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基于网络高清摄像机的无人值守变电站视频安防监控系统解决方案(一)
来源:安防知识网 时间:2018-05-08 9:41:55 浏览:474次
随着国内经济的不断发展,电力工业的发展从未停止过。变电站视频监控系统已成为保证变电站日常安全和生产管理的重要组成部分。目前主要通过“遥视”来配合变电站的四遥系统,实现变电站无人、少人值守。安防监控

近年来,随着国内经济的不断发展,电力工业的发展从未停止过。变电站视频监控系统已成为保证变电站日常安全和生产管理的重要组成部分。通过“遥视”来配合变电站的四遥系统,实现变电站的无人、少人值守,但传统的模拟监视设备已经越来越不能满足现代化无人值守变电站的建设需求,例如常出现回放的清晰度低、远距离的监控效果差、图像受电磁场干扰严重等现象。本文通过选择网络高清摄像机取代模拟摄像机在变电站视频监控中的应用,探讨了对变电站数字化、网络化、智能化技术的发展过程。安防监控

系统作用
无人值守变电站视频监控系统的主要功能是:安防监控
·监控变电站变压器和断路器的运行状态和外观;
· 监视变电站接地道闸、隔离开关等设备的分合状态;
· 监视变电站内CT、PT、绝缘子等设备的外观状态;
· 监视变电站大门出入人员及车辆情况;安防监控
· 监视变电站内主要室内(主控室、继电器室、高压室、电缆层、电容器室、独立通信室等)场景情况; 
· 监视变电站整个区域内的场景情况; 
· 与站内报警系统形成图像联动(包括周界、室内及消防); 
· 监测变电站的环境数据。
· 与变电站自动化系统的联动等。安防监控

系统方案设计
系统总体结构

如今无人值守变电站视频监控系统除了监视系统外,还集成了报警系统、环境监测系统、智能分析系统、对讲系统、门禁系统等多个子系统,并与变电站自动化系统形成联动。通过站端处理单元(RPU)接入视频信号、音频信号、报警信号、模拟量、语音对讲、网络摄像机等,然后通过单个设备完成各种系统的采集和访问。(如图1)。
安防监控
图1   无人值守变电站视频监控系统架构图

视频采集

系统的主要功能是对变电站的监控,包括报警系统的联动和变电站自动化系统的联动,监控的核心是前端摄像头。所以说,摄像机的好坏,直接影响到变电站的监控效果。变电站采用的摄像机多为模拟摄像机,一般清晰度在480线、总像素约为40万,也有的摄像机标称600线其实际有效像素也不超过44万。在实际应用中,这种清晰度很难满足现代化变电站视频监控的需要。在网络摄像机飞速发展的今天,网络高清摄像机有效像素一般为100万像素,甚至可达300万像素,这提高了前端视频的图像质量。安防监控

使用网络高清摄像头可以实现对车站的全景监控,使整个变电站都能看到全景,没有像普通摄像机那样的死角。高清晰的图像给操作人员带来便利,不会因为画面的模糊而带来辨别上的困扰。清晰的图像也为图像智能分析系统提供了良好的环境,能够更好地分析采集到的图像。安防监控

主控室、保护室通过安装360°超大视野范围的网络高清摄像机,一台即可替代多台模拟摄像机,在获得高清的图像的同时也减少了布线量和设备的预算。如果不使用圆形监控屏,则可以将其分成两个正常的监测角度,因此开关室处于全视状态,并且两个门也被监控。
网络高清摄像机采用的图像传感器件是CMOS,它具有体积小、速度快、功耗低的特点。通过十多年的发展,CMOS已普遍应用在网络高清摄像机当中。结合内嵌的处理芯片,可对图像进行处理,如白平衡调整、宽动态、图像畸形校正、数字降噪、PTZ等。网络高清摄像机还具备前端SD卡存储、语音对讲、温度采集等功能。安防监控

在变电站内可以通过安装网络高清球机,来对各个刀闸、开关、CT、PT到等站内设备做监视。当变电站自动化系统运行车站设备时,球机的关键预置点设置可以实现良好的视频链路效果。安防监控

