高效的变电站监测方案

XXXXXXXXX变电站

数字化监控系统工程设计方案

XXXXXXXXX有限企业

2023年6月

目录

第一章项目概述...................................错误!未定义书签。

第二章项目需求分析和建设目的.....................错误!未定义书签。

第三章系统性能规定...............................错误!未定义书签。

3.1主站系统...................................错误!未定义书签。

3.2站端系统...................................错误!未定义书签。

3.3系统设备环境条件规定.......................错误!未定义书签。

3.4系统设备可靠性规定.......................错误!未定义书签。

3.5系统软件规定.............................错误!未定义书签。

3.6视音频编解码原则.........................错误!未定义书签。

3.7系统抗干扰措施规定.........................错误!未定义书签。

3.8系统施工技术规定..........................错误!未定义书签。

3.9供电电源规定..............................错误!未定义书签。

第四章系统设计...................................错误!未定义书签。

4.1系统设计原则和设计规范....................错误!未定义书签。

4.2数字视频及环境监控系统设计................错误!未定义书签。

4.3数字IP视频及环境监控系统日勺优势...........错误!未定义书签。

4.4系统功能..................................错误!未定义书签。

第五章经济、社会效益分析.........................错误!未定义书签。

5.1经济效益分析..............................错误!未定义书签。

5.2社会效益分析..............................错误!未定义书签。

第六章重要设备性能参数错误!未定义书签。

6.1网络高速球机错误!未定义书签。

6.2网络智能中速球错误!未定义书签。

6.3网络固定摄像机错误!未定义书签。

6.4网络IWJ清摄像机错误!未定义书签。

6.5SVR存储器错误!未定义书签。

6.6视频管理监控软件错误!未定义书签。

第七章参照配置清单错误!未定义书签。

第一章项目概述

伴随计算机技术、网络通讯技术以及电力系统保护及自控技术的发展，变电站的自动化

运行水平不停提高，大大减少了人为操作事故，使变电站的无人值守逐渐变成了也许，并已

成为电业系统的发展趋势。目前已实现了将生产现场的设备运行数据、状态传送到远方日勺调

度中心，同步调度中心也可对远程的现场设备进行控制和调整，这就是常称的“遥测、遥信、

遥控和遥调”。作为无人值守的变电站如只具有四遥是不够的，由于调度中心无法理解现场

状况致使某些安全防备如“防火、防盗”等无法实现，因此变电站仍需要有人昼夜守护。伴

随计算机技术、多媒体技术及通讯技术的迅猛发展，对于图像、声音等多媒体信号的数字化

处理以及远距离传播的技术已相称成熟，将这一成熟的技术引入电力调度自动化系统，在四

遥基础上增长第五遥-遥视，并且实现防盗、防火及出入口管理，将实现真正意义上的“无

人值守”。

伴随无人值守变电站管理模式的推广，变电站遥视警戒系统正适应了电力部门的这一需

要，在调度中心、集控中心等有关部门通过既有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图

像监控、远程故障和意外状况告警接受处理。对前端视频数据和监控数据采集编码，并将编

码后的数据通过TCP/IP网络传播到网络可以抵达的客户端。网络客户端接受编码后的音视

频数据和监控数据，并进行监控、存储、管理。变电站遥视警戒系统为实现变电站/所的无

人或少人值守，从而为推进电力网的管理逐渐向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展

提供有力的技术保障。

目前本省共已建设近千座10kV以上等级的J变电站，其中部分变电站未能及时安装视频

及环境监控系统，而已安装视频及环境监控系统的变电站重要采用嵌入网络视频服务器+模

拟摄像机构造，还存在几下几点局限性之处：

1、老式模拟摄像机的清晰度不能满足变电站对设备遥视的高规定

目前电力监控系统视频图像数据日勺采集采用一般日勺老式工业30万以内像数的CCD摄像

机配原则光学镜头器件，图像『、J清晰度彩色不高于480线，黑白不高于500线。

2、环境对摄像机的干扰

老式模拟摄像机需要铺设视频线、电源线和控制线，在变电站这样的特殊环境中，多种

传播线会受到变电站的交变电场引起口勺电源或磁场的干扰，使监控系统受到干扰。

3、铺设线路繁多，施工复杂

目前的老式监控系统重要由摄像机、嵌入式网络视频服务器、监视器、录像机等构成，

他们之间由视频线、控制线缆等连接。当地图像监控系统一般采用模拟方式传播，采用视频

电缆（少数采用光纤），传播距离不能太远，需要实现系统需要铺设大量的视频线、控制线和

电源线，使系统施工复杂，带来了人力和物力上的巨大开销。

4、系统扩充复杂

系统监控点位和存储容量的扩充都较为复杂。老式监控系统使用多台NVS作为视频存储

的设备，逐台操作NVS是一件很麻烦的事。且NVS构成日勺系统其功能简朴己经不能满足电力

系统监控的复杂需求。伴随监控系统在电力生产广泛应用，建成后需要增长监控点位时，需

要考虑新增NVS和存储空间。

4、系统不能实现自动冗余

目前的嵌入式网络视频服务器采用模拟摄像机硬件接入，不具有硬件冗余功能，当嵌入

式网络视频服务器故障后，对应变电站视频及环境监控系统所有视频图像不能上传到集控

站，导致集控站不能正常监控变电站设备运行状况，无人值守后，存在变电站安全运行隐患。

5、存储硬盘故障后，录像文献不能自动修复

目前的系统录像功能重要是由嵌入式网络视频服务器实现,而嵌入式网络视频服务器不

能配置RAID控制器，不支持RAID。、1、3、5等冗余功能，当其自带的8块存储硬盘损坏

后，存储的视频录像文献不能自动恢复，也不支持硬盘热插拔功能，假如一种硬盘出现故障,

见往往需要中断系统才能更换，视频数据存在安全隐患。

6、围墙入侵报警系统误报率高，可靠性差

目前系统围墙入侵报警系统重要采用红外对射被动式探测器，红外对射探测器全名叫

“光束遮断式感应器"(PhotoelectricBeamDetector),其基本型J构造包括瞄准孔光束强

度指示灯'球面镜片'LED指示灯等，其侦测原理乃是运用红外线经LED红外光发射二极体，

再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离，由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警

