1、LFK8000智能变电站辅助系统综合监控平台产品说明书LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台产品说明书河南龙源许继科技股份发展有限公司2012年11月一、概述二、系统总体设计三、系统组成四、系统功能五、视频监控系统六、安全防范系统七、环境监控系统八、智能门禁系统九、设备温度监测系统十、火灾自动报警系统一、概述智能变电站辅助系统综合监控平台是独立于站内计算机监控系统，专门用于实现对变电站各种辅助生产系统的整合、优化、管理及控制。智能变电站辅助系统综合监控平台通过高度集成视频监控系统、安全防范系统、环境监控系统、火灾自动报警、设备温度监测系统、SF6泄露报警系统、智能门禁系统等辅助生产系统
2、，在保留原有各系统功能的基础上，实现一些高级功能或应用。LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台是河南龙源许继科技股份发展有限公司采用自动化技术、计算机技术、网络通信、视频编码及物联网技术开发的一套综合监控系统。该系统通过对各种辅助生产系统的整合、优化，并通过监测、预警和控制三种手段，为变电站的安全生产提供可靠的保障。通过LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台可以实现以下目标：1）变电站全景信息收集与建模、全景数据共享、集中管理。通过对不同来源的数据和数据类型进行统一建模、标准访问和数据服务，为辅助生产设备及变电站运行环境提供完备的全景信息库。对变电站的所有视频、环境、安全警卫、
3、火灾报警、人员出入、设备状态、操作记录等数据信息进行统一分类存储、自动处理及一体化综合展示。2）实现变电站“数据集成、业务协同、管理集中、资源共享”的管理要求，实现信息的集中采集、集中传输、集中分析、集中应用，实现与其他系统的交互应用，从根本上消除产生“信息孤岛”的局面。3）通过各种辅助生产系统的高度集成，有利于远方人员对站内状况的全盘掌控，可以加强对变电站的运行管理，提高监管质量和工作效率，降低维护成本。 4）通过各种辅助生产系统的有机整合，可以提升各子系统的性能，实现系统功能共享、统一管理及广泛联动，可以提高应急处理和反应能力，加强对意外灾害和突发事件的预防和管理能力。5）通过对变电站辅助
4、设备进行全方位多手段的实时联网监测、数据共享及智能分析；并通过各子系统间的广泛协调联动，实现了变电站设备运行状态的自动检测及自动调节，减轻运行维护人员的劳动强度。6）各类子系统信息模型及通信接口真正采用IEC61850标准，规范辅助生产系统信息传输方式及通信规约，做到了网络结构规范化，通信规约标准化，为实现统一化管理奠定必要基础。二、系统总体设计2.1、设计原则LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台在设计时主要遵循以下原则：1）可靠性原则。本监控系统从设计理念到系统架构，再到产品选型，都秉承系统可靠性原则。在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的
5、功能。2）安全性原则。本监控综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全，采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取前端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。3）先进性原则。本监控系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面使系统具有强大的发展潜力。4）扩展性原则。本监控系统充分考虑了扩展性，采用了标准化、模块化设计，从而确保了系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接，使系统具有更新、扩充和升级的功能。5）
6、标准化原则。本监控系统设计时严格遵循相关技术的国际、国家和行业标准，设计中采用的产品都是标准化、具良好开放性的，并遵循国际上通行的协议，以利于日后使用和维护。6）便于维护原则。本监控统操作简单、维护方便，能够方便地进行各种日常维护工作及系统的配置、升级、自检、恢复等。2.2、遵循标准LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台在设计时遵循并满足以下标准要求：标准号标准名称Q/GDW 383-2009 智能变电站技术导则 Q/GDW 678-2011智能变电站一体化监控系统功能规范Q/GDW 679-2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Q/GDW 393-2009 110(66)kV2
