CN218386940U - 一种变电站倒闸监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站倒闸监控系统，包括被控设备视频采集系统、智能边缘网关、视频复核转换装置、间隔层设备和站控层设备，被控设备视频采集系统与智能边缘网关通讯连接，智能边缘网关安装在变电站控制室内，智能边缘网关输出端与视频复核转换装置的输入端通讯连接，智能边缘网关输入端与站控层设备的输出端通讯连接，视频复核转换装置安装在变电站控制室内，视频复核转换装置输出端与间隔层设备输入端电缆连接，间隔层设备输出端与站控层设备通讯连接。

Description

一种变电站倒闸监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种变电站倒闸监控系统，属于变电站运维监控技术领域。

背景技术

随着视频监控技术的快速发展，被控设备（包括断路器、隔离开关、接地开关、网门等）位置的视频复核已成为变电站倒闸操作中的重要环节。

通常，变电站安全Ⅲ区（生产管理区）的视频监控系统和安全Ⅰ区（控制区）的SACDA（数据采集与监控）系统之间需要加装安全隔离装置，变电站SACDA系统与视频监控子系统相对独立。当变电站SCADA系统与视频监控系统需要信息交互时，需采用E文本形式交互，效率低，导致倒闸操作视频复核时效性差。

此外，现有视频监控系统中，视频前端采集模块部署于现场被控设备层，视频分析展示模块部署于站控层，两者之间通过以太网传输数据。在进行视频复核时通常对图像分辨率要求较高，以现有单路1080P视频分辨率为例，需要占用约11MB带宽，当站控层多个视频客户端同时访问视频资源时，极易造成网络带宽不足，从而导致视频播放时出现卡顿、停滞、黑屏等现象，严重影响倒闸操作时视频复核的准确性。同时，视频监控系统交换机布置结构不合理，严重影响了系统工作的稳定性和可靠性。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种变电站倒闸监控系统，解决了现有技术中变电站倒闸操作视频复核时，视频数据跨安全区传输及多路视频流集中展示带宽不足的问题。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种变电站倒闸监控系统，包括被控设备视频采集系统、智能边缘网关、视频复核转换装置、间隔层设备和站控层设备；

被控设备视频采集系统与智能边缘网关通讯连接；

智能边缘网关安装在变电站控制室内，智能边缘网关输出端与视频复核转换装置的输入端通讯连接，智能边缘网关输入端与站控层设备的输出端通讯连接；

视频复核转换装置安装在变电站控制室内，视频复核转换装置输出端与间隔层设备输入端电缆连接；

间隔层设备输出端与站控层设备通讯连接。

进一步地，前述被控设备视频采集系统包括集中交换机和若干彼此相互独立的工作组，每个工作组均包括一台分散交换机和若干台摄像机；

每个工作组中的分散交换机分别与同组内的摄像机通讯连接，各个工作组的分散交换机还分别与集中交换机通讯连接。

进一步地，前述集中交换机有两台，分别与每个工作组中的分散交换机通讯连接。

进一步地，前述视频复核转换装置包括输入端和输出端；

输入端的信号信息为被控设备工作画面的数字信号；

输出端的信号信息为反应被控设备位置状态的硬接点信号，输出端包括若干组硬接点输出模块，每组硬接点输出模块包括16路硬接点输出端子，输出端子与间隔层设备连接，传输被控设备位置状态信息。

进一步地，前述输出端子与间隔层采用电缆连接，电缆采用单芯横截面为1.5mm²~2.5mm²的铜导线。

进一步地，前述间隔层设备包括间隔层交换机和若干测控装置，测控装置数量与被控设备位置状态硬接点输出模块数量相同；

测控装置输入端与输出端子连接，测控装置输出端与间隔层交换机通讯连接。

进一步地，前述还包括被控设备层，被控设备层位置辅助接点与测控装置输入端连接。

进一步地，前述站控层设备包括SCADA主服务器、SCADA备服务器 、正向安全隔离装置及站控层交换机；

SCADA主服务器、SCADA备服务器分别单独与站控层交换机通讯连接，正向安全隔离装置输入端与站控层交换机通讯连接，正向安全隔离装置输出端与智能边缘网关输入端通讯连接。