报。红外线是一种不可见光，并且会扩散，投射出去会形成圆锥体光束。红外光不间歇一秒

发1000光束，因此是脉动式红外光束，运用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护

区时，遮断不可见的红外线光束而引起警报。常用于室外围墙报警，它总是成对使用：一种

发射，一种接受。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物体通过,

光线被遮挡，接受机信号发生变化，放大处理后报警，故当小鸟飞过、小动物穿过、地面震

动或风吹动树叶遮挡等等都将引起报警，因此系统误报率极高，可靠性差。

第二章项目需求分析和建设目的

在变电站撤人实现无人值守后，变电站中一二次设备日勺实时运行状态、数据采集以及远

程的监控成为必需，SCADA系统虽然可以实现部分的数据采集以及控制，但它对整个变电站

的设备的外观监视以及站区的防火防盗却无法监控，因此，视频及环境监控系统在变电站的

应用就弥补了无人值守变电站的防火和防盗问题。使变电站的运行生产愈加稳定和可靠。下

面是对变电站监控系统的重要需求：

一、实时监视

手对重点变电站和重要机房做全方位视频监控。

3实现对变电站区域内区内状况的远程实时监视、监听及语音对讲；

手摄像机可昼夜监视、清晰度高，能监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的

外观运行状态及（主控室、高压室、电容器室、通信室、蓄电池空、电缆夹层等）

的刀闸、开关分合、重要仪表、储电池状态等。具有全天候防护，云台和镜头可控。

0设站端监控工作站，中文Windows操作界面，多方式画面显示，并可将数字信号还

原为模拟信号上电视墙及DLP大屏幕显示。

0电子地图多级监控，可以便的在地图上增长镜头。可实现基于地图形式的对前端设

备日勺控制。

工录像：事故发生后，提供事后分析事故的有关图像资料。对监控图像的多种控制方

式的实时录像、历史及报警图像的检索回放，多种控制参数日勺设定等。

Ou顾客操作/控制的日志记录、查询、记录等。

手密码控制、上下级别权限控制机制等，对重要的系统操作有记录功能。

d图像字符时间叠加，可单独设置叠加年、月、日、时、分、摄像机编号、区域名。

二、事后查询

能以便的进行事故事后查询，用于协助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽

量地防止事故再次发生。

三、现场操作指示

变电站的多种操作要严格遵守操作规程，假如操作不妥，将会导致危害。不过变电站的

多种操作比较繁琐，因此必须结合对应的保证措施，将误操作的也许性减少到最小。视频及

环境监控系统的远程实时监视功能,可以实现值班人员对远方变电站操作人员时操作进行指

导，假如发现不对的口勺操作，并能通过监控或、及时提醒噪作人员，从而保证操作的

万无一失。

四、安全防备

通过使用多种传感器，如烟感传感器、红外微波探头、门禁传感器、水浸传感器、温湿

度传感器、电压电流传感器等，在感应到有安全隐患时，将收到报警信号及时传给调度中心,

以做出对应处理。

五、远程监控和管理的规定

电力系统内多种生产设备类型复杂，地区分布广，人工维护困难。同步，为适应减员增

效和现代化管理的规定，对监控系统在可靠性、易用性及易维护性上，尤其对远程监控方面

提出了更高的规定。

六、多功能监控的规定

电力行业的遥视规定可以在既有日勺电力信息网如：LAN、Internet、Intranet网络上对

各变电站的实时图像、照度、温度、声音等进行监控，可进行调用录像同步应包括声音，同步

对监控内容的事件进行有效的报警处理，以实现变电站真正的无人值守提供了安全技术保

障。

七、数字化的规定

目前伴随网络技术和计算机技术的发展,基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及。

高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，增进了基于IP技术的多种视频

通信应用，对于已经实现数字化应用的电力系统来说，其计算机网络资源相对较丰富，结合

目前视频监控数字化发展的趋势，建设基于网络的数字化监控系统。在电力安全监控系统中

将是一种趋势。

因此方案设计应保障建成后的视频及环境监控系统将是一种易于扩充、升级和管理使用

的远程网络综合信息平台。可实现视频/报警信号采集、系统实时控制、智能联动、图像数

字存储、智能检索录像资料、信号远程传播和远程控制等功能相结合的安全防备和分级管理

系统。

设备控制采用区域巡检中心集中式管理和局各领导办公室或有关职能部门分散式管理

相结合模式，整个监控系统於J设计原则，使监控中心和各子系统都互不干扰、独立运行并实

现其控制功能。系统采用先集中后分散的设计思绪，可根据变电站实际需要不停扩充、升级,

既有效的保护了项目的投资，又使系统不会落后。本期监控系统的详细建设目的为：

