一、系统概述

随着计算机技术和网络通信技术的快速发展，电力系统自动化建设发展越加完善，尤其是在变电站的安全防范方面，广泛采用了最新的计算机技术、通讯技术和图像处理等技术，实施了诸如视频监控系统、入侵报警系统、SF6气体检测系统以及消防系统等等。

传统的变电站安防智能化系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，以至于出现了一种监控“孤岛”现象，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性，而且增加了投资成本。尤其是现在电力系统为提高劳动生产率，增强竞争力，在变电站系统平常的生产过程大量采用无人值守或少人值守的模式。而对于变电站这样的场所来说，远程、实时、多维、自动的智能化综合安保系统是变电站安全运作必备的前提条件。

1、  监控“孤岛”：视频监控、入侵报警、消防等各系统独立运行，无法实现系统的联动，不但系统靠人力监控而导致安全性较低，而且增加了中心管理人员的负担和工作压力，并且大大提高了供电公司的投资。

2、  无法联动和事故预防：由于视频全部传送到中心站或应急平台，这样造成几十路甚至数百路的视频图像需要监控，仅仅依靠人力是不可能实现全部监控的。视觉的疲劳和人力的懈怠会导致事故发生而无法被捕捉到，更无法被预防。

3、  消防事件无法远程监控和预防：大多数变电站离中心站较远，当现场发生火灾事故时，因消防员不能及时打开控制室等房间大门而延误了救火时间；

4、  缺乏环境监控手段：目前大多数变电站都是通过温度计测量环境温度，没有实现对温湿度、漏水等环境的实时监测，无法做到危险事件的监控和预防，更无法做到根据温湿度调节空调温度，实现节能增效。

5、  变电站一般建在偏僻地区，电气设备的被盗事件时有发生。虽然现有的监控系统能录出当时的发生情况，但因技术问题，不能够做到远程干扰或制止偷盗行为，更无法做到事故的预防。

6、  目前变电站内所有门锁都采用机械锁，也就是说随便配一把钥匙可将各设备室的门全部打开，从而存在很大的安全隐患，一方面，外来人员用借到的钥匙就可随心所欲开启任何房门，也无法记录开启时间，这不仅可能出现物品被盗，甚至可能开错设备室的门而误入带电间隔，出现人员伤亡的事故。另方面，当钥匙丢失了时，更是存在前面所述的安全隐患。

目前变电站的巡视都是通过手工记录的方式进行，会出现代签、统计费时费力，无法做到实时监控和管理。

二、系统简介

    变电站智能辅助监控系统的设计作为辅助监视变电站设备安全运行和监视变电站环境安全的目的，包括视频监控子系统，安全警卫子系统，门禁子系统，灯光智能控制子系统和环境监测子系统以及管理平台等。

    主要考虑系统的实用性、安全性、经济性、可扩展性、兼容性、易操作性等几方面。从实际出发，采用嵌入式网络型监控设备，辅于传感器，将变电站运行环境涉及的安全项目纳入到统一的监控平台下，组建综合监控管理系统，具有较好的成本优势，彻底解决了各种监控系统独立建设、各自为政、形成信息孤岛的现象。建设周期大为缩短，系统维护成本也大大降低。

三、功能子系统

1、环境监控子系统

环境监控子系统主机安装在监控室，通过采集和传输技术的应用，利用我公司辅助控制主机，可以实时监测某些重要场所和设备的工作环境（如：电压、电流、温度、湿度、漏水、水位、有害气体、含氧量、风速风向、烟雾、明火等等）；当工作环境出现异常时，可及时显示、报警，并可通过通信IP网络将数据上传至市级和省级调度中心。

本子系统由设备终端和系统平台两大部分组成，设备终端主要包含辅助控制主机和各种传感器。系统平台主要是在电脑上可以直观的显示出被监测量的大小或状态，以及被监测量的实时值或各种故障发生的情况。

2、智能图像监控及可视对讲子系统

变电站智能图像监控及可视对讲系统基于数字硬盘录象机硬件设备，并以网络视频集中监控系统管理软件为核心，执行强大的系统功能。

目前支持海康和大华的全系列数字监控以及网络摄像机设备。

3、门禁控制子系统

门禁系统是指基于现代电子与信息技术，在变电站的出入口安装自动识别系统，通过对人（或物）的进出实施放行、拒绝、记录等操作的智能化管理系统。它是利用非接触式智能卡或指纹代替传统的人工查验证件放行、用钥匙开门的落后方式，系统自动识别智能卡上的身份信息和门禁权限信息，持卡人只有在规定的时间和在有权限的门禁点刷卡后，门禁点才能自动开门放行允许出入，否则对非法入侵拒绝开门并输出报警信号。