本实用新型所达到的有益效果：

视频复核转换装置通过硬接点方式输出被控设备位置到测控装置，一方面起到了安全Ⅰ区和安全Ⅲ区数据反向安全隔离的作用，保障了信息安全，另一方面站控层SCADA系统的倒闸操作被控设备视频复核不需依赖于视频服务器，间隔层测控装置就能实时采集被控设备层位置辅助接点和视频复核转换装置的硬接点信号，实现对被控设备工作状态的双确认；

通过视频复核转换装置简化了站控层的设备配置，取消了站控层视频服务器、反向安全隔离装置等设备，减轻了站控层网络的数据流量，降低了对网络设备的带宽要求，被控设备位置图像数据下放到智能边缘网关装置处理；

被控设备视频采集系统采用分散交换机和集中交换机的分层结构，集中交换机双机冗余配置，确保网络更加稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型变电站倒闸监控系统结构图；

图2是本实用新型实施例中被控设备视频采集系统结构示意图；

图3是本实用新型实施例中视频复核转换装置输入输出连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实施例公开了一种变电站倒闸监控系统，如图1所示，包括：被控设备视频采集系统、智能边缘网关、视频复核转换装置、间隔层设备、站控层设备。

如图2所示，被控设备视频采集系统包括集中交换机和若干工作组，可以按照被控间隔（如一条线路、一台变压器）设置，每个工作组包括一台分散交换机和若干台摄像机，每个工作组中的分散交换机与摄像机通讯连接，通讯连接采用以太网通信，考虑到被控设备摄像机所处环境的电磁干扰问题，通信介质采用光纤，各个工作组的分散交换机还分别通过光纤与控制室内的集中交换机通讯连接。其中，集中交换机安装于变电站控制室内；摄像机安装在变电站被控设备现场，用于实时拍摄变电站倒闸被控设备的工作画面；分散交换机安装于被控设备现场，由于分散交换机数量较多，安装于被控设备现场，可以节省光纤用量。

具体地，本实施例中集中交换机双机冗余配置，两台集中交换机互为备用，可以避免一台交换机损坏而导致整个被控设备视频采集系统瘫痪。分散交换机按照被控间隔（如一条线路、一台变压器）设置，被控间隔1~m配置分别配置分散交换机1~m，以图中被控间隔1为例，设置n台摄像机，n台摄像机通过光纤以太网连接到分散交换机1，分散交换机1分别通过光纤与控制室内的集中交换机A和集中交换机B通讯连接，对于其他被控间隔，都有类似的连接方式。

智能边缘网关安装在变电站控制室内，用于识别被控设备工作画面状态和数据转发，智能边缘网关输出端与视频复核转换装置的输入端通讯连接，智能边缘网关输入端与正向安全隔离装置的输出端通讯连接，智能边缘网关与被控设备视频采集系统的集中交换机通讯连接。通讯连接采用以太网通信，通信介质采用5类双绞线。

视频复核转换装置安装在变电站控制室内，用于将被控设备工作画面状态转换为位置状态的硬接点输出，硬接点输出电压为直流48V，视频复核转换装置输入端为被控设备工作画面的数字信号，输出端为反应被控设备位置状态的硬接点信号，实现视频复核信号转换的同时，对安全Ⅰ区和安全Ⅲ区数据起反向安全隔离作用。不需再在站控层配置视频服务器和反向安全隔离装置，减轻系统的网络负载。视频复核转换装置输出端与间隔层测控装置输入端电缆连接，电缆采用单芯横截面为1.5mm²~2.5mm²的铜导线。如图3所示，视频复核转换装置通过以太网连接智能边缘网关，视频复核转换装置有n组被控设备位置状态硬接点输出模块，分别为P1、P2…Pn， n个被控间隔（如一条线路、一台变压器）的被控设备位置状态通过硬接点输出模块P1、P2…Pn输出，每个输出模有16路硬接点输出端子Pn-1~Pn-16，端子Pn-1~Pn-16可通过单芯横截面为1.5mm²的铜导线连接到测控装置n。以视频复核转换装置的第一个硬接点输出模块P1为例，P1-1~P1-16端子通过电缆连接到测控装置1，若视频复核转换装置识别到间隔1的隔离开关处于合位，则P1-1端子通过所连接的电缆输出48V直流电压到测控装置1，P1-2端子通过所连接的电缆输出0V直流电压到测控装置1，由此可以看出，被控设备的工作画面，通过视频复核转换装置以48V硬接点信号的方式发送到到安全Ⅰ区间隔层的测控装置1，而不是传统的由安全Ⅲ区视频服务器通过反向安全隔离装置以E文本的方式发送被控设备工作画面到安全Ⅰ区，在实现跨区信号传输安全隔离的同时，避免了视频画面信息流网络带宽不足所致的一系列问题。