1、以视频及环境监控系统为主，对变电站内开关场地、高压室、主控室、电容器室、

主变、蓄电池室等视频监控、语音对讲及环境监控，与安保、消防、门禁等系统互联，并与

调度自动化系统和变电站自动化系统联动。实现现场工作行为远程监督、倒闸操作辅助监视、

事故及故障辅助分析、辅助安防等功能，同步为本局进行事故处理、反事故演习、应急指挥

等提供灵活统一的综合应用支持。

2、以环境监控系统为主，在变电站开关场、电缆沟、控制机房、围墙等安装各类探测

器，形成一道电子防备墙，可根据变电站的实际状况和详细规定灵活进行布防和撤防，也可

设置全天候布防报警监测状态。一旦探测到非法入侵、火灾、水浸等报警信号将立即传播到

监控中心，以声光形式告警，同步启动录像系统。

3、视频监控系统配合报警监测系统，实现以多种防备手段，提高安全监测系数和监控

效果。在重要部位安装网络型高速智能球形摄像机系统，可灵活设置图像监视模式，如持续

录像模式、动态感知录像模式（即当图像上出现移动物体时才启动录像）和报警联动录像模

式（即当报警探测器被触发后录像机自动转到报警方位并启动录像），并且监控中心可任意

操作控制前端智能球形摄像机的转动和镜头的拉伸，以捕捉最佳图像和画面效果。

4、区域集控中心作为整个系统的二级管理中心。整个系统内运行、设备的控制全由安

装在集控中心的智能数字控制系统（包括IP存储管理器、图像管理服务器、WEB服务器、

流媒体服务器等）完毕。集控中心将对区域变电站进行集中管理，同步，远传到本局通信机

房图像监控系统统一平台上，可将有关职能部门办公室作为监控系统的分控端，这样足不出

户即可理解各监控点的状况，大大节省了管理者的时间，提高了管理效率。

5、建设多媒体网络安防系统。集控中心的数字智能型主控设备具有强大网络功能，不

仅可在本局的局域网上进行分控管理，还可远传至省电网企业、南方电网总部视频及环境监

控系统平台，实现远程监控。该功能使监控信号的传播跨越了地区的限制，不管在哪个地方

只要能上网络，就可看到电站监控现场的图像信号。

6、系统采用多方位冗余配置，具有极高日勺可靠性、稳定性，存储编码及网络传播设备

损坏不影响系统的正常运行。

第三章系统性能规定

变电站视频及环境监控系统按管理权限划分重要有主站系统和变电站站端系统,主站系

统又可分为局大楼通信机房图像监控系统统一平台和区域巡检中心集控站。

3.1主站系统

主站系统是整个系统的管理、维护中心，具有完整的系统功能，系统应为分布式构造，

由若干台服务器、工作站、网络设备及配套设备构成，选用符合国际原则日勺、通用时、先进

可靠的计算机硬件，必须功能完善、性能稳定、维护以便；系统在构造和功能上都要实现分

布式。系统应考虑容量、构造和功能设计时可扩性，应实现硬件配置随时扩充而不需要修改

任何软件。重要应用服务冗余配置且分布布署，重要性能规定如下：

工系统支持最大变电站数2500；

工系统支持最大摄像机数210000；

工系统支持同步登录最大顾客数2100；

工工作站计算机显示辨别率21024X768；

上服务端平均CPU资源拥有率＜30%；

工单画面视频浏览辨别率2702X576；

1画面视频浏览帧率225/s；

单台工作站最大视频浏览数量216；

X同屏同步可监视的变电站数目，16；

工系统时钟精度WO.5s；

X图像控制切换响应时间Wls；

工数据转发延时Wls；

工前端设备控制延时Wls；

工监控画面显示与实际事件发生时间差W2s；

工操作记录数据保留时间21个月；

X系统登录时间W3s；

工电子地图支持最大图层数232；

3.2站端系统

站端系统重要对变电站内开关场地、高压室、主控室、电容器室、主变、蓄电池室等视

频监控、语音对讲及环境监控，与安保、消防、门禁等系统互联，并与调度自动化系统和变

电站自动化系统联动。实现现场工作行为远程监督、倒闸操作辅助监视、事故及故障辅助分

析、辅助安防等功能，重要由各类摄像机、探测器及传播设备构成，网络编码、存储及传播

设备冗余配置分布布署，重要性能规定如下：

辿系统可用率＞99%；

工视频数据保留时间21个月；

工系统平均无端障工作时间MTBF＞100000小时；

工平均故障修复时间MTTRC0.5小时；

L视频控制切换响应时间＜1秒;

4.控制响应时间：＜1秒；

工站端监控画面显示与实际事件发生时间差＜0.5秒；

工事件报警到系统自动记录对应画面时间差＜1秒；

工各报警探头报警到后台信息显示时间差＜0.5秒；

工各报警探头报警到监控中心显示时间差＜1秒；

工系统时钟精度＜1秒；

工系统的使用不能影响被监控设备的正常运行；

工系统的局部故障不能影响整个监控系统的正常工作：

工系统设备应具有自诊断功能，对多种程序出错、干扰等可自动恢复，软硬件故障等

要可以诊断出故障并及时告警；

X系统应有具有处理同步发生的多事件的能力；

X系统设备应具有防雷和抗强电干扰能力。

3.3系统设备环境条件规定

3.3.1室内环境条件：

(a)温度：-5〜55°C

(b)相对湿度：＜95%

(c)接地电阻：W1欧姆(可根据需求设定)

