摘要：隨著智能電網(wǎng)和數(shù)字化變電站的發(fā)展，變電站采集和監(jiān)控平臺已經(jīng)逐步實現(xiàn)智能化，輔助系統(tǒng)也將進一步整合到同一監(jiān)控平臺，文章介紹了基于分層、分布、模塊化的一體化綜合輔助監(jiān)控平臺的實現(xiàn)，以及站端系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容和功能，并介紹了立華產(chǎn)品LEC-3211在此系統(tǒng)的應用和產(chǎn)品特點。
1. 背景概述
隨著智能電網(wǎng)和數(shù)字化變電站的發(fā)展，前期對保護裝置和測控裝置的改造已經(jīng)略有成就，近期已經(jīng)開始考慮將數(shù)字化變電站中輔助監(jiān)控的信息智能化管理。這些信息包括門禁管理、視頻監(jiān)控、存儲管理、環(huán)境監(jiān)測、電子地圖顯示、智能聯(lián)動報警以及在線監(jiān)測等。根據(jù)電力通訊設備在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求，在輔助系統(tǒng)中加入了電子地圖顯示，將圖形處理的內(nèi)容加入設備。由于電力通訊設備均為低功耗、無風扇的設備，這一等級的CPU級別其圖形處理功能非常有限，所以需要有專門的視頻解碼芯片來處理圖像的功能，同時也要滿足電力通訊管理最基本的無風扇、低功耗的特性。
2. 系統(tǒng)描述
2.1系統(tǒng)架構
智能變電站綜合輔助監(jiān)控系統(tǒng)使用統(tǒng)一的以太網(wǎng)、統(tǒng)一的規(guī)約進行數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)約安裝成本；以對象為設計目標，處理視頻、消防、安防、巡檢、溫度、照明、一次設備在線監(jiān)測之間的聯(lián)動工作，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的被動監(jiān)控模式向主動監(jiān)控模式轉換；通過聲、光、圖、表、線等的形式達到對輔助系統(tǒng)的智能化的監(jiān)控和管理，為智能電網(wǎng)運行提供技術支撐。
智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)采用一級主站系統(tǒng)、二級主站系統(tǒng)和站端系統(tǒng)三層結構，一二級主站兩級模式進行管理。一二級主站以服務器為主，一級主站中同時需要人機界面，對總體數(shù)據(jù)進行監(jiān)控；站端系統(tǒng)就是現(xiàn)場使用的監(jiān)控系統(tǒng)，采用多主機分布式結構配置，對現(xiàn)場設備和現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)控。
圖1為智能變電站綜合輔助系統(tǒng)站端系統(tǒng)架構圖。
圖1 輔助系統(tǒng)架構圖
立華LEC-3211的應用即為站端的應用。站端智能輔助綜合監(jiān)控應用主要是由綜合應用服務器、環(huán)境監(jiān)測及控制單元、門禁控制單元、智能音頻處理單元、視頻單元、網(wǎng)絡單元、存儲單元以及各類傳感器等組成，實現(xiàn)對變電站各種輔助信息的監(jiān)測和視頻監(jiān)控。
2.2系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容
站端系統(tǒng)監(jiān)控包括變電站的環(huán)境監(jiān)測與控制、火災告警、安全防范以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
在環(huán)境監(jiān)測與控制系統(tǒng)中需要有獨立的監(jiān)控單元，需要采集的數(shù)據(jù)有燈光控制、水泵控制、風機控制、風速傳感、溫濕傳感、水浸傳感器以及智能空調(diào)數(shù)據(jù)等。
火災告警系統(tǒng)需要接火災報警器。
安全防范系統(tǒng)主要涉及安全的信息采集，包括電子圍欄、紅外對射以及門禁系統(tǒng)的監(jiān)視和控制信息。
視頻監(jiān)控單元為新一部分的功能，此部分對音視頻進行專門的處理，通過該單元連接語音系統(tǒng)以及網(wǎng)絡模擬攝像機。
每個系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)在以網(wǎng)絡的形式傳送給站端輔助監(jiān)控系統(tǒng)。每個站端再將此功能傳至二級系統(tǒng)，在由調(diào)度端統(tǒng)一傳送至一級監(jiān)控平臺。
2.3系統(tǒng)功能
電子地圖功能，在變電站分布圖中顯示攝像機等設備的分布和報警設備布防、撤防、報警的狀態(tài)。
SCADA子系統(tǒng)，從站端自動化系統(tǒng)獲得SCADA數(shù)據(jù)，從站端自動化系統(tǒng)獲得SCADA數(shù)據(jù)，主接線圖可一鍵調(diào)出視頻。
視頻子系統(tǒng)，具備常規(guī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)所有功能。
門禁子系統(tǒng)，具備變電站門禁管理的所有功能，并可將門禁信息上傳至主站。
環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)，對變電站溫度、濕度、風速等環(huán)境信息進行監(jiān)控。
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3. LEC-3211產(chǎn)品介紹
立華LEC-3211產(chǎn)品是以南京南瑞在綜合輔助監(jiān)控系統(tǒng)的應用為依托，結合其在電力系統(tǒng)子站的應用需求，加入輔助監(jiān)控系統(tǒng)特有的視頻監(jiān)控內(nèi)容，將視頻播放功能由子站中的Intel CPU集成顯卡替換為VIA的S3 4300E獨立顯卡，該獨立顯卡板載256M的顯存，使用顯卡芯片處理圖像，可以節(jié)省CPU的功耗，使其更加適合輔助監(jiān)控系統(tǒng)的應用。
LEC-3211采用Intel 82574L高性能千兆網(wǎng)口芯片，支持IEEE1588網(wǎng)絡對時協(xié)議，串口采用2KV光電隔離設計，15KV防靜電設計和4KV浪涌保護設計，所有串口均支持RS-232/422/485獨立配置，完全符合智能變電站自動化系統(tǒng)的應用要求。 LEC-3211提供4/8路可編程IO，供客戶自定義編程狀態(tài)使用，提供電源、HDD、網(wǎng)絡和串口等系統(tǒng)和通訊的指示燈，方便用戶編程調(diào)試和現(xiàn)場維護工作。
LEC-3211支持70~300VAC/DC單電源或者雙電源冗余供電，支持電源輸入和輸出超限報警和斷電報警，支持Windows XP Embedded以及Linux操作系統(tǒng)，能夠提供定制的映像文件。
LEC-3211設備提供超寬的溫度工作范圍和濕度范圍，支持-40~70攝氏度溫度工作范圍和5~95%濕度工作范圍，適應不同嚴酷的工作環(huán)境要求。
下圖2為LEC-3211的前后面板設計圖。
圖2 立華LEC-3211產(chǎn)品前后面板圖
4. 結論
智能變電站綜合輔助監(jiān)控系統(tǒng)是通過集成變電站環(huán)境、門禁、視頻等系統(tǒng)的監(jiān)控，并使各個系統(tǒng)之間達到智能聯(lián)動和信息共享，從而為變電站的智能化管理提供幫助。立華LEC-3211設備在系統(tǒng)中作為數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控平臺，起著核心的作用。
目前，立華LEC-3211設備已經(jīng)在內(nèi)蒙古、吉林、河北、江蘇、山東、江西、海南、廣東等全國大部分地區(qū)的變電站有成功應用，變電站等級從35KV到110KV、220KV以及500KV等不同的級別。
總之，立華通訊管理機的高可靠性、高性能、EMC高防護級別是智能變電站綜合輔助監(jiān)控系統(tǒng)的理想選擇。
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