7、20kV 智能变电站设计规范Q/GDW 394-2009 330kV750kV 智能变电站设计规范 Q/GDWZ 414-2010变电站智能化改造技术规范DL 476-92电力系统实时数据通信应用层协议DL 451-91循环式远动规约IEC60870-5-104远动网络传输规约GB/T13729-2002远动终端设备DL/T860变电站通信网络和系统GA70-94中华人民共和国公安部行业标准GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范GBJ115-87工业电视系统工程设计规范GA/T75-2000入侵报警子系统通用图形符号GB/T5031
8、1-2000建筑及建筑群综合布线工程设计规范GB/T6995电线电缆识别标志方法YD/T 980-1998全介质自承式光缆GBJ16-87建筑设计防火规范GB10408.1-89入侵探测器通用技术条件GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件GB50217电力工程电缆设计规范GBT2423.10电工电子产品基本环境试验规程GB/T 17626.2静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T 17626.8工频磁场的抗
9、扰度试验IEEE 802.310BASE-T 以太网接口标准IEEE 802.3U100BASE-TX快速以太网接口标准ITU H.264视音频编解码标准ISO/IEC14496-2MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码2.3、应用环境LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台可满足以下环境要求：1）海拔高度：5000。2）环境温度：-35+55（户外），-25+40（户内）。3）相对湿度：5%95%。4）抗震能力：地面水平加速度 0.30，垂直加速度 0.15同时作用，安全系数不小于1.6。5）电磁干扰能力：产品通过EMC 级检测。三、系统组成LFK-8000智能变电站辅助系统综合监
10、控平台遵循智能变电站一体化监控系统功能规范进行设计，系统采用IEC61850标准统一建模。该系统除了强调各个子系统之间的信息共享和信息互动之外，还支持分层、分区的分布式结构及多级系统构建，同时可实现与智能变电站一体化监控系统的信息交互，可随时满足智能变电站对辅助生产系统提出的新需求。系统架构如图3.1所示。图3.1 LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台系统架构图LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台可接入视频监控系统、安全防范系统、环境监控系统、智能门禁系统、火灾自动报警系统、设备温度监测系统等辅助生产系统，各子系统的规模及设备数量可灵活配置，根据实际情况该平台同时可接入其他
11、的第三方系统或自动化设备。LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台主要由系统后台主机、传输设备、辅助控制主机及各类辅助生产子系统组成。整个系统以后台主机为核心，完成对各类子系统的高度整合。在维持现有各子系统相对独立运行和自动闭环控制的前提下，后台主机保持与各子系统通信，通过各子系统实现对变电站现场各种生产信息的采集、处理、监控等功能。 LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台以标准的IEC61850协议上传一体化监控系统，所有生产辅助信息可通过以太网通道或2M通道上传主站系统。辅助控制主机是针对各种辅助生产设备的监测、控制而设计的一款产品。他通过TCP/IP网络接入系统后台主机，可
12、远程采集各种设备的状态、告警信息及实时数据，并可对现场设备进行远程控制。辅助控制主机提供4路RS485接口、4个以太网接口、16路开关量输入接口、16路开关量输出接口、2路模拟量接口。可接入安全防范系统、环境监控系统、火灾自动报警系统等系统或设备。辅助控制主机可通过网络进行远程参数配置、远程管理及远程固件升级。辅助控制主机能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。辅助控制主机如图3.2所示。图3.2 辅助控制主机外形图四、系统功能LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能控制”为核心，通过对 视频监控系统、安全防范系统、环境