3.3.2室外环境条件：

(a)温度：-15〜65°C

(b)相对湿度：＜95%

(c)接地电阻：W1欧姆

(d)周围噪声：＜50dBASPL

3.3.3耐受地震能力：

(a)地震烈度：7度

(b)地面水平加速度：0.2g

(c)地面垂直加速度：0.1g

3.4系统设备可靠性规定

为保证系统正常运行，系统设备必须具有如下可靠性保证：

(a)系统的使用不能影响被监视设备的正常运行。

(b)系统的局部故障不能影响整个监视系统口勺正常工作。

(c)系统重要设备存在构造和功能冗余，系统不能存在瓶颈问题。

(d)系统设备采用模块化构造，便于故障排除和替代。

(e)系统设备应具有自诊断功能，对多种程序出错、干扰等可自动恢复，软硬件故障等

要可以诊断出故障并及时告警。

(f)系统应有具有处理同步发生多事件的J能力。

(g)系统设备应具有防雷和抗强电干扰能力。

3.5系统软件规定

(a)图像监视系统必须采用原则化、网络化、免维护式的构造，具有高度的可靠性和安

全性，同步符合IS0/0SI开放系统互联原则。

(b)图像监视系统应为其他系统提供原则图像接口，以利于其他系统调用及二次开发。

(c)图像监视系统所提供的支撑软件能支持顾客深入开发应用软件。

3.6视音频编解码原则

3.6.1图像监视系统选用的视音频编解码原则，直接影响系统的整体性能，因此应采用低误

码率、符合电力远程实时图像监视需求的国际原则进行视频流解码和图像存储记录。

3.6.2视频编解码原则采用H.264o

3.6.3语音对讲音频压缩原则

音频压缩原则采用G.723.1或G.729原则。

3.7系统抗干扰措施规定

3.7.1系统应具有完善的防雷措施，系统应按照需要装设视频信号避雷器、数据信号避雷器

和电源避雷器。

3.7.2在系统与外部接口处应按照需要装设隔离变压器或光电隔密器件，防止外部干扰信号

侵入。

3.7.3采用品有屏蔽层的多种铠装阻燃电缆，所有电缆屏蔽层汇集在控制室单端接地。

3.7.4当摄像设备安装在靠近220kV及以上高压导体附近时(如挂接于母线或线路绝缘子构

架上)，应考虑系统过电压H勺影响，必要时可用光缆传播实时图像信息。

3.7.5设备应有工作接地和外壳接地，并具有明显标识。

3.8系统施工技术规定

3.8.1系统施工应遵照电力系统的多种有关规程、规定，保证对一次设备的带电距离。

3.8.2摄像机位置的选用即要便于观测又要便于后来设备的运行维护。

3.8.3电缆敷设应尽量运用站内电缆沟、架，必要时或可通过镀锌铁管或PVC管等沿变电站

外墙敷设，在电缆沟内敷设时，不得与一次电缆同层敷设。

系统设备应有标牌，标牌的内容至少应包括：设备名称、生产厂家、生产日期或批次、供电

额定值等。

系统各联机端子和引线应以颜色、规格、标示、编号等措施加以标识，以便安装时查找和长

期维护。

3.9供电电源规定

根据变电站供电的实际状况，对于变电站端系统的供电电源采用直/交流逆变电源，逆

变电源外接1路交流220VAC电源、1路直流48VDC（通信机房）或1路直流220VDC（主控

室），两路电源采用变电站既有供电电源。保证系统日勺不间断运行。对于监控中心设备采用

不间断电源供电，保证在市电或照明断电时，系统能正常工作。

所有设备由柜内配电器集中供电，电源配电器功率根据系统大小确定，具有一定功率冗

余。电源配电器必须具有防雷和防过电压能力。

第四章系统设计

4.1系统设计原则和设计规范

4.1.1设计原则

为保证系统建成后顺利运行及适应未来技术发展日勺需要，在本次视频及环境监控系统工

程设计中，我们坚持长远规划分布实行的原则，将系统建设成为一种具有高起点，易于扩充、

升级和管理，易于使用的监控系统。

1、实用性及可靠性原则

在本次视频及环境监控系统工程中,我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵照面向应用、

重视实效、急用先上、逐渐完善向原则，以保证使用日勺技术及设备成熟可靠。

在系统的设计和实行工程中，充足考虑系统的可靠性。在整体设计时关键部位必须有充

足的备份措施，对于重要的网络部位应当采用先进可靠的容错技术。

2、先进性、成熟性与可扩展性原则

在满足实用性原则的基础上，并结合变电站欧I实际状况，选用先进的设备、优化的构造、

综合布线方式及多媒体控制技术，力争将系统日勺技术水平定位在一种高层次上，以适应新世

纪现代生产管剪发展的需要。

系统建设适应行业发展，充足考虑变电系统的特点，在整体设计、设备配置、通信方式、

管理方式、维护方式等方面具有一定日勺先进性，采用国际原则的同步又是成熟的技术。

系统具有良好的可扩展性，充足保证可以将此后增长的新设备和新功能简朴以便地与原

有系统相结合。

3、开放性和原则化原则

系统中所采用的布线设计、通信协议、系统设备及布线材料都符合国际原则、国标、工

业原则和各类原则及有关行业原则。充足运用不一样网络的优势，将它们有机地结合起来，

为信息互换和设备互操作发明有利条件。

系统构造设计及布线材料符合IS0/IEC11801综合布线原则及CECS：72/97《国家建筑

与建筑群综合布线系统设计规范》。网络系统硬件设备选型、施工、安装符合TS09002原则。

4、经济性原则

在完毕系统建设目的的基础上，力争用至少的投资，获得最大的效益。在网络设计、设

备选型上，采用高性能价格比的方案和设备，不仅使资金的投入、产出比到达最大值，并且

要减少整个系统的运行成本，以较低日勺人员与资金投入来维持系统时正常运行。

5、可维护性、可管理性原则

网络设计和设备选型应具有实行安装以便、配置以便等特点，尽量采用先进的、直观时

管理手段，可以合理配置、均衡和调整网络资源，监控网络运行状态，控制网络运行，还应

有一定的故障自检和系统恢复能力。

6、灵活性原则

系统设计方案应具有较强的灵活性，采用了原则化的布线方式及设备，以便地将传感器

侦测、报警联动录像等功能接入本系统，便于此后系统扩容和设备的更新。

4.1.2系统设计规范及原则

GB50198民用闭路电视系统工程技术规范

