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软件开发服务

变电站生产在线监控与安全预警系统

1.概述

1.1 前言

电网安全运行是电力企业的重要任务,是建设和谐社会的基本保障。随着智能电网工作全面展开,基于IEC61850的数字化变电站逐渐投入使用,在自动化领域,技术水平已经达到了国际水平。但是对于非电气参数的监测手段仍然处于正在发展阶段。

目前,为电力系统状态检修提供数据的设备的监测项目分别进入到了电力的安全生产管理中。以至于出现了一种监控“孤岛”现象,在电力系统主控室里摆满了各种计算机和服务器来监测:避雷器在线监测、SF6在线监测、高压接点测温监测、智能接地线管理、智能安全工器具柜管理、电缆温度在线监测、环境在线监测、图像监控等。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。我公司在深刻的了解了国家电网公司SG186工程“建立一个信息平台”的理念之后,为了解决电力系统非电量监测的“孤岛”现象,研发了“HBD-Center变电站生产在线监控与安全预警系统”。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,为电力系统状态检修提供一个可靠的数据监测信息平台。

 

1.2 公司简介

石家庄和必达科技有限公司是一家以生产在线监控与安全预警工程为主的高科技民营企业,公司自创立以来一直致力于生产自动化在线监控与安全预警系统的开发和实施,为客户打造“绿色”(节能降耗)的生产工艺以及“环保”(安全效率)的生产环境,帮助客户争取更大的经济利益。

公司的HBD-Center生产在线监控与安全预警系统除了将企业生产过程中的温度、湿度、压力、液位、流量等参数通过有线或者无线(GPRS、433MHZ)的方式传输到上位机上进行监测和控制外,还包含了开关柜温度在线监测、旋转机械振动在线监测、远程门禁控制、远程照明控制、远程空调控制、远程视频监控、LED远程文本发布、网络电话等模块,从而全方位的为客户提供生产过程中的实时状况并进行控制,在一开始解决客户的后顾之忧。
    公司与国内外众多知名品牌企业建立了良好、稳固的合作伙伴关系,在国家电网、企业工厂、超市商场、住宅小区、学校、医院、酒店宾馆、智能大厦、机关事业单位等方面取得了优良成绩。
    石家庄和必达科技有限公司坚持以"诚信、创新、沟通"为企业宗旨,以"技术、服务"为立业之本的团体精神,不断加强企业的内部管理,提高企业的综合竞争力,并形成一套完整的设计、安装、调试、培训、维护一站式服务体系。从而为您提供先进的技术及完善的售后服务。勤劳和真诚的我们愿与您携手并进、共创辉煌!

 

1.3 质量管理体系认证证书

系统现状

因为现有各供电公司的变电站均是无人值守站,经常发生站内门锁被破坏、设备、电缆被偷窃等现象,给供电公司的生产造成了非常严重的阻碍和影响,同时也造成非常大的经济损失,这都是因为站内没有装设任何的防盗设施,给盗窃者有机可乘,给被盗案件的追踪调查带来很大的困难和不便。本系统适用于机房分布区域广、不便于布线、采用脱机模式和集控中心需要实现集中发卡管理的场合。

 

2.3.1 系统功能:

1、 高安全卡片:采用安全等级高的卡片(非MIFARE卡),可对卡片进行读写操作。

2、 脱机模式:采用脱机模式时,通过供电局集控中心统一发卡、可设置卡片在规定日期内开启指定门点。

3、卡片类型:卡片具有多种类型,如:安装卡、总卡、区域卡、站卡、挂失卡等,可满足不同场合的需求。

4、 联网:采用GPRS无线联网或局域网模式,支持实时事件上传,确保整系统的实时可靠性。

5、 远距离读卡:读卡距离可达40-50CM,读卡器安装于室内,实现隔墙刷卡,防止读卡器被破坏。

6、 行业软件:专业的供电局门禁行业软件,可实现脱机与联网功能,支持与供电局内部数据无缝对接,自动对数据进行更新下载。

7、非法开门:非法人员通过正常手段把门打开后,现场报警器不断鸣响,(联网时)通过无线将报警信息及时上传至管理软件。

 

2.4 远程照明控制系统

1.4 设计原则

◣ 系统选型高起点:

a. 技术先进性:选用国际新的专业厂家产品;

b. 系统高可靠性:系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品;

c. 系统运行管理方便:软件系统中文化,组态开发,操作方便;

d. 技术支持能力强:系统软件为自主开发、自主知识产权,服务及时周到;

e. 系统可扩展性能强:模块化结构有利于扩展与维护。

◣ 投资少:系统选型具有高性能价格比。

◣ 建设时间短:在较短的时间内完成系统的安装调试。

 