13、监控系统、智能门禁系统等辅助生产系统的的高度整合、优化，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求，同时可实现一些高级应用功能。4.1、实时监控功能 LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台实时监测变电站的全景运行状态，对变电站视频信息、安全警卫信息、运行环境信息及各种事件进行一体化综合展示，并可实现对设备的远程控制。1）综合应用棒图、图表、表格、曲线、动画、图片、颜色等多种展示方式。2）支持按不同方式（信息类型、工作场所、生产设备）查看监控信息，支持树形方式展开所选择的数据信息。3）实时展示变电站各类环境信息，包括温度、湿
14、度、SF6浓度、O2浓度、水位、水浸、火灾报警情况等。4）实时展示安防设备的工作状态、告警状态，可远程手动、自动布/撤防，可远程手动、自动调整电子围栏的工作模式。5）实时展示门的开、关状态及开门人员信息，可远程实现开门、关门、布/撤防。6）可远程手动、自动控制风机、灯具、水泵的启、停，可远程手动、自动调整空调的工作模式，可自由设置设备的工作时间和启动条件，可实时查看设备的工作状态。7）视频监控功能（a）支持多画面分割预览、画面电子放大及全屏显示。（b）支持任一画面的视频录像、图片抓拍、PTZ控制、预置位调用等操作。（c）支持任一画面的OSD叠加。包括时间信息、摄像机号码及位置、环境量信息等，字
15、符位置、字体、大小可任意设置。（d）支持视频参数（亮度、对比度、饱和度、色调）动态调节。（e）支持直观的图形化录像计划配置，支持事件关联录像、手动录像、定时录像、移动侦测录像等。支持精确时间定位录像数据。（f）支持视频移动侦测、视频丢失检测、视频遮挡检测、视频输入异常检测及视频隐私遮挡。（g）具备远程视频巡检功能，可设置巡检路径、巡检规则。系统记录巡检时间、操作人员等信息，支持巡检暂停、结束、重新开始等操作。（h）支持视频回放。（i）视频智能分析。根据智能分析命令，启动摄像机预置位采集图像信息，在指定时间内进行数据分析并与模型进行比对。分分析结果可以是模型数据、图片或视频片段，并以网络方式上传
16、。4.2、实时告警功能系统实时监测各类信息，并会产生实时告警。对于每一条告警信息均记录事件性质、事件对象、事件内容、发生时间、事件原因及其他一些描述信息。发生告警时，可配合电子地图显示或自动推出画面，并可发出声音报警提示，同时可设置远程短信息报警。系统具有告警信息自动过滤功能，可避免产生大量重复的信息。4.3、历史数据查询功能系统支持变电站视频信息、环境信息、设备状态、告警信息等各类数据的存储。所有的历史数据均可查询，可支持按照时间、设备对象等多种条件组合进行查询。历史数据可以曲线的的形式展示。支持在同一个窗口上显示多条曲线，曲线条数、曲线展示风格、报警阀值的上下限、曲线扫描周期等参数可设。告
17、警信息以列表的形式展示，对于关联的录像和拍照事件可以直接查看录像和照片。历史数据支持以Excel、TXT文件格式进行导出备份，支持输出成报表，并可输出打印。视频录像可支持直观的图形化界面对历史视频进行管理，支持按通道、时间、录像类型、存储位置等组合条件来检索数据。支持书签功能，支持录像文件的锁定和解锁。支持回放时拖动、快进、慢进、单帧播放、电子放大、回放抓图、片段剪辑及添加备注信息，支持鼠标拖动定位。支持多路同步播放。4.4、系统联动功能LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台支持各子系统的广泛联动。本系统采用事件驱动的方式实现设备间的相互联动，在任意一个事件发生时都可以引发其他设备的相
18、应动作，任意设备之间的联动关系可以自由设置，系统同时提供提供典型的配置模板或配置策略。LFK-8000智能变电站辅助系统综合监控平台典型的联动功能有：（a）当入侵行为触发报警时（电子围栏告警、主动红外对射报警器告警），相关摄像机自动凝视侵入目标并启动录像功能，启动声光报警器，夜间自动打开室外灯具，同时监控界面自动推出报警窗口，并配合电子地图显示。（b）室内温湿度越限时，监控界面自动给出报警信息。并启动风机或空调进行调节。（c）SF6发生泄漏时，自动启动风机，室内有人时同时启动声光报警器，同时监控界面自动推出报警窗口，并配合电子地图显示。（d）当有人进入GIS室操作室时，可自动启动风机。当进入主
