发事件应急处理的与主站的双向音视频监控交流;

·变电站室外主变压器的油温和风扇的远程检测及控制。

系统组成

该变电站管理和监控系统是一个基于TCP/IP网络平台的集数字视频、音频和数据的综合性监控系统,它既可以用于有人值守环境,也可以用于无人值守环境;既可以在局域网上使用,也可以通过专线远程监控。

系统主要分为监控前端、监控中心、监控终端几个主要部分。系统示意图如下所示。

监控前端

监控前端主要分为两部分,包括数据采集和数据处理。数据采集部分主要模拟数据和数字数据:

·模拟数据采集:主要包括视频、音频和一部分环境数据。视频采集设备可根据不同的应用环境选用不同的摄像机。根据具体需求可以设置为固定、可控云台、球机、红外成像等。音频采集设备可以使用麦克、拾音器等。环境采集部分一般指温湿度采集器、电流电压采集器、变压器油温采集等;

·数字数据采集:主要指报警信号(开关量、脉冲量)。报警信号包括象是门磁,烟感,红外对射等,如果说有火灾,非法闯入,人为破坏等,相关的报警设备就会发出报警信号。  

视频和数据处理部分主要是由高性能的嵌入式网络视频服务器组成,它负责把摄像机的视频信号、音频信号、数字信号、模拟信号等编码、转变成统一的数字信号(IP信号)。

因为采用嵌入式模块化结构,所以设备轻便小巧,方便安装,一个变电站可以安装一个或多个视频服务器。嵌入式系统,可靠性很高,无需日常维护,完全能满足无人值守的要求。

该变电站管理和监控系统的专用网络视频服务器可以同时接入四路视频信号,四路音频信号输入和一路音频信号输出,8路开关信号(DI),8路模拟信号(AI)。视频服务器同时还提供了数据接口,如以太网接口,RS232/485等,只要相关被监控设备开放通讯协议,就可以实现数据采集与联动。视频服务器通过网线连接到网络交换机上,把压缩后的视频信号及其他数据信号一起通过网络发送到监控中心去;同时可以接受监控中心的指令,控制摄像机的姿态,联动声光电告警设备。RS232串口可以根据具体需求控制机房智能设备或采集数据。

监控中心

各个变电站的音视频及其它数据,经过计算机网络传输到监控中心。中心服务器安装该变电站管理和监控系统的服务器软件。根据系统规模的大小,中心可能会有一台或几台服务来负担数据处理与储存。该机房管理和监控系统是基于IE技术设计的软件,系统为用户提供了良好的人性化界面,中心可设置监控终端。\r\n监控中心要对所有前端数据进行处理、分析、记录与保存;如有报警信号,系统还将迅速联动前端镜头录像或其它设备,发送明显的声光电告警信号给工作人员,以便及时处理。

监控中心可根据需求设置电视墙,在中心设置网络视频服务器的解码端,可以将视频及音频信号还原为模拟信号输出到电视墙上,通过该变电站管理和监控系统特有的“虚拟矩阵”功能,可以在电视墙上以手动或自动轮循的方式显示图像和声音。

该变电站管理和监控系统特有的多级管理系统能够适应多种需求,中心管理服务器可管理多个下一级服务器,分布式管理,分布式存储。可轻松构建大规模的监控系统。

监控终端   

监控终端可设置在网络中的任意位置,客户端通过浏览器方式登陆中心服务器访问系统。浏览器会自动下载客户端图像控件,客户可以根据自己所具备的权限浏览网络中所有的或部分实时图像和环境数据,系统可以以多画面显示现场图像,任意控制镜头。可以与前端的工作人员进行语音的交流。对于动力,环境,安保门禁的数据,系统则以数字、曲线、柱状图或表格等的形式表现。 

对于存储在监控中心的视频、音频与环境数据,有权限的客户可以进行检索、查看和调用。

系统功能

该系统可对所有前端或变电站的重点部位进行24小时视频监控,并可以按照不同的方式对不同的前端设置录像。

系统可连接大量报警设备,例如门磁、红外、烟感等,一旦出现异常,系统能自动报警,上传报警信息并联动进行数字录像或声光电报警。

在系统中可以加入门禁接口,可以将门禁系统无缝接入,加强对机房进出人员的管理。通过音视频监控使管理人员能够随时随地看到设备和现场工作人员的工作情况,还可以与前端工作人员对话,加强管理的互动性。