1.5 系统组成

系统现状

现有的变电站无线测温系统基本采用的是有源无线测温传感器,这类传感器采用电池供电,理论上质保三年,但由于电池的寿命受温度的直接影响,导致相当多高温测点的传感器连一年的时间都不到,无法采集温度数据或者是传感器误报温度数据。从而对开关柜触点温度的正常监测产生影响,形成事故隐患。另外,电池在高温时容易爆炸,这种例子也很多。

 

解决方案

当设备有电流流过时,存在电磁感应现象,我公司根据此原理研发了电磁感应供电型无源无线测温传感器,从而有效解决了电池供电的诸多弊端,保证了整个测温系统的稳定可靠。该传感器相对传统的采用闭合磁性材料CT电流感应取电方式,避免了CT体积过大等问题。且安装方式以及外观和传统的无线测温传感器完全一致,不需要安装闭合磁环。很大降低了设备体积。传感器由非闭合磁路电流感应电源、温度测量、控制单元、无线传输模块构成。采用低功耗技术,每个传感器有一个固定编号。相互间不会产生干扰,不受高压电场干扰,可以准确将信息发送出来。外壳是耐高温绝缘材料,并由绝缘材料密封。体积小、重量轻。

 

硬件构成

2.1.1 无线测温传感器CWT-11

▲ HBD-CENTER变电站生产在线监控与安全预警系统结构图

 

 

HBD-Center变电站生产在线监控与安全预警系统由硬件系统和软件系统组成。

硬件系统包括监控主机、采控模块、监测模块以及计算机网络。

软件系统包括服务器端程序(Server)、客户端程序(Client)、中心管理程序(Central Manager)以及设计平台(Designer)等,软件系统的主要功能概述:

◣对采集的参数进行判断分析,发现部件故障或参数异常,即时采取多媒体动画警示、语音、声光、电话、短消息等多种方式发布给有关管理人员;

◣记录历史数据和报警事件,提供查询、分析、报表等手段,提供故障分析和智能专家诊断建议;

◣人工/自动控制,启停有关设备或相关操作,设置系统设备的有关运行参数;

◣提供远程监控功能(中心管理程序Central Manager、客户端Client);

◣提供实用的变电站管理系统,如设备管理、值班日志管理、事件处理管理、集中运维管理等管理工具。

 

1.6 主要特点

本系统是将除综自以外的所有监测信息通过智能变电站安全预警终端进行整合并上传至HBD-Center预警监控平台。

1、变电站安全预警系统由若干子系统组成,即:远程视频监控系统,远程风机、照明控制系统,开关柜温度在线监测,远程门禁控制系统,远程空调控制系统(还可以包括:SF6在线监测,避雷器在线监测,智能安全工器具柜,智能接地线管理)等。可以分别使用,也可以组合使用。只需要配合和必达HBD-Center软件平台,即可解决上述功能的衔接。

2、组合使用变电站安全预警系统,才能够真正起到预警功能。系统软件处理上,设置几个等级的报警,针对不同的现象,提示不同的报警内容。将被动的报警变为智能分析预警,可有效地防止误报、漏报,为状态检修提供可靠的数据依据。

 

(示意图):

2 HBD-Center系统设计方案

2.1 开关柜无线测温系统

电磁感应供电无源无线测温传感器CWT-11

 

 

电磁感应供电型传感器主要应用在大电流型开关柜。特别是针对KYN型开关柜梅花触头部位的马蹄形传感器。不需要做母线侧停电,在开关小车侧安装即可;

技术参数:

· 长期工作温度:-40℃~+80℃

· 测量温度范围:-55℃-150℃

· 精度:±0.1℃(-20~+80℃)

· 分辨率:0.0625℃

· 温度测量周期:每2分钟(可定制为大于2分钟的任意时间间隔)

· 发射功率:+20dBm

· 外形:75*45*23mm

· 工作电流范围:30A~6300A

· 工作电流:≥100mA

· 电压稳定工作时间:≥60S

· 发射频率:2.4G

· 信号采集周期:≥60S

 

