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关键词:昌江核电;开关站;网络监控
中图分类号:TM63 文献标识码:A
1 前言
本文以海南省昌江核电厂1,2号机组工程220kV网络监控系统(NCS)为依托,描述电站NCS系统调试过程及常见问题。昌江核电220kV网络监控系统构成分为两个部分:间隔层为西门子电力自动化SICAK1703 ACP系统。每个AK1703 ACP通过其I/O模板完成本间隔的测量、监控、同期以及防误闭锁。站控层系主要包括3台操作员站、2台主机、1台工程师站;昌江核电厂网络监控系统主要监视220kV主开关站内所有设备以及辅助电源系统设备,该系统较为完整地实现电厂开关站部分的监视与控制。
2 昌江核电厂网络监控供系统技术参数
2.1 间隔层布置
2.1.1 辅助NCS室。220kV开关站7.3m网控楼TC辅助NCS小室,监控辅助电源系统线路昌核线、辅助电源母线、2台辅助变压器高压侧断路器。
2.1.2 送出NCS室。220kV开关站7.3m网控楼TC送出NCS小室,监控主开关站(3/2接线)整个站内的断路器状态。
2.1.3 1#汽机厂房。1#汽机厂房8.3m继保间内有1面1#发变组测控柜,监视主变压器以及监控主变高压侧隔离刀闸。
2.2 站控层布置。220kV开关站7.3m网控楼TC控制室内,作为最终端监控整个NCS系统,布置有2台主机、2台操作员站及一台日常维护工程师站,此外另有一操作员站位于核岛主控室内,供主控工作人员了解开关站运行情况。
3 调试过程
NCS系统调试分为单体调试和系统调试两个阶段。
3.1 NCS站控层单体调试。站控层单体调试的主要内容是NCS系统后台软件调试,建立符合现场实际的操作平台。建立数据库,它包括数据采集间隔、逻辑设备、四遥类信息等的定义,根据设计要求,将间隔层所采集的数据按照一定的规则一一做进数据库,在数据库建立完成后就可以进行画面制作。
3.2 NCS间隔层测控柜单体调试。NCS间隔层测控柜主要完成遥信、遥测量采集。
遥信量主要是全站开关、刀闸的状态,保护动作情况以及一些设备的状态等信息。遥信量的单体调试即在测控柜端子排短接相应的端子,在测控面板画面观察相应遥信状态是否正确即可。
遥测量主要是电压、电流、有功、无功、频率等测量量。在遥测量的测试中,在测控柜内相应端子排加入电压或电流量,在测控面板上观察相应遥测量的数值与输入的偏差是否在要求精度范围之内。
3.3 系统调试。系统调试是在电气设备单体调试完成的基础之上进行的系统整体调试,以验证系统功能的正确性、系统通信完全建立并正常。系统调试主要进行下面几个试验。
3.3.1 遥信变化试验。在间隔层发送遥信变位,检查间隔层送NCS后台的数据是否正确,由于后台和测控柜是两个厂家,遥信的定义涉及极性问题,需保持两方遥信的极性一致。
3.3.2 SOE试验。任意选取几个测控装置,发送SOE测试记录,并记录SOE反应时间和后台监控系统接收到的时间,保证SOE的正确性。
3.3.3 遥控的带开关联调。遥控调试要分别验证从NCS后台画面上的遥控操作和从间隔层前面板上的遥控操作。其中就地屏与测控屏“远方”、“就地”状态需一致,方可操作。在系统调试中软件五防调试内容要依次验证。站控层数据库和间隔层测控柜中均设置了开关、刀闸分合闸的联闭锁,任何一方条件不满足,遥控操作均不能完成。
4 常见调试问题
以下内容主要介绍了昌江核电厂NCS系统调试过程中出现的问题及解决方法。
4.1 远动总召信息重复上报。两台远动装置和海南电网通过101及104协议通讯过程中,出现调度总召唤请求后我方设备遥信响应两遍的现象。该问题的原因在于国内调度对遥信上送的规定为当间隔层有变位发生时,远动单元需要同时以TI=1(不带时标)和TI=30(带时标)两种数据类型上传调度。所以设备在配置时,同一个地址的遥信需要配置两个点及一个带时标,另一个不带时标。由于总召唤设备是按照地址来响应,这就造成遥信发两遍现象。最终修改通讯卡件的Firmware(固件程序),以使装置满足调度总招时只送一遍遥信的要求,现场升级固件程序(Firmware)后,与电网调度重新核对相关上传信号,经电网调度确认上传信号无误。