间隔层设备包括测控装置和间隔层交换机，安装在变电站控制室内，测控装置用于转发倒闸控制命令，同时采集被控设备层位置辅助接点和视频复核转换装置的硬接点信号，对同一被控设备的辅助接点和视频复核转换装置转发过来的对应硬接点信号比对，判断被控设备位置状态，从而在间隔层测控装置实现对被控设备工作状态的双确认。测控装置输入端分别与被控设备层位置辅助接点、视频复核转换装置输出端电缆连接，电缆采用单芯横截面可采用1.5mm²的铜导线。测控装置输出端与间隔层交换机通讯连接，间隔层交换机与站控层交换机通讯连接，通讯连接采用以太网通信，通信介质采用5类双绞线。

站控层设备包括SCADA主服务器、SCADA备服务器、正向安全隔离装置及站控层交换机，正向安全隔离装置用于确保SCADA服务器控制视频系统时通讯数据的单向传输，SCADA主服务器、SCADA备服务器分别单独与站控层交换机通讯连接，正向安全隔离装置输入端与站控层交换机通讯连接，通讯连接采用以太网通信，通信介质采用5类双绞线。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，包括被控设备视频采集系统、智能边缘网关、视频复核转换装置、间隔层设备和站控层设备；

所述被控设备视频采集系统与智能边缘网关通讯连接；

所述智能边缘网关安装在变电站控制室内，所述智能边缘网关输出端与视频复核转换装置的输入端通讯连接，所述智能边缘网关输入端与站控层设备的输出端通讯连接；

所述视频复核转换装置安装在变电站控制室内，所述视频复核转换装置输出端与间隔层设备输入端电缆连接；

所述间隔层设备输出端与站控层设备通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，所述被控设备视频采集系统包括集中交换机和若干彼此相互独立的工作组，所述每个工作组均包括一台分散交换机和若干台摄像机；

所述每个工作组中的分散交换机分别与同组内的摄像机通讯连接，所述各个工作组的分散交换机还分别与集中交换机通讯连接。

3.根据权利要求2所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，所述集中交换机有两台，分别与每个工作组中的分散交换机通讯连接。

4.根据权利要求1所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，所述视频复核转换装置包括输入端和输出端；

所述输入端的信号信息为被控设备工作画面的数字信号；

所述输出端的信号信息为反应被控设备位置状态的硬接点信号，所述输出端包括若干组硬接点输出模块，所述每组硬接点输出模块包括16路硬接点输出端子，所述输出端子与间隔层设备连接，传输被控设备位置状态信息。

5.根据权利要求4所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，所述输出端子与间隔层采用电缆连接，所述电缆采用单芯横截面为1.5mm²~2.5mm²的铜导线。

6.根据权利要求4所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，所述间隔层设备包括间隔层交换机和若干测控装置，所述测控装置数量与被控设备位置状态硬接点输出模块数量相同；

所述测控装置输入端与输出端子连接，所述测控装置输出端与间隔层交换机通讯连接。

7.根据权利要求6所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，还包括被控设备层，所述被控设备层位置辅助接点与测控装置输入端连接。

8.根据权利要求7所述的一种变电站倒闸监控系统，其特征在于，所述站控层设备包括SCADA主服务器、SCADA备服务器 、正向安全隔离装置及站控层交换机；

所述SCADA主服务器、SCADA备服务器分别单独与站控层交换机通讯连接，所述正向安全隔离装置输入端与站控层交换机通讯连接，所述正向安全隔离装置输出端与智能边缘网关输入端通讯连接。

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