由于门禁权限可以随时更改，因此，无论人员怎样变化和流动，都可及时更新门禁权限，不存在钥匙开门方式时的盗用风险。同时，门禁出入记录被及时保存，可以为调查安全事件提供直接依据。

4、空调节能及设备控制子系统

系统提供空调、风机、灯光以及水泵等设备的控制功能。系统的自动联动功能全部在辅助控制主机上实现，在网络断线、服务器故障、软件关闭等情况下不影响系统的报警、联动以及记录等功能。

5、安全防范子系统

变电站安全防范子系统主要是通过各种探测和传感技术的综合应用，针对塔架、变电站周界等场所，实现在电力设备等破坏前的预警作用。

防盗报警系统通过灵活配置，实时反映探测器的布、设防、报警及各种状态，对报警信息进行及时提示。在设定的布防时间内，实行入侵监控。并且报警系统可以同时联动该区域的照明系统、闭路电视监控以及门禁等系统。

n      可手动布撤防和自动布撤防（每个防区可设置5个时间段）

n      结合硬件可控制报警主机每个子系统（用户）的布撤防。

n      直观的报警后电子地图显示

n      可按需求设置分区图、防区图、子防区图

n      可按需要设置报警后弹出相关地图

n      地图上还可设置联动摄像机、门禁等，并直接在地图上控制

n      可自定义的报警后语音提示

n      完善的事件记录，供事后查询

6、SF6监测报警子系统

六氟化硫监控报警子系统是根据电力系统强调安全生产的形势，为在安装有SF6设备的配电装置室的工作人员提供人身健康安全保护而设计、开发的智能型在线监测预警系统。系统主要检测环境空气中SF6气体含量和氧气含量，当环境中SF6气体含量超标或缺氧，能实时进行报警，同时自动开启通风机进行通风，联动声光报警，提示人员禁止入内，并具有温湿度检测、工作状态提示、远传报警、历史报警数据查询等诸多丰富功能。

系统独有的微量SF6气体检测技术，能检测到1000ppm浓度的SF6气体，不仅可以达到保障人身安全的目的，而且还能确保设备正常运行；进口高稳定的氧传感器，可以为现场工作人员提供更多一层可靠保护。

本子系统主要应用在变电站内35KV SF6开关室及500KV、220KV、110KV GIS室。

7、电缆温度监测报警子系统

变电站电缆温度监测预警系统采取接触式测量原理，实时监测电缆的运行温度。本系统在主站上通过数值、曲线、棒图、模拟图等形式显示温度的测量值及变化趋势，为故障的判断提供依据。

8、联动配置子系统

消防联动：中心站及子站的消防联动系统，控制器接入消防系统信号，一旦有警情发生，系统可以联动图像监控系统，并发送报警信号给中心管理系统，同时，可以根据需要自动打开相应的门锁并发生告警短信。

1)       门禁系统与监控系统联动功能：当人员刷卡、门异常打开或正常打开、非法入侵、开门超时、假锁等情况下，门禁控制器可以发出信号启动本地摄像机抓拍图像（如果是球機不在本預置位，則系統可以直接驅動到此預置位），然后图像监控设备实时的把图像传输至管理中心，管理中心可通过图像界面实时的监控变电站现场的实际情况，以便采取相应的应对措施。

2)       报警系统与视频系统联动：控制可以接入报警系统信号，可以实行撤、布防的操作，当有警情时，系统联动监控录像（如果是球機不在本預置位，則系統可以直接驅動到此預置位），并向中心报警。

3)       动环联动：系统可以和环境监控进行联动，当出现UPS等设备报警、温湿度、漏水等报警，系统即可联动摄像机进行监控，并可以远程操作空调、风机以及照明等设备。

4)       综自系统联动：可以把变电站自动化系统的操作信号、活动区域（移动侦测功能）划定，以及报警信号等接入到本系统，做到实时的视频、门禁以及消防和报警控制的联动功能。

5)       告警短信语音联动配置：支持配置各类型告警点报警时的短信提示、语音播报、声光警示以及现场广播威慑等。

6)       联动抓拍录像及查询功能：可以根据抓拍类型、记录类型、联动类型、触警条件、抓拍区域以及时间等各种条件，对抓拍录像进行查询。抓拍录像实时存储在中心服务器上，可避免前端被破坏而造成的录像丢失。

9、规约配置子系统

通过CDT（循环式远动规约）或IEC61850实现与SCADA、统一监控平台等系统之间的集成和联动，目前已经和南自、南瑞科技、南瑞继保、许继、四方等公司系统成功接口。主要功能如下：

1)       接受变电站自动化系统的指令，实现刀闸、断路器等设备动作与视频、报警等系统的联动功能。采用RS232方式进行单向通信。

当SCADA系统控制刀闸进行不同工作状态切换时，辅助系统自动将摄像机对准到执行此次动作的相关设备，并显示对应的视频信息，便于操作人员对操作结果进行确认，避免了工作人员去现场确认的环节，可以大大提高状态切换效率并保证刀闸切换质量。

