一、概述

电网安全运行是企业的首要任务。目前，为电力状态检修提供数据的设备的监测项目分别进入到了安全生产管理中,以至于出现了一种监控“信息孤岛”现象，在电力主控室里摆满了各种计算机和服务器来监测。这种情况不仅浪费了空间资源和计算机资源，同时也增加了值班人员的工作量，必须在不同的计算机之间进行大量的操作。为解决电力非电量监测的“信息孤岛”现象，中瑞电气秉承“建立一个信息平台”的理念，研发了“智能变电站辅助系统综合监控平台系统”，从而实现了变电站的无人值守。该系统通过强大的数据库和计算机处理技术，能够将电力系统目前需要监测的各种设备参数通过一个共享的信息平台进行显示和处理，并可随时进行WEB浏览和数据共享，为电力状态检修提供一个可靠的数据监测信息平台。

辅助系统综合监控平台作为智能变电站的重要支撑部分，它承担着为变电站日常安全、可靠运维保驾护航的重任。系统主要包括视频监控子系统、环境监测子系统、火灾告警子系统、安全警卫子系统、辅助灯光控制子系统及门禁子系统等相关辅助子系统。智能变电站辅助系统综合监控平台以网络通信（IEC61850协议）为核心，完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、门禁控制以及安全防范等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心或调度中心。建成的系统充分体现了系统之间的信息共享和信息互动，并对相关环节实现了智能化管理，为变电站降低运维成本、优化资源配置、提升运行指标提供了重要保障。

二、系统设计依据及实施标准

(一)系统设计原则

根据实际应用为出发点，并考虑到系统投资的长期效益，对系统进行优化设计，设计原则如下：

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、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、具有良好开放性，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：本监控系统操作简单、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。

三、系统框图

四、系统组成及功能

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、辅助控制系统主IED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，集中实现数据处理、联动配置、实时监控、数据信息保存等功能，并完成与其他系统的通信。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，后台主机以标准的IEC61850协议通过辅助控制系统主IED与各子系统进行通信，通过各子系统实现对变电站现场视频等各种生产信息的采集、处理、监控等功能。

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、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、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。

     3、实现了与变电站一体化监控系统的规准化双向通信，为变电站一体化监控系统提供实时的视频、图片和数据信息，在一体化监控系统后台（进而在远方主站）实现变电站辅助系统数据信息的可视化展示。

     4、实现了各种报警事件的实时语音告警和短信息远程告警，实现了各类告警信息在同一监控平台上的智能过滤、分类、检索和事件的历史反演。

五、系统技术方案设计说明

(一）、 环境监测子系统

环境监测子系统能对站内的温度、湿度、风力、水浸、SF6浓度等环境信息进行实时采集、处理和上传，采集周期小于1秒，并将数据的变化上传智能辅助系统一体化平台；环境信息历史数据可永久保存，各种遥信值变化即时保存，遥测值可间隔5分钟自动保存。可针对遥信变位、遥测超限情况进行实时告警，可设置不同告警级别和区域，告警可通过语音、画面、短信、打印等方式提醒相关人员。环境量遥信变位和遥测超限报警可与控制子系统联动，当报警发生时，根据设置好的联动预案，会自动联动相关摄像头的预置点，并进行告警录像。一个报警量可联动多路视频，即当一个报警发生时，可以同时联动多个摄像机，从不同角度不同方位将现场的信息传到监控中心。

环境监测子系统包括温度采集、湿度采集、水浸采集、风力采集、SF6气体采集等。数据通过采集器传送至智能辅助控制系统网络数据服务器，智能辅助控制系统对数据进行分析后作相应告警，并根据联动设置，启动相应控制子系统（温湿度关联空调系统、水浸关联给排水系统、SF6关联风机）等预案。

主要技术特点

1、实时监测：对变电站重要场所和重要设备的工作环境状态（温度、湿度、漏水、水位、风速、SF6浓度等）进行实时监测，对工作环境的异常情况及时告警。

2、控制功能：通过联动空调、风机、灯光、水泵控制器等设备，对监测的环境参数进行远程实时控制和调节。

3、灯光控制：根据天气、时段等外部环境条件以及入侵报警、消防报警、摄像机录像等事件，自动控制灯光的开启。

4、配合其它辅助生产系统进行协调联动。

（二）、视频监控子系统

视频监控子系统是智能变电站辅助控制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，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。变电站视频监控系统由硬盘录像机、摄像机、智能分析服务器等设备组成。

主要技术特点：

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JPEG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、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、硬盘错误报警及硬盘满报警。

    11、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。

    12、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、人员聚集、非法停车、快速移动等智能视频分析功能。

（三）、火灾报警子系统

火灾报警子系统除了用于监视室内的明火或烟雾的出现，对变压器等重要设备实现泡沫消防，并发出报警信号以外，还通过智能辅助控制系统与视频监控子系统进行相互通信，实现联动。当火灾发生时，由智能控制系统确定烟感或者消防设备的地址码，判断发生报警的位置，做出决策。根据预设的联动机制，向视频监控系统发出命令，调动相应位置的摄像机指向火警的报警区域，同时弹出视频窗口，供值班人员进行查看，采取相应措施。