EIA/TIA-569商用建筑布线系统管道及空间位置原则

GBJ16-87建筑设计防火规范

GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件

DL409-94电业安全工作消防

GA/T75-94安全防备工程程序与规定

JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范

1GBJ42-84建筑构造设计统一原则

GBJ115-87工业电视系统设计规范

GB8566-88计算机软件开发规范

GB50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

DL-108-91电业安全工作规程

GBJ42-81工业企业通信设计规范

GB50200-94有线电视系统工程技术规范

GY/T121-95CATV行业原则

GB/T16677-1996报警图像信号有线传播装置

JGJ/46-88施工现场临时用电安全技术规范

IEX255/22-1高频干扰试验

IEX255/22-3辐射电磁场干扰试验

IEX255/22-3静电放电干扰试验

GB/T17626.3《视频电磁场辐射抗扰度试验》

GB/T17626.4《电迅速瞬变肪冲群抗扰扰度》

GB/T17626.5《浪涌（冲击）抗扰度试验》

GB/T17626.6《射频场感应的传导骚扰搞扰度》

GB/T17626.8《工频磁场的抗扰度试验》

GB50217-94《电力工程电缆设计规范》

DL/T621-1997《交流电气装置的接地》

GB/T17626-1998《电磁兼容试验和测量技术》

GB/T16435.1-1996《运动设备及系统接口（电气特怛）》

ITU-TH.320窄带电视系统和终端设备原则

ITU-TH.323网络电视系统和终端设备原则

CCITTG..703脉冲编码调制通信系统网路数字接口数原则

ITUH.261有关px64kbit/s视听业务的1视频编解码原则

ITUH.263视频编解原则

ITUH.264视频编解原则

DL476-92电力系统实时数据通信应用层协议

DL548-94电力系统通信站防雷运行管理规程

4.2数字视频及环境监控系统设计

数字视频及环境监控系统重要由网络摄像机、IP智能存储设备、解码器、PC工作站、

系统服务器以及网络互换机构成，其系统构造如下：

1

头

、侵

原

模

有

拟

模

摄

报

像

信

机

号

■一

4-20mA模拟I让输入门禁或其它系统

站端系统可以分为五部分：前端信号采集处理部分、信号传播部分、集控中心、环境数

据采集、门禁系统等构成

1、前端信号采集处理部分

工采用IP网络摄像机，前端的网络枪机和球机负责将视频信号及控制信号进行编码,

转变为网络上传播的TCP/IP包。为保证每个监控点到主互换机的传播距离不超过

100米，数字视频信号可通过接入层接入到主互换机（见系统图）。

工采用SVR智能存储器，每台自带2个10/100/1000Mbps以太网口，分别接入到系

统欧J主互换机。

工SVR存储器具有视频存储、网络传播、前端摄像机管理、顾客管理及云台控制等功

能，采用独立硬盘支架，支持硬盘热插拔，支持RAIDG、1、3、5数据冗余配置，

如系统采用5块硬盘构成RAID5磁盘陈列时，系统将校验位按规定写到了阵列中

的某一台驱动器上，将数据和奇偶信息分布在阵列中的所有磁盘上，例如磁盘3中

的奇偶校验块是磁盘1、2、4和5上的数据的备份数据映像；磁盘2中的奇偶校验

块是磁盘1、3、4和5上的数据的备份数据映像；磁盘1中的奇偶校验块是磁盘2、

3、4和5上的数据的备份数据映像……依此类推。假如一块磁盘出现问题，控制器

可以运用奇偶校验块来重建数据，从而保证了数据的使用和安全。

工传播通道采用电力系统既有网络。

工采用全数字的IP网络摄像机，可以使当地或远程管理顾客无需安装任何软件通过

一般的IE浏览器即用WEB方式进行实时监控和管理配置等。

工百万象素的IP摄像机为高清晰度和高辨别率的产品，在配电室、电容器室等位置

安装，以便于可以清晰地看见设备状况、人员状况。

1采用网络摄像机，运用屏蔽双绞线或者光缆进行数据传播可以很好的防止变电站强

磁场环境的干扰。

2、信号传播部分

实现IP网络监控，可以充足运用电力系统的光纤网络，系统提供以太网接口，所有设

备通过TCP/IP协议互换视频和数据信息，做到完全数字化和网络化。每台IP摄像机采用

H.264编码方式，每路D1格式的高清视频传播至少需要3M带宽，为保证图像传播质量，

提议变电站站端到主站集控中心至少保持50M网络带宽。

3、集控中心端设计

集控是整个监控系统的心脏，它负责管理系统时正常运转，协调各个部分之间的有效协

作。顾客可以在终端进行顾客管理、实时时视频浏览、录像H勺检索和回放、接受并处理报警、

实现报警联动、对前端设备进行PTZ控制以及对视频进行解码上电视墙。该部分包括：中

心管理服务器、录像存储服务器（可扩展）、网络互换机以及客户端软件。

1）中心管理服务器

用来负责中心配置前端IP快球、网络枪机限定顾客的访问权限及录像服务器编码器列

表配置。负责顾客管理，顾客只有登录到该服务器，才能对系统进行有关口勺配置和操作。

负责系统中口勺顾客管理。实现了软件和硬件权限的双重限定，软件权限可分为操作权限

和配置权限，硬件权限重要为该类顾客指定可以操作的前端摄像机，管理员可以根据顾客

在系统中的位置角色来为顾客分派合适的权限。配置有关流媒体服务器，录像服务器IP地

址及管理的编码器列表。

对于系统中的每台摄像机，为每个顾客分派一种控制权限级别，权限级别1-64级，同

步控制时，权限高的抢占权限低的控制权。

顾客只有登录到中心管理服务器上才能获得对应的配置权限，权限和顾客是完全绑定

的，保证顾客从网络任何一点登录均有相似的权限。

中心管理服务器提供虚拟矩阵功能及报警管理。可以提供数字视频切换、巡视及成组切

换及报警联动管理功能。

2）录像服务器（可扩展，实现视频数据的多级存储）

负责录像数据存储，详细可实现如下功能：