SCADA系统与辅助系统通过正向隔离装置(网闸)单向通信，辅助系统的数据不会进入到变电站内部网络，保证电网内部数据的安全。

系统上传数据：把辅助系统的温湿度、门禁、报警、消防等数据实时传送给变电站信息监控平台。系统采用TCP/IP方式进行通信。

系统支持，一体化平台通过遥控功能，控制辅助系统开关量输出及中心开门功能。

10、巡检管理子系统

系统提供两种巡检模式：手持机模式及读卡器模式。由于手持机模式需要每人配置一台手机，投资较大并且使用不方便，因为建议采用读卡器模式。

所有的门禁读卡器都可以作为巡视读卡点使用，门禁控制器能记录刷卡信息，连PC后数据下载到电脑上保存。电脑上的巡视软件可以根据这些读卡数据按部门、个人、日期统计各种巡视报表，方便快捷。任意的读卡门禁点都可以设成巡视点，即方便实用，又经济省钱。可以在已使用门禁系统的基础上，不用增加硬件成本，而只需增加一套巡视软件就能实现巡视计算机管理功能，避免了类似于打卡钟等巡视设施带来的人工处理的大量工作量，节约了劳动力资源，更提高了电站管理效率。

四、系统优势

1、先进架构：以物联网技术为核心的平台式架构实现功能的全覆

满足国家电网对变电站统一监控,统一调度,统一配置,统一报表的“四统一”要求,以及信息数字化,功能集成化,结构紧凑化和状态可视化的智能变电站“四化”要求。

分层,模块化,框架化设计,同时支持多种硬件终端,实现融合优化和高可靠代码复用。

2、技术功能属性：易扩展性及成本最优化属性

1）物联网智能主机的多功能标准化接口和通信规约保障系统兼容性和可扩展性

ü         物联网智能主机的多功能标准接口（NO/NC可配置开关量,4-20ma模拟量,Modbus,RJ45）能够接入不同厂家的各种探测器,传感器以及安防和消防设备,具有良好的兼容性。并能够在此基础上,扩展解析不同的厂家设备协议。

ü         标准CDT和EC61850通信规约,不但能够实现系统内视频,门禁,环境,安防,消防,采暖通风,排水等多种功能和设备的智能联动控制,并能够实现和南瑞,南自等厂家SCADA,综自等系统的联动和集成。

ü         物联网智能主机集成了环境监控单元,灯光控制单元,串口服务器以及门禁控制单元,一台设备即实现变电站综合监控的全功能,在小站配置一台,大站配置多台,互不影响,保证整个系统架构具有极高的可扩展性。

2）物联网智能主机的高集成度和脱机式独立工作属性保障了系统成本最优化：

ü         物联网智能主机具有不需要其它设备配合就可独立工作的属性,能够满足从小开闭所到35KV至1000KV变电站,从改造站到新建站,从单站式到大规模集中联网等各种类型的需求,使系统具备较大的灵活性和成本可控性。

ü         物联网智能主机的全方位多功能接口,集成度与归一化程度较高,能够兼容并利用现有绝大部分设备,有效保护客户的已有投资。

ü         物联网智能主机完全可以根据变电站的实际需要,小站一台大站多台,完全不需要另外配置服务器,能够最大程度的降低成本。而服务器式方案即使只要接入一个探头,服务器都必不可少,成本不可控。

3、体验优势

1）“通信级”多业务集成优势: “通信级”集成：本公司采用底层通信级集成方式,能够对各子系统设备和数据进行统一管理,不但拥有诸如硬件集成,数据库集成以及平台集成等各种集成方式不具备的优势,更避免这几种集成方式的缺点。

2）集中监控和统一调度优势

Ø         统一界面下视频,门禁,环境,SF6,火灾消防,安全防范所有状态的监控

Ø         统一的设备配置管理,故障调度

Ø         统一的报表日志管理

3）系统的可靠性保障优势

Ø         全部设备可脱机运行—在网络断线,服务器故障等情况下不影响任何报警,定时控制,设备联动等功能。

Ø         核心设备全部采用嵌入式技术,避免普通的工控机,PC机的不可靠性。从根本上解决因网络安全而带来的一系列问题。

Ø         主要核心硬件辅助控制主机,门禁控制器为电科恒钛自主研发生产,经过大规模应用的考验,稳定可靠。

4）多系统智能联动控制优势

Ø         实现多功能的联动配置管理,定时或者智能联动；

Ø         消防,视频,门禁,环境,安防,采暖通风,排水等多种功能和设备的智能联动控制；

Ø         所有操作,报警,联动等全部记录。