在系统中还可结合大量专业的环境监测设备,实现及时反应空调系统、温湿度等保障设备的数据。\r\n该系统能对所有设备设置报警上下限,任何设备数据超出这个范围,系统就能够产生报警信息,并在一定范围内联动设备,例如录像、开关空调、自动断电等。

此外,该监控系统具有友好的人机对话界面;故障告警可联动明显的声光电形式。

系统配置说明(标配)

监控方案设计

·监控网络:采用内部以太网组网监控模式,便于维护;

·监控主机:采用第三代嵌入式网络型监控机,不死机,可靠性高;

·传感器:选用通用高精度电子式传感器,便于更换和维护;

监控模式:采用分布集中式构架,直接用浏览器(B/S软件结构)方式监控;

·报警方式:监控中心网络上实时广播报警,辅助以短信报警(网络中断是仍然可以通知报警);

·图像视频监控采用:嵌入式网络视频服务器(MPEG-4格式);

·监控数据存储:采用WINDOWS SQL 2000数据库。

监控方案说明

1、电源远程监控:实现远程监控工作参数。

·方式一: 如 用户提供电源原厂家的随机监控软件,则只需配置DNS-1串口服务器1台,连接1台电源的串口通信接口,实现网络远程设置和监控。DNS-1串口服务器1台需要设置1个静态IP地址;

·方式二: 如果用户要求自主开发电源的监控软件,则需要厂家提供的通讯协议及智能通讯接口;

·方式三: 可以通过连接AV1304 的AI口,配置单相电压变送器1只,单相电流变送器1只(每路50A)用于实时远程监测UPS工作状况。

2、空调远程监控:实现远程监控工作参数。

·方式一: 如用户提供空调原厂家的随机监控软件, 则只需配置DNS-1串口服务器1台,连接1台空调的串口通信接口,实现网络远程设置和监控。DNS-1串口服务器1台需要设置1个静态IP地址;

·方式二: 如果用户要求开发自主的空调监控软件,则需要厂家提供的通讯协议及智能通讯接口。

3、水浸检测

·配置1套独立的漏水检测器(含漏水传感线)设置在机房适当位置;

·通过连接AV1304的DI口远程检测水浸状态。

4、温度和湿度检测

·配置1只温湿度一体的传感器,设置在机房适当位置;

·通过连接AV1304的AI口远程检测温度和湿度状态。

5、烟雾探测

·配置1只烟雾探测器,安装在机房中央的位置;

·通过连接AV1304的DI口远程检测烟雾状态。

6、门禁探测

·配置1只门禁探测器,设置在机房前门内的适当位置;

·通过连接AV1304的DI口远程检测门禁状态。

7、红外探测

·配置1只红外探测器,设置在主控室或其他区域前门区域的适当位置;

·通过连接AV1304的DI口远程检测红外状态。

8、变压器油温探测

·配置1只非接触工业防爆红外温度变送传感器,设置在距离变压器油箱液面50厘米处的适当位置;

·通过连接AV1304的AI口远程检测油温温度,对应DO的联动口可联动录像。

9、变压器风扇控制和状态检测

·配置1只通用继电器连接到变压器风扇,通过AV1304的一个DO通道驱动继电器开关风扇;

·通过连接AV1304的DO口远程控制变压器风扇,并通过继电器的接点状态反馈干接点信号到AV1304的一个DI口,远程检测变压器风扇的状态。

10、图像监控\r\n采用8台高清晰摄像机,分别连接到2个网络视频服务器(AV1304-TA),设置在室内和室外的适当位置监控各种状况,实行门禁、红外、烟雾或变压器状态的联动录像和实时监控。

11、短信报警\r\n为了实现短信报警功能,在本系统中,监控点和监控中心之间,联接成一个TCP/IP网络。在监控中心安装了一个短信机,与监控服务器相连。一旦发生特殊情况,中心可立即发送短信息通知到每一个相关责任人。短信(SMS)报警子系统说明:本系统利用一部手机和一台计算机建立一个自动短信报警服务中心。SMS充分利用了GSM网络的直放站覆盖广的特点和全程全网的优势,具有极佳的移动性,使得任何一个申请了短消息服务的GSM无线终端用户在全网范围内获得服务。

12、监控主机和配套\r\n设置AV1304监控主机(220VAC供电)2台,直接安装在19英寸标准机架上。\r\n\r\n

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