支持计划录像，计划以星期为周期，可以精确到分。

支持当地和网络数据存档功能，每天可多次定期备份。

磁盘满报警，当磁盘容量低于设定值时，报警告知顾客。

3）客户端软件

可安装在系统中任意一台电脑上，提供监控系统的重要顾客操作界面。顾客可以使用客

户端完毕如下功能。

实时视频浏览，支持最多16画面的实时视频浏览，顾客可以在视频窗口中进行设置好

的I巡视，并可以调用预先设置好的视频模式，在实时浏览时，顾客可以以便的进行手动抓拍

和当地录像。

配置和管理虚拟矩阵，具有权限的顾客可以通过客户端对前端摄像机和视频解码器进行

统一编号，该编号在整个系统都是统一使用的。顾客可以在客户端进行虚拟矩阵的配置，包

括巡视、成组切换、时间定期器等，顾客可以在客户端使用这些设置，实现虚拟矩阵功能。

内嵌播放器模块，可以实现当地和网络检索和回放录像。

报警处理，实现报警联动。

前端IP设备参数设置。

对前端摄像机进行PTZ控制。

4、围墙入侵报警系统

由于原系统红外对射探测器可靠性差、误报率高，故本次方案采用电子围栏积极式防盗

报警方式，电子围栏周界报警系统一般由能量控制器（主机）、带脉冲电压日勺电子围栏及通

信系统构成时性，主机产生脉冲电压供应电子围栏，探测入侵者，并发出报警信号；电子围

栏附件包括：受力柱、中间柱、紧线器、线夹、电子线、警示牌等，通信系统重要通过有线

与报警中心联网。

主机在电子围栏上产生约5000伏低能量脉冲电压，该电压能有效击退并威慑入侵者，

由于其脉冲间隔1.30s,每个脉冲最大能量低于5J,每个脉冲最大电量0.98mC,输出电流

超过300mA的时间0.91ms,脉冲作用时间3.12ms（欧洲检测汇报CCA-DK98-00166），对

人体不会构成伤害。入侵者强行突破时，主机会感知并产生报警信号。

能量控制器（主机）的联动报警输出信号传播给报警接入模块，由报警接入模块进行的

处理，并完毕某些逻辑关系，以数据的形式通过以太网上传到集控监控中心管理服务器。在

前端电子围栏发生报警时，监控中心管理服务器根据事先口勺设定程序，执行一系列关联操作,

如对指定监控点图像进行录像，通过报警接入模块启动变电站有关点位照明、控制一体化高

速智能球形摄像机到有关预置点、自动弹出电子地图显示报警方位、启动应急照明灯、声光

报警器等等。安装后其效果如下图:

其功能阐明如下：

4.系统采用了先进日勺“阻挡为主，辅助报警”的周界安防理念：将威慑、阻挡、报警、安

全集与一身。电子安全围栏有三重功能：

1）威慑：电子围栏上悬挂警示牌,告知并威慑入侵者，令其望而生畏，产生心理压力；触

碰围栏时又会受到非致命高压电击，入侵者有轻微的触电感，会由于愈加胆怯而放弃入侵;

2）阻挡：电子围栏是有形的屏阳，具有难以攀越的高度，又有电击，很难通过；

3）报警：当不法分子强行突破，剪断或短路电子线时，主机会发出触网、断路、短路三种

报警模式，并将报警信号传播到报警中心，误报率极低，不受自然环境（如雾、雨、雪等）、

地势及周界弯度的影响。

4）安全：先进的差电压输出功能：周界每条线均有点击，相邻线之间有电压差，使周界围

栏无懈可击。

工与红外对射周界安防系统（如下简称红外）相比，电子安全围栏（如下简称脉冲）具有

更低的误报率，不受环境影响，红外受自然环境（如雾、雨、雪等）及小动物欧I影响，误报

率很高，总是“狼来了”，保安人员轻易麻痹大意；脉冲不受地势及周界弯度的影响，而红

外要在直线上安装；更重要的是脉冲首先可以拒不法分子于周界之外，报警时不法分之还在

墙外，而红外虽然可以报警，但不是有形的屏障，不法分子在系统报警时已经进入墙内。

工电子安全围栏成本低，维护以便。主机所有电路板之间均以接插件连接，可随意更换；

室外的电子围栏线假如被剪断，用线夹或紧线器直接连接，不必有技术的专业人员操作。

1主机可提供后备电源（UPS）,7A/h电池每防区可持续供电约6小时,是完整的报警系统,

当使用场所发生突发性停电，也不会影响主机的工作。

工主机有LED运行/报警指示、内置报警蜂鸣器，另有报警输出接口（常开、常闭干触点

及直流12伏）与其他设备联动。

工围栏外形美观，可与周围环境融为一体，由于与国外相比线柱上不使用绝缘子，这样的

好处是：不给人以电网的感觉；可以节省材料，减少费用；电子缆线不能被移动，也不能从

绝缘子上摘下来，更安全；不存在橡胶绝缘子老化的问题。

1安装以便：使用复合材料作线柱，自身就是绝缘材料•，不必考虑电子线间的绝缘问题,

直接在线柱上打孔穿线；不漏电；不用焊接；增长电子线时不需额外的支出；线柱安装角度

随时可调，既缩短了工期又可满足不一样客户的规定；安装时间短。

1线柱（受力柱、中间柱）抗腐蚀性强：可耐酸（除强氧化性酸）、碱、污水、海水等，

使用寿命是钢材的几倍到几十倍；不会生锈，不易变形，使用寿命长。

工报警提醒：所有报警输出在报警25秒后停止，之后每过1分钟提醒1次（报警时间1

秒），直到有人复位。

6、环境信息采集

整个系统环境数据采集系统重要分为两部分：前端传感器和系统数据采集器。

前端传感器由：温湿度传感器、水浸传感器、风速传感器和红外对射探测器构成。重要功能

是采集前端各个环境数据，通过RS485或者开关量信号采集和传播数据，设备选用国内著名

品牌和国际进口品牌，以到达系统数据的高精确度和高稳定性。

系统数据采集器：重要功能是搜集处理前端各个传感器的数据，同步通过网口实现数据的上

传，数据上传后，保留在服务器中。

4.3数字IP视频及环境监控系统的优势

全数字视频监控系统相对老式视频监控系统来说是一种明显的飞跃，增长了更多的智能

特性。尤为重要日勺是，数字化的视频档案愈加便于管理，例如可以通过自动图像分析措施来

找到目的图片；数字化信息通过网络更便于传播；数字压缩技术还可以节省存储空间并实现

对所记录材料时迅速搜索，为了最大程度地减少网络流量，可以对摄像机进行编程，使其只

在特定事件时才发送图像。比较目前常用的嵌入式网络视频服务器+模拟摄像机监控方式具

有图像质量高、安装设备少、构造更简朴、使用更以便、后期维尹成本低等长处，重要体目

前如下几点:

1）提高了图像日勺质量与监控效率：运用计算机可以对不清晰的图像进行去噪、锐化等

处理，通过调整图像大小，借助显示屏的高辨别率，可以观看到清晰日勺高质量图像。

2）系统易于管理和维护：数字视频监控系统重要由网络摄像机、以太网互换机、管理

服务器、IP存储器及监控终端构成，设备集成度高，视频传播可运用有线或无线网

络实现。整个系统是模块化构造，体积小，易于安装、使用和维护。

3）系统采用原则的TCP/IP协议，能架构在局域网、广域网和无线网络之上。可以便

实现大型监控项目，可做到多级网络的系统互联，并可以实现灵活的访问监控和管

理。

4）系统采用的是一种原则的WEB服务器的形式，具有很强的开放性和兼容性，完全能

与各系统的MIS网以便地联网，MIS网内的顾客只要使用IE即可进行图像监控，无

需任何设置。监控前端可以将许多既有的资源接入本系统，防止反复投资。

5）先进性：运用既有的综合布线网络传播图像，进行实时监控系统所需的前端设备少,

连线简洁，前端安装摄像机、后端仅需一套软件系统即可；

6）可靠性：重要设备网络摄像机采用了嵌入式实时操作系统，所需设备简朴，而图像

的传播是通过综合布线网络实现的，系统可靠性相称高，

7）使用及维护性：系统的安装极其简朴，软件系统的安装及使用也非常易懂。在维护

性方面，系统的接线十分简洁，而重要设备的可靠性很高，维护性能好，并可实现

远程维护。

8）扩展及延伸性：当需要增长监控点和监控主机时，只需要通过既有网络增长一台网

络摄像机或PC机即可，不需要对既有布线系统做什么改动。

9）相对于老式日勺视频监控系统：网络摄像机监控系统不必同轴电缆、不必庞大的视频

分派器、网络视频服务器；软件实现多对多（即多种观测员可同步看多种镜头画面）；

安装所需设备少（变电站仅安装网络摄像机、IP存储器及当地监视客户端既可），

工程维护成本大幅减少。

10）网络摄像机内置编码器，由摄像机进行一对一编码，不占用系统资源，故图像质量

高、可实现高清视频监控。

正是由于数字视频监控具有老式模拟监控无法比拟的长处，并且符合目前信息社会中数

字化、网络化和智能化的发展趋势，因此数字视频监控正在逐渐取代模拟监控，广泛应用于

各行各业。

4.4系统功能

4.4.1实时图像监控

与变电站安装在监视区设备进行配合，对环境进行防盗、防火、防人为事故的监控，对

变电站设备如主变、场地设备、高压设备、电缆层等进行监视。通过通信网络通道，将被监

视的目的动态图像以IP单播、组播方式传到远程图像监控中心，并能实现一对多（一种远

程终端同步连接监控多种变电站端视频处理单元），多对一（多种远程终端同步访问一种变

电站端视频处理单元）的监控功能。报警信号、站端状态信息、配置和控制信息以TCP/IP

方式与远程图像监控中心实时通信。

运行维护人员通过图像服务器或工作站对变电站设备或现场进行监视，对变电站摄像机

进行（左右、上下、远景/近景、近焦/远焦）控制、也可进行画面切换和数字录像机的控制。

实时图像应进行存盘，并且保证至少能寄存30天以上的数据，当硬盘存满时应当能自

动覆盖最早的数据，也可以人工控制停止实时图像存盘。

对于有人、少人值班变电站应将后台监控工作站设在主控室，对于无人值班变电站应将

后台监控工作站设在警卫室。

4.4.2报警功能

报警类别：消防报警、防盗报警、门禁报警、图像设备故障报警等；

当发生报警时，变电站图像服务器硬盘或数字录像机能自动进行存盘录像，同步传送报

警信息和有关图像，并自动在地理图上提醒报警位置及类型；

当发生报警时，能联动有关设备，如启动照明、警笛等，有关设备启动后，应在设定时

时间内自动关闭，且现场照明在白天（时间段可设）可不打开；

警笛安装于变电站主控室和门卫值班室内。

变电站内发生多点报警，上传严重报警点时图像，其他报警点上传信息；

多点报警时采用按报警时间排序的方式显示存贮，报警信息不得丢失和误报；

报警信息应当和录像数据相结合，可由报警信息检索回放对应的录像数据。

4.4.3控制功能

操作人员能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调

整；对于带预置位云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作；

应具有可控制设备的机械保护措施，在控制雨刷、云台等设备时（自动状态），系统应

具有定期功能，即设备在运行后，应在设定的时间内自动停止，以防止人为时忘掉关闭动作,

以保护机械构造；

保证控制的唯一性，即有操作人员对某一设备操作时,其他操作人员不准许控制该设备;

轮巡功能：在可设定口勺间隔时间内对全站的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以

任意设定，包括同一站端时不一样摄像机、同一摄像机的不一样预置位等，轮巡间隔时间可

设置；

即拖即看功能：在窗口中拖动视频画面，可联动该路摄像机（云台）动作，而无需通过

鼠标按动有关的操作键才能控制摄像机的移动；

实时图像自动复位，即可对站端的摄像机设定默认监视位置，正常状态下摄像机保持默

认位置；在控制完毕日勺可设定时时间段内恢复默认监视位置。

4.4.4图像录像管理

*支持最大120路音、视频同步实时录像。

*可当地控制站端视频单元实现手动录像、定期录像、报警触发录像、画面动态侦测报警

录像；

*可以将任意一副回放图像寄存成JPEG或BMP格式的图像，供数据互换使用；

*可当地回放站端任一摄像头的历史图像及报警录像；回放方式支持慢放、常速、迅速等;