2.1.2 无线测温通讯终端CWZ-11

数据通信终端自动接收无线温度传感器所发送的温度数据。通信终端可以显示报警点和温度数据,并可以通过RS485/GPRS上传到监控平台。或者收到监控平台的召唤数据指令后,上传监测点温度数据。数据通信终端采用触摸屏式小型嵌入式服务器。具备体积小、运行可靠等特点。

技术参数:

· 同时支持GPRS和以太网、RS485通讯方式

· 射频标准:IEEE802.15.4

· 可管理传感器数:>500只

· 可显示传感器数:>500只

· 显示屏:5.6英寸TFT触摸显示屏、640*480

· 装置接口:100M以太网接口(RJ45)、USB接口、RS232/RS485接口

· 告警方式:可设定告警温度I值、II值,短信息告警提示(选项)

· 工作电压:交流 110~240V

· 长期工作温度:-20℃~+85℃

· 装置尺寸:252mm×157mm×52mm

 

2.2 远程空调控制系统

系统现状

一方面: 据统计,在基准温度情况下,机房温度每升高10℃对设备的影响有:1、计算机的可靠性会下降25%。2、UPS配置的铅酸密封免维护电池在高温情况下,使用寿命会急剧下降。出现上述情况如果不能及时处理,将会造成机器损坏、数据丢失甚至引起电源短路、火灾等事故。而造成机房温度过高的原因有:1、网络服务器机柜发热密度过高,散热不良,造成局部过热。2、机房空调制冷量不够。3、空调等制冷设备异常故障停机。4、空调在市电断电再来电不能自启动,而其它设备因有UPS不间断电源供电,正常运行持续发热。所以做到机房恒温会有很重要的意义,而机房恒温需要对机房里的空调器做充分的利用。

另一方面: 在现有已经安装空调的变电站,工作人员均是在设置完成温度上下限后离开,而无法获得空调系统的后续工作情况,对空调是否已经停机或是否还在致冷以及机房的实时温湿度均无法知情及控制。从而对机房的通信设备留下了安全隐患。

 

解决方案

石家庄和必达科技有限公司的远程空调控制系统是专门针对电力公司变电站机房恒温而开发的。它可以通过后台软件远程控制变电站空调的启停(接通断开电源)、模式(致冷、致热、除湿)、风速(高风、中风、低风)、温度升降等。

 

硬件构成

HBDKT-485

 

产品技术参数:

☆物理尺寸:170*110*28mm          ☆工作湿度:10%到95%(无凝露)

☆重量:约0.3kg                              ☆红外载波频率:38KHz

☆安装方式:壁挂式/储藏式              ☆红外发射距离:小于10米

☆工作温度:-15℃~50℃                ☆功耗:小于3.5w

 

2.2.1 系统功能:

1、在一台主机上集中远程控制所有空调;

2、远程手动开关空调;

3、远程手动调整空调温度及运行状态;

4、远程采集空调控制器所在地温湿度;

5、允许使用空调机原配遥控器现场设置空调温度等状态(不影响原空调的各种功能及使用);

6、远程定时开关空调;

7、根据设定的温度远程自动开关空调;

8、根据设定的室温上限值、下限值,远程自动调节空调温度(节能控制);

9、控制失败报警,通过当前室温可以判断,对空调进行开关机操作、温度调节的失败,控制失败可能至少由以下几种情况造成(具体控制失败原因需要到现场查看):a、空调断电引起的开机失败;b、空调损坏引起的开机失败;c、门或窗未关引起的降温不成功;d、空调控制器与空调机红外接收板之间被物体遮挡引起的指令不被接收。

10、 可选配空调的电流、电压、功率以及断电提示模块。

 

2.3 远程门禁控制系统

系统现状

现有变电站的夜间照明系统基本是采取定时器来控制,或者夜间全部熄灯以节省能源、延长照明灯具的寿命。但当夜间需远程查看视频监控时,由于红外摄像头只能看清设备或者事件的大体情况,高清晰的图像不能采集,从而对供电设备的状况不能真实掌控,影响到电力的安全生产。

 

解决方案

石家庄和必达科技有限公司自主研发的智能照明控制系统专门针对变电站照明管理的具体特点,严格按照国标《电气设备安全设计手册》等标准开发而成。能够在变电站照明系统现有的配电、控制设备的基础上,增加处理和通信功能,有效降低了系统的建设成本。智能照明控制系统运用了先进的通讯技术和计算机网络技术,贴合照明管理的实际情况,无论其实用性、可靠性、技术先进性、经济节能等方面都有许多创新。

 