19、要的设备室时，系统可进行相应记录或相关操作。（e）在人员刷卡、门异常打开或正常打开、非法入侵、开门超时、假锁等情况下，相关录像机启动录像或拍照，光线不足时自动打开灯具。如果是非法刷卡，则启动声光报警器；正常刷卡时，门禁控制器打开房门，夜间同时打开房间灯具；人员离开房间后（出门按铃或红外双鉴探测器感知到信号），延时自动关闭灯光。（f）发生火灾报警时，联动火灾发生区域的摄像机进行录像，关闭空调、风机，自动打开所有门禁，并启动声光报警；同时可与自动消防系统联动，启动灭火设备。（g）当水池水位越限时，能自动启动给排水系统；当电缆沟积水或空调漏水时自动推出报警画面，并配合电子地图显示。（h）与SCADA
20、系统进行联动。在操作开关、刀闸或发生事故跳闸时可以联动周围的多个摄像机，自动将摄像机对准到相关设备，实现多角度视频信息的实时监控，并对整个操作过程进行全程录像。操作后开关刀闸是否到位，可以由系统运用智能视频分析(IVS)技术，将操作结果返回SCADA系统，供操作人员参考。（i）照明控制系统的联动。照明控制系统与视频监视系统、火灾报警系统、安全防范系统等多个系统实现联动，实现了夜间和光线照度不够时提供足够的光线亮度。（j）系统支持短信息报警，用户可自由设置报警事件和信息内容。4.5、电子地图功能具有较强的电子地图功能，可以方便地导入各种图片。支持在图片上添加各种设备图元，支持设备图元与实际设备一
21、一对应。在任一设备图元上均可实现相关信息的查看及设备控制，同时在电子地图上具有相应告警提示功能。4.6、语音功能支持变电站语音广播、主站与变电站之间的双向语音对讲；发生非法入侵时能广播告警；支持声音文件的保存及回放。五、视频监控系统5.1、系统主要功能变电站视频监控系统是变电站智能辅控系统中一个重要子系统，主要负责对全站重要电气设备、安装地点及变电站环境、变电站安全进行全天候的视频监视。变电站视频监控范围区域为变电站主控室、二次设备室、高压室、电缆层、电容器室、独立通信室等室内设备场景情况，另外对变电站大门、进站道路、主控楼门窗等重要区域的安全情况进行视频监视，对变电站重要设备外观运行状态的视
22、频监视主要有断路器、敞开式刀闸的分、合状态，变压器油位等。5.2、系统结构变电站视频监控系统由硬盘录像机、摄像机、视频专用硬盘、智能分析服务器等设备组成。视频专用硬盘安装在硬盘录像机，用于存储图像，可根据不同需求，配置不同的容量。智能分析服务器为可选设备，在需要实现智能分析功能的时候选用。摄像机的类型及数量需要根据工程情况进行确定。系统结构如图5.1所示。图5.1 视频监控系统结构图5.3、系统技术要求视频监控系统技术要求如下：1）视频接入：支持接入不同厂家的数字摄像机或模拟摄像机。2）压缩处理：支持PAL/NTSC制式视频信号输入，支持H.264视频压缩技术和G.711音频压缩标准，支持JP
23、EG标准的4CIF或CIF格式图片压缩、存储、网络传输。3）视频显示：支持多画面分割预览、画面电子放大及全屏显示，预览通道可选。支持预览分组切换、手动切换或自动轮巡预览，自动设定轮巡周期。4）图像操作：支持任一画面的视频录像、图片抓拍、PTZ控制、预置位调用等操作；支持任一画面的OSD叠加，包括时间信息、摄像机号码及位置、环境量信息等，字符位置、字体、大小可任意设置；支持视频参数（亮度、对比度、饱和度、色调）动态调节。5）视频检测：支持视频移动侦测、视频丢失检测、视频遮挡检测、视频输入异常检测及视频隐私遮挡。6）图像储存、回放：支持循环写入；录像触发模式包括手动、定时、报警、移动侦测、动测或报
24、警等；支持回放时的暂停、快放、慢放、前跳、后跳、电子放大，鼠标拖动定位。7）远程视频巡检：可设置巡检路径、巡检规则。系统记录巡检时间、操作人员等信息，支持巡检暂停、结束、重新开始等操作。8）多角度视频：支持同时调用多个摄像机对某一对象进行多角度查看。9）视频自动复位：正常状态下摄像机保持默认位置，在控制完成后在设定的时间段内恢复默认监视位置。10）硬盘文件管理：支持硬盘S.M.A.R.T技术、硬盘休眠、硬盘盘组管理。11）系统异常报警：支持视频丢失报警、视频移动侦测报警、视频遮挡报警、视频信号异常报警、输入/输出视频制式不匹配报警、非法访问报警、网络断开报警、IP冲突报警、录像错误报警、硬盘错
25、误报警及硬盘满报警。12）系统联动：支持与其他辅助生产系统的协调联动，在安全防范系统报警、门禁事件（正常刷卡、非法刷卡、按动出门按钮）、火灾自动报警系统报警、一体化监控系统操作刀闸断路器等事件时，视频监控系统可调用相应的摄像机的预置位进行录像或拍照。13）远程可视对讲：支持安全防范系统报警、门禁事件等特定情况下自动启动远程可视对讲。14）流媒体：具有流媒体分发功能。15）智能视频分析：视频监控系统可根据命令启动摄像机预置位，采集监视对象的视频画面，在指定时间内进行数据分析，并进行模型比对，分析结果可以是模型数据、分析图片或视频片段。具备穿越警戒面、进入区域、区域入侵、物品拿取放置、徘徊、人员聚