*支持按日期、时间或报警事件等多种方式检索录像文献。

4.4.5方案管理

*设防、撤防方案：可按指定的时间对指定日勺探头进行设防或撤防操作，并可由顾客自由

编程；

*辅助开关方案：可按指定的时间对指定日勺开关进行打开或关闭操作，并可由顾客自由编

程；

*录像方案：可按指定的周期［单次、每日、每周、每月)在指定的时间段对任意镜头或

预置位进行录像，并可由顾客自由编程；

*轮巡方案：可按顾客指定的I次序切换站点、镜头、预置位，停留指定的时间，并可由顾

客进行自由编程；

4.4.6语音对讲

监控中心对变电站站端进行实时、全双工语音对讲，声音清晰，无回音串扰，同步能进

行在线文本交流

4.4.7透明串口

图像监控主机应提供一种串口用于数据传播，传播速率最高可达56Kbpso

4.4.8安全保护功能

系统采用严格的操作密码保护机制。

4.4.9系统维护

系统维护管理包括系统信息录入修改，系统信息备份，系统信息恢复，系统协助等。

4.4.10接口与远传功能

与变电所火灾报警主机接口:图像监控系统可通过串行通信方式(RS485)与变电所火灾

报警主机通信，实现传感器与摄像机预置画面的组态。在系统可视范围内发生火灾报警时，

系统及时调整摄像头对报警点进行录像，并将报警画面存盘。

预留与对应供电单位调度/集控中心MIS网的接口:变电所图像监控系统具有按WEB网

络接口方式与监控中心MIS网连接的能力。

4.4.11测试及自诊断功能

具有对自身工作状态的定期检测，发现故障及时提醒。

4.4.12视频图像自动聚焦功能

当运行人员在监控视频时如需要清晰日勺观测图像上的某一点时可以通过选择该位置进

行自动聚焦，系统自动将该监控点的镜头转向并调整焦距使该点图像清晰。

第五章经济、社会效益分析

5.1经济效益分析

1）该系统可以在任何时间、任何地点通过MIS网络实时、精确地为领导和生产管理人员提

供变电站的现场状况，可操纵前台摄像机进行变电站现场巡视，完全替代运行人员平常

例行巡视。

2）该系统可通过遥控前端摄像机，观测设备外型状况、刀闸位置，从而掌握设备的运行状

态，减少不必要的检修工作。

3）该系统的火警和保安监控装置可实现对变电站的防火、防盗保护。可对设备运行环境进

行感温监测，一旦温度到达设定值即进行报警，将异常消除在萌芽状态中。

4）综上所述，通过测算，投入该系统后每年节省不必要的现场检修、巡视、测温投入口勺人

工、材料和台班等直接费用至少达10万元。

5.2社会效益分析

1）提高了供电日勺可靠性；

2）提高了电网运行的效率；

3）提高了配电设备技术水平；

4）提高了企业现代化管理水平，到达科学管理，合理运行的目的；

5）到达减员增效、提高劳动生产率的目的；

6）改善对无人值班变电站或少人职守变电站隐患的监控能力，提高服务质量，从而提高为

顾客服务水平，树立供电企业的良好形象。

第六章重要设备性能参数

6.1网络高速球机

型号：XXXXXX

品牌：海康威视

产品描述:

＞全新滴水型外观设计，外形更美观。

＞采用安普插座安装方式，安装更以便。

＞中英文OSD菜单及操作提醒功能，顾客界面更友好，功能更强大。

＞独特的三维定位功能，捕捉目的更以便、精确、快捷。

＞通过网络实现实时监控，远程升级，录像、抓图等功能，使用和维护以便。

＞功能扩展性强，通过以太网互联实现更强系统。

＞网络带宽自适应，支持双码流、语音对讲、SD卡当地存储，灵活的顾客和组管理

＞支持模拟接入，可通过485息线实现对球机控制和升级。

型号DS-2AF1-78DS-2AF1-784DS-2AF1-784D

f=4.1mm(wide)〜f=3.5mm(wide)〜f=3.4mm(wide)〜

焦距73.8mm(tele)1891.0min(tele)26122.4mm(tele)

倍倍36倍

光圈值FL4~F3.0FL6~F3.8Fl.6〜F4.5

图像传感器1/3英寸高清COMS

最低照度彩色0.7Lux(50IRE@F1.6),黑白0.lLux(50)

宽动态范围128倍

信噪比不小于50dB

水平：0°〜360。持续旋转

旋转范围

垂直：-2。〜90°自动翻转180。后持续监视

水平：0.1°〜300°/秒

手动控制动作

垂直：0.1°〜150°/秒

水平：400°/秒

预置点速度

垂直:180°/秒

预置点256个

自动模式预置点/自动巡航/自动巡迹/自动线扫

自动巡航8条，每条可添加32个预置点

自动巡迹5条，每条可存储400条指令

自动线扫5条

三维定位支持

长焦限速人性化H勺焦距/速度自动匹配功能

7路输入/2路输出（报警联动），

报警报警时可联动预置点/自动巡航/自动巡迹/自动线扫/开

关量输出

海康威视协议、中国安防行业协议、PelcoP/D,协议自

通讯协议

动识别

网络接口1路10/100BaseT以太网，RJ45接口

图像辨别率D1/HD1/BCIF/CIF/QCIF/VGA/VGA

视频压缩H.264/MPEG4

音频压缩G.711/AMR

音频模式OFF/音频输入/音频输出

网络协议TCP/IP,,DDNS,DHCP,NTP,PPPoE,FTP,SMTP

网络带宽自适应

双码流支持

SD卡支持

光纤接口FC接口

1路数字非压缩视频信号，1路半双工RS485控制信号，

光纤信号

1路开关量信号

波长1310/1550nm

出纤功率0dBm〜-3dBm/-5dBm〜-10dBm

接受敏捷度W-36dBm

单波长带宽155M/1.25G

顾客权限多级顾客、组管理，顾客权限可控制

同步访问顾客数10

网络在线升级支持

语音对讲支持

网络断开故障，IP冲突，编码器停止工作故障，存储卡

故障检测

损坏或不存在故障，存储卡空间局限性

电源AC24V/3A（±10%）（含温度控制电路）

功耗