硬件构成

功能类别

子功能名称、标识符

描述

控制端应用

电流采集

采集两路的电流,电流精度精确到10MA

电压采集

采集两路的电压,电压精度精确到1V

继电器控制

两路继电器输出,每路提供常开输出,控制电压220V,大至10A;

模拟量采集

一路4-20mA模拟量采集,并能将数据实时上传;

设备地址、频点配置

控制端配有接口,在出厂时写入ID号及频点,频点可修改。

控制电流设置

PC后台系统可以设置过流报警值

过流迅速关断

监测到设置的报警值后迅速关断继电器,同时将报警值发送给后台PC机。

控制端通信

433MHz数据收发

采集的数据通过无线(433MHz 无线模块)发送给数据接收端;

星型网络终端

可构成星型网络控制系统

死机重启功能

设备死机后自动重启,自动连接网络。

通信距离

视距通信1000米

 

1.1.1 系统功能:

1、每套灯具有单独通断功能,既可以实现“单灯单控”,还可对每个灯的电压、电流、功率因数等数据进行监控。

2、管理系统软件可根据用户的实际需要,按照夜间不同时段的亮度需求,实现“隔一亮一”或“隔二亮一”等不同模式的功能;

3、照明控制系统除具有自动早晚开关灯功能外,可利用策略控制,实现夜间其他时段自动通断功能;

4、照明控制系统中每个回路的采集器至终端控制平台的通讯为有线网络或无线传输方式;

5、照明控制系统中的每个回路可自动检测该灯具是否损坏;

6、照明控制系统中的每个回路都可以远程设置过流速断值(大至10A),有效防止线路短路对设备及人体产生伤害;

7、可选配无线控制灯具的亮度模块。

 

2.5远程无线视频监控系统

 

系统现状

现有变电站的视频监控都是采用固定的球机摄像头或枪机摄像头来实现的,它们只能监控到固定视角范围的视频情况。但对于视频监控的盲区或设备的死角,无法实现远程监视,当设备出现故意需要维修,而技术人员身在外地或远端时,则无法利用视频远程指导解决问题。

 

解决方案

我公司根据多年的经验开发了头盔式视频远程无线传输系统,它将高清摄像头放置于头盔上,通过COFDM多载波调制技术或GPRS技术将采集到的视频信号以无线的方式远程传输到远端的上位机,使相关人员及时掌握现场的设备情况并给出解决方案,从而保证了生产的及时恢复。

 

我公司远程无线视频监控系统有以下基本功能

· 通过视频监控、安防系统,保护无人值守变电站设备的安全。

通过视频监控结合远程和本地人员操作经验的优势,避免误操作。

通过视频监控、灯光联动、环境监测监视现场设备的运行状况,起到预警和保护作用。

配合其他系统(如变电站综合自动化系统等)的工作。

· 主要监控对象:

变电站(所)内场区环境。

主变压器外观及中性接地刀。

对变电站(所)的户外断路器、隔离开关以及接地刀闸等地合分状态进行监控。

对变电站(所)内的各主要设备间进行监视(包括大门、控制室、继保室、通讯室、高压室等)。

 

移动视频巡检功能:

前端监控现场根据变电站具体情况配备头盔式移动摄像头以及无线网络视频服务,移动摄像头将采集的实时图像通过无线的方式传输到无线网络视频服务器上来,然后通过以太网传输到监控中心的HBD-Center中心软件进行监控。移动摄像头和无线网络视频服务器之间采用移动通信的核心技术 COFDM(多载波调制技术)和 MPEG-2 视频编码技术,可在高速移动中和城市建筑物遮挡情况下传输实时稳定的高清晰度视频,在应急指挥和处理突发事件中发挥它巨大的作用。

 

2.5.1 功能特点

具有强大的非视距传输能力、移动能力、穿透能力、绕射能力和抗衰落能力

主要解决短距离和中长距离范围内、非可视状况下、城区、地下车库、建筑物内外环境下的数字视频无线移动实时传输

可调8M信道带宽、保证视频高清晰度,工作频率可在指定范围内自行设定

本设备采用COFDM调制技术和MPEG-2图像压缩技术,使用全向天线发射和接收

设备架构紧凑、体积小、扩展性能好

全铝合金设计,可防尘、防潮、防震动、抗冲击

支持DVD图像质量,无马赛克、保存后一帧好图

地对地距离为2Km,发射天线与接收天线的高度差越大,距离越远

 

2.6 其它系统:

UPS在线监测系统

漏水在线监测系统

温湿度在线监测系统

配电柜参数及开关状态监测系统

3 工程施工

3.1 施工组织

3.1.1 施工准备

在施工准备期间提前办好施工手续,根据甲方对工程施工的有关管理规定,对全体施工人员进行安全教育。遵守安全保卫制度,提前办理人员出入、车辆出入及工具材料出入、开工报告、动工证明及通行证明等,并与甲方施工管理部门签订安全施工协议,确保安全施工。

 

3.1.2 施工人员配备

项目经理(现场施工主管)一名,工程技术负责人员硬件、软件各一名,布线工程师二名,确保机房监控的工程质量及进度,该工程施工人员均具有大专以上学历或专业资格证书。

 

3.1.3 施工及检测设备

主要施工及调试检测设备有:万用表、电钻及一般接线工具、手提电脑等。

 

3.2 施工方案

根据工程情况、工程要求和施工条件,本工程施工方案着重考虑以下几个问题:

 

3.2.1 施工工艺

电线、管排列要整齐,外壳接地要牢固,地线电缆与地极的联接必须牢固,地线电方面的准备工作做好,集中人力一次成功。

 

3.2.2 施工质量

为促使质量管理措施的落实,随时掌握施工现场的工程质量动态及时发现问题,采取质量工作以预控为主的方针,对在施工中进行定期或不定期检查。

按照ISO9001标准的基本要求和工程相关的设计规范,开展施工的组织设计。

设备安装,系统调试严格按照设备用户手册和系统调试大纲进行,并保存原始记录,编制系统调试报告,提交甲方存档。

 

3.2.3 施工安全

自觉遵守劳动纪律,树立安全思想,认真执行劳动保护法规及本岗位、本工种的安全技术操作规程,参加各种安全活动,提高安全自保能力,努力做到“不伤害自己,不伤害别人,不被别人伤害” ;自觉服从领导和各级安全人员的检查和管理,自己不违章作业,发现他人违章作业应主动劝阻。对临时用电设备、电动工具及梯子等要经常进行检查,有问题及时处理。

 

3.3 工程进度安排

合同签定后,根据工程的实际情况予以制订,一般遵循以下原则:

系统需求调研、分析时间: 1天

系统设计时间: 1天

系统主要设备订货、交货时间: 12天

系统安装、施工时间: 30天

系统调试时间: 4天

具体的施工进度计划如下表所示:(略)

 

4 服务与培训

4.1 设计、安装、调试及售后服务

我们认为每一次工程都是样板工程,因此我们将做好一切设计、安装、调试和售后一条龙的服务工作。

在服务上我们力争做好三个环节:售前服务、售中服务、售后服务。我们愿以凭借多年的设计及施工经验,为你们完成一个高质量的工程,并以此次为契机开拓更大的市场。

售前、售中服务主要体现在:方案尽量合理完整技术前瞻;材料上严控进货渠道确保质量;施工上严格管理,把问题控制在事前和事中。

在安装调试过程中,除做好我们本职工作外,我们还将着重注意配合业主做好工程的管理和协调工作,愿意与业主相互协商。

为用户服务,使用户满意,让用户无后顾之忧是我们的服务宗旨,我们将全力做好售后服务工作。用户如有疑难问题,公司将尽快派人进行处理,反应时间不超过24小时,并定期回访,解决有关问题。公司技术支持中心提供7x24h电话服务,解决用户的疑难问题,工作时间提供远程维护服务。

 

4.2 培训

系统安装调试完毕并已稳定运行,在工程验收之前,对有关人员实行集中培训,使其充分理解监控系统相关知识、掌握系统的操作与维护。经过培训,运行操作人员达到能熟练操作使用该系统,系统管理人员达到能准确设置系统运行参数和管理权限水平,系统维护人员达到能熟练更换备品备件和进行日常维护水平。同时本公司技术服务中心提供服务热线和远程维护,用户不能解决的问题都可以及时得到处理。

 

4.3 设备及工程提供的免费保修

设备免费保修期按供应商提供的质量保证期限实施质量保证,工程免费保修期为一年。保修期内无偿保修(除人为因素外),保修期后继续服务,只收成本费。

 

5 结束语

本公司将以很优化的系统设计,领先的性能价格比及严格的质量管理体系为用户提供全方位的服务。对用户而言,只要您提出各种要求并提供工程体系图纸,剩下的工作您尽管放心,从咨询、设计、供货、安装、调试到培训及售后服务的各个环节,我们都会让您满意。