26、集、非法停车、快速移动等智能视频分析。5.4、主要技术参数5.4.1、硬盘录像机1）视频压缩采用H.264标准，音频压缩G.711采用标准。2）实时监视图像分辨率：PAL：704576； NTSC：704480。3）回放分辨率：D1/4CIF。4）视频接入路数：24路混合数字摄像机或16路模拟摄像机。5）视频输入接口：BNC接口（电平：1.0Vp-p，阻抗：75）或以太网接口（100Mbps）。6）码流类型：视频流/复合流。7）视频码率：32K2M可调。8）通信接口：支持10M/100M/1000Mbps或10M/100Mbps自适应网络接口。9）硬盘接口：支持8个SATA 硬盘，每个硬盘容量
27、可达2TB。10）VGA接口：1个；分辨率：800600/60Hz，800600/75Hz，1024768/60Hz。11）通信规约：支持TCP/IP协议簇，支持PPPOE、DHCP、DNS、DDNS、NTP、SADP、SMTP、NFS等协议。支持单播和组播，单播时支持TCP、UDP、RTP协议。12）内嵌WEB Server。13）电源：220VAC，50Hz。14）工作温度：1055，工作湿度：10%90%15）机箱：19英寸标准机箱。5.4.2、摄像机（球型机）1）传感器：1/4彩色日夜转换型CCD。2）有效像素：752（H）582（V）。3）水平解析度：540TVL。4）镜头光圈：F1
28、.4F3.0，室外球机镜头焦距：3.4122.4mm，室内球机镜头焦距：3.488.4。5）光学变焦：室外球机不低于36倍，室内球机不低于26倍。6）水平回转角度：360连续旋转，垂直俯仰角度：090带自动翻转。7）旋转速度：水平最大300/s，垂直最大240。8）日夜型转换模式：自动/彩色/黑白。9）最低照度：彩色：1 lux，黑白：0.1 lux。10）预置点：128，并具有预置点冻结功能。11）信噪比：50dB。12）网络球机接口：10Base-T/100Base-TX，RJ45接头。13）有效像素：网络标清752*582，网络高清720p以上。14）配合智能分析的摄像机定位精确，偏差小
29、于0.1度。15）支持定时启动预置点、花样扫描、巡航扫描、水平扫描、垂直扫描、随机扫描、帧扫描、全景扫描功能。16）工作温度：3555。17）自动温控范围：加热器开：85 ，加热器关：205。18）防护罩等级：室外机不低于IP66，室内机不低于IP65。六、安全防范系统6.1、系统主要功能变电站安全防范系统主要是通过各种探测和传感技术的综合应用，针对变电站周界场所，实现在入侵破坏前的预警作用。主要是对围墙、大门、窗户进行监视和入侵探测，防止非法侵入，以保障变电站场地及周边环境的安全。6.2、系统结构变电站安全防范系统由电子围栏、红外对射报警器、红外双鉴探测器、声光报警器、震动传感器等设备组成，
30、安全防范系统的结构如图6.1所示。变电站安全防范系统设备数量应根据工程需要进行确定。图6.1 安全防范系统结构图6.3、系统技术要求：安全防范系统技术要求如下：1）威慑及有形阻挡：具有有强大的威慑作用，能够有效恐吓阻挡企图入侵者，同时完整、有形的电子围栏可以阻挡翻越行为，防护周界区域。2）智能报警：可灵活设定报警灵敏度，保证极低的误报率，同时能够区分偶然接触和强行入侵。3）管理区域划分：实行系统划分区域管理，便于报警区域的准确定位，同时各防区可以方便的布防、撤防，并可按时间自动投入或自动撤防。4）远程控制：支持电子围栏远程布防、撤防、电压调整、复位等操作。可实现远程布防/撤防、工作模式调整、报
31、警电压调整、报警延时时间、远程复位等功能。5）联动功能：与灯光控制系统、视频监控系统等辅助生产系统之间具备联动功能，在发生入侵事件时，可同时调用相应的摄像机进行拍照或录像，在夜间可联动开启站内照明灯光等。6）自检告警：具有短路告警、断路告警、接地告警、防拆告警、设备故障等设备异常告警功能。6.4、主要技术参数6.4.1、电子围栏电子围栏是由前端探测围栏和报警主机（高压电子脉冲发生器）组成的智能型周界防盗报警系统。前端探测围栏是由杆及特制合金导线等构件组成的有形周界，安装在变电站周界现有围墙或围栏上，每100米左右设一个防区，每隔10米左右在合金导线等构件上安装一块警示牌。报警主机负责接受前端探测围栏输出的高压电子脉冲信号，当前端探测围栏处于接地、短路、断路时，报警主机会检测到这些状况，并产生报警信号。变电站电子围栏一般采用双防区四线制主机，电子围栏工作原理如图6.2所示。电子围栏主机主要技术参数：1）脉冲峰值：高压模式5000-10000V，低压模式1000V以下。