火灾报警子系统还与采暖通风系统、空调控制系统进行联动，当火警发生时，根据预设的联动机制，自动停止或开启通风设施，停止空调运行。

主要技术特点：

1、实时监测变电站主要区域的状态，发生火灾时，及时发出报警信号，指示火灾发生部位，记录火灾发生时间。

2、可联动消防系统启动自动灭火装置或火灾隔离措施。

3、可联动环境监控系统关闭空调、风机等设备，防止火灾蔓延。

4、可联动智能门禁系统打开房门便于人员的疏散逃生及消防救援人员的进入。

5、可联动视频监控系统，对发生火灾的区域进行拍照或录像。

（四）、安全警卫子系统

安全警卫子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。

系统有电子围栏主机、电子围栏、红外对射等装置组成，系统将整个围墙划分为4个区域。当有人试图翻越围墙上端的电子围栏或有人剪断围栏线时，都会触发围栏主机报警。围栏主机输出的报警信号可以驱动告警区域的高音警号发出鸣响并且报警指示灯开始闪烁，对入侵人员起到震慑的作用，同时提示站内人员进行查看。

周界报警在完成报警、防护功能的同时，还与视频监控系统联动，进行相互通信，实现哪里有报警，摄像头就会调整到相应预设位置。在夜间或光照度不够的情况下，还与灯光控制系统联动，适时开启报警区域的灯光照明。同时主站能立即弹出该区域视频窗口，供主站端值班人员查看。

主要技术特点：

1、威慑及有形阻挡：具有强大的威慑作用，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。

（五）、门禁子系统

门禁子系统有门禁控制器、读卡器、电子门锁等设备构成，在变电站大门、各二次设备室、GIS室、控制室、机房、通信室等区域装设门禁系统，并实现与智能辅助控制系统其它子系统的联动。

当有人打卡时，门禁系统把此信息上传，并触发报警，后台可人工或者自动调用相应摄像机进行查看，把视频画面和门禁打卡人的信息发送给运行人员进行比对，防止有人盗用他人卡非法进入。

当火灾报警子系统发生动作时，门禁系统可联动打开火警相关区域的所有门，以利于运行人员进行火势控制或撤离。

主要技术特点：

1、具有对门户出入控制、实时监控、保安防盗报警等多种功能。

2、具备多种开门方式，如刷卡开门、密码开门、卡和密码开门、多卡开门、远程控制开门等。

3、具有强制关门和紧急开门功能，具备远程开门、关门功能。

4、具备信息记录功能，能记录门开关状态、开关记录、门禁开启时间及开启人的卡号、姓名、单位等信息，所有的记录信息能远程读取。

5、具有网络故障报警、非法闯入报警、门长时间未关闭、“非法卡”刷卡报警、胁迫报警等多种报警模式。

6、与视频监控子系统、灯光控制子系统、火灾报警子系统等其他辅助生产系统的联动功能。

（六）、智能灯光控制系统

智能灯光控制系统具有随摄像头追踪开启的功能。在夜间或者光线较暗时，当摄像头根据突发事件（包括非法入侵、火灾告警、变电站事故跳闸等）进行转动、对焦时，系统根据预定的联动机制，开启相应的照明灯，用作摄像光线补偿。当夜间需要进行远程视频巡视时，灯光可根据摄像头巡视路径相应开启和关闭。灯光控制系统与门禁系统形成联动，在夜间或者光线较暗时为值班人员的正常工作提供方便。例如：运行人员夜间通过门禁系统刷卡进入计算机房时，室内灯光自动开启；当运行人员工作完毕，刷卡退出机房时，室内灯光自动关闭。

辅助系统综合监控平台对变电站的灯光照明系统进行智能控制，适应了变电站无人值班要求，同时达到节能减排的目的。

主要技术特点：

1、通过合理管理如计算机集中控制、定时控制，在需要的时候将需要的区域，通过智能开关的方式将灯光控制回路开闭到合适的路数，以节约能源和降低运行费用。

   2、通过定时控制及集中控制的结合，保证公共通道如走廊、电梯厅的灯光能遥控开启关闭，达到节能、便于管理的目的。

3、与视频监控子系统、安全警卫子系统等其他辅助生产系统的联动功能。

六、系统软件

主要功能

主站软件YJ3000具有良好的人机界面，操作方便。采用开放式体系结构，可以与各个子系统方便地进行互连，共享数据。系统软件具有强大的数据运算能力，根据各个子系统的数据进行分析挖掘，通过各个子系统的数据交互运算，实现变电站设备的运行状态进行实时监测，对设备的运行历史数据存储进行数据挖掘分析，形成针对变电站设备的专家诊断数据库。系统能根据设备的实时运行状态自动提供最佳处理方案，保障变电站设备的长期稳定运行，较大程度降低变电站设备的运维成本。系统主要特点如下：

1、具有整个变电站的动态布局图，按照现场设备布局情况，所有监测点的设备和探测器都有明确、形象的标识，令人一目了然；

2、画面实时显示监测数据，当有越限或者变位报警发生时，能够以各种醒目的方式进行提示；

3、报警发生时，从系统主界面可以很容易地判断报警发生的位置，然后手动切换到相应画面查看详细情况；

4、值班人员也可以通过报警提示窗口对报警进行处理，比如报警确认等等。

5、系统通过相应的软件接口，可以将数据发送到其它系统，比如MIS系统等；

6、系统具有历史数据查询功能，可以通过趋势图查看过去某个时间段的历史数据，以便分析故障原因等；

7、报表功能，系统可以根据用户要求，输出相应的报表，以便上层领导进行决策；

　　Shandong Sino-Swisstrical Electrical Co.,Ltd. is a high-tech enterprise specializing in power system security monitoring and power automation equipment R & D, production and sales. More than 20 technology and software products have obtained national patent right or national software copyright. The company has been appraised as the "excellent incubator" of the Zibo Development Zone Technology Entrepreneurship Center for many years, and the company passed the ISO9000-2000 quality system certification in 2004.

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