图像传输
模拟摄像机在传输时,多半采用同轴线缆传输。同轴线缆虽然具有屏蔽层,但是由于接头部分的处理、长距离传输等问题,使图像总是出现网纹、变形等现象,虽然可以利用视频光端机减少传输过程中带来的干扰,但摄像机输出的毕竟是模拟信号,从摄像机输出口到光端机这段线路如果处理不好,仍会导致视频源出现干扰。安防监控

网络高清摄像机跟模拟摄像机相比传输较为简单。网络摄像机直接输出的就是数字信号,利用一根网线既可以传输视频、控制,还可以供电。数字信号传输比模拟信号传输效果更好,抗干扰能力更强。

室内安装的网络摄像机可以直接通过一根网线接入PoE交换机上,很大程度节省了室内的布线。而室外由于网络线传输距离的限制,可利用光纤传输来增加其传输的球机关键预置点位的设定,可以在变电站自动化系统操作站内设备时,取得良好的视频联动效果。交换机,利用交换机做前端摄像机的接入,再由光纤传回控制室,以减少大量的点对点光传输设备。 

网络要求安防监控

基于网络高清摄像机的变电站监控系统,一定要根据摄像机的数量选择适合本系统的交换机。一般百万像素高清网络摄像机占用带宽约为2M~6M之间,普通35千伏到110千伏的变电站配置16口或24口百兆交换机即可。如果摄像机的数量大于总带宽要求,选择具有较高带宽的开关背板的开关。安防监控

室外划分区域利用交换机接入网络摄像机时,要考虑交换机抗干扰能力,室外环境的稳定性。因此,建议使用工业开关,可以在各种恶劣环境下正常工作,如强磁场、高温等。

该方案适用于不同的通讯网络,如以太网、E1、局域网、无线网络等,但是目前还是有一些变电站与主站之间的通讯为2M的E1通道。传输普通CIF(352×288)监控画面可以同时传4路视频,如果是高清画面可以传输1路视频,但是1路高清画面可以涵盖同场景的多个普通画面,这也是网络高清摄像机优势所在。2M的窄带传输毕竟不能满足现今变电站数据通信的需要,不少国内省份电力公司已经采用百兆网络作为变电站与中心之间传输通道,极大地提高了网络传输速度和带宽,为网络高清摄像机在变电站中的应用提供了保障。安防监控

报警系统
无人值守变电站报警系统一般分为周界报警和室内报警。

周界报警。在周界防范中采用的最多是红外对射报警器,利用多个红外光束在变电站的周围形成一面看不见的屏障,只要有人翻越围墙,遮断了光束即可产生报警。但在实际变电站应用中,入侵者往往翻入变电站针对现场堆放的线材、金属件进行盗窃。整个行窃过程短,当巡查人员赶到变电站时窃贼早已逃逸。如果非法分子企图破坏变电站的内部设施,其后果将是不可想象的。再加红外对射在雨、雪、雾、大风等天气下,易产生误报影响到整个周界报警系统的稳定。安防监控

电子围栏是目前最适合变电站周边的报警设备。它在围墙顶部利用多线制的布局,形成强有力的物理屏障。它不仅警告入侵者,而且阻止它。闯入者在穿越时将受到电击,但不会对生活造成伤害,也不会对盗贼造成心理上的恐惧。安防监控

电子围栏与红外对射相比,前者克服了红外对射的技术缺陷,不受天气和动植物的影响,同时也能有效对入侵者起到阻挡的作用。配置时充分考虑围墙长短,划分好防区,配置相应数量的防区主机。而且电子围栏安装不受地形影响,可以通过增加线制,来增加围栏防范高度。安防监控

室内报警。采用红外三(双)鉴,主要安装在各个保护室、电缆层、交直流室等用于室内人员入侵的报警。尤其夜间在摄像机效果不是很好状态下,通过报警主机来联动灯光及时对现场做巡查。一般在面积不大的室内只需1~2个,但注意安装位置必须覆盖入口和主通道,以便有良好的预防。



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