4.2 直流信号回路串入交流电源。在进行二次加压过程中发现测控装置的开入量板37号点闪烁装置无法识别,装置板件INT告警,该点的定义是“PT二次检测有压”,回路为DC110V电压,万用表直流档量取回路电压发现电压波动很大,立即改用交流档量取,发现该回路已串入交流电,现场检查发现带电检测回路的继电器线圈电压接入触点回路,导致PT二次交流电串入直流信号回路。交流电串入直流回路危害性较大,会使直流母线的纹波系数大大增加,对微机保护装置、自动化装置造成较大影响。
4.3 保护装置通讯接口数量不够,通讯方式调整。昌江核电厂采用保护装置大部分为南京南瑞继保装置,各装置的通讯接口包含网线及串口线,其中网线接口一般配置两个,有些只配置串口,而开关站内网络建立包含子站网、厂内监控A、B网若都采用网口接线便存在网口数量不够的问题,继而只能使用串口接线方式,而串口设备较多则不能满足要求,又需要加入规约转换装置,本次调试在发变组间隔即存在保护装置只有串口通讯,与后台主机物理距离远,临时增加规约转换装置,造成了一定的不便。
结语
NCS网络监控系统作为运行维护期间对整个开关站的第一监控体,对故障发现、处理、分析有着至关重要的作用,该系统的准确可靠报文及显示运行状况为运行维修人员提供了第一手的资料,了解该系统的工作原理、调试过程是每个运行与检修人员必须要掌握的,本文对NCS网络监控系统做简单的概述,为其他工程提供借鉴。
参考文献
[1]黄斌.发电厂电气自动化监控系统功能分析[J].科技资讯, 2009(14).
【关键词】网络高清监控系统;组建;优势;问题
1.前言
现今,工厂的现代化管理应用网络监控系统已经较为普遍,归其原因在于其可有效加强对各种场合,特殊设备以及人员的直观管理。而监控手段已逐步从传统的模拟视频监控发展到了高清网络数字视频监控[1]。利用现有的办公网络、企业专网,光纤专网敷设,或者直接采用互联网和无线网络构建工厂的高清网络视频监控系统;与此同时,百万像素网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面;低码率、高清画质、多功能等特性的720p、1080p高清网络摄像机与vmp网络视频监控管理平台为不同规模工厂提供了多结构、多用途、良好扩展性的新一代网络高清视频监控系统[2]。本文阐述了几点网络高清监控系统的优势,并重点总结了网络高清监控系统组建中常见的几个问题。
2.网络高清监控系统的优势
基于720p,1080p等超百万像素的高清网络数字摄像机的网络视频监控系统的整体优势非常明显,这使得在各行业、各领域的视频监控系统工程中变得实实在在,而且所带来的视觉震撼和强大功能是传统网络视频监控系统无法比拟的,其主要优势如下:
2.1 百万像素的前端视频采集
基于标准h.264压缩算法和百万图像传感器百万像素网络摄像机可轻松对监控区域实施清晰的有效的监视,所带来的视觉效果是传统网络视频监控系统无法比拟的。前端摄像机在进行高清视频采集的同时还可通过摄像机本身集成的音视频输入输出、报警输入输出、485控制接口等功能实现音频监听和报警探测器联动、控制等扩展功能。前端摄像机高度集成性和功能性使得百万像素网络摄像机与传统摄像机相比不仅仅是清晰的提升,还有功能上多样化。
2.2 基于h.264的低码流传输和存储优势
目前很多用户甚至包括很多视频监控行业的人士都觉得高清视频监控附加的是高码流的传输压力和存储压力,但我们所采用的720p高清网络摄像机是基于标准的 h.264算法,在完成720p百万像素全实时成像的时候只需要1.5-2mbps的低码流,1080p也只需要4mbps的码流,这对于工厂等大型系统来说,这样的码流在网络传输上已经非常成熟,因为在传统网络监控系统来说也是需要这样2mpbs的码流才能满足dvsone-d1的视频效果[3]。同样存储压力也并没有因为前端是高清摄像机而提升,因此我们实现了高清视频监控系统的低码流传输和存储实用性的革命性突破,将高清视频监控系统推向了大规模的实际应用。
2.3 系统构架灵活
高清网络摄像机具备强大的网络功能和功能接口,省去了传统网络视频监控系统的复杂结构,比如不需要单独的视频编码器或者是dvr这些设备,摄像机本身就可利用已有的局域网、光纤专网、城域网、微波传输、互联网和即将到来的3g传输等进行接入,将前端的音视频、控制、报警信号直接通过摄像机的网络接口传输上级监控中心。同时在系统建设时可分步、分级逐步实施,不会影响其他区域,可适应不同类型工厂的复杂环境和特殊功能需求。
2.4 配套设施功能强大
配合高清网络数字摄像机,并配套高清网络视频监控管理平台,整个平台基于大型网络视频监控系统架构,采用模块化设计,适用于不同类型的高清视频监控系统;比如可以根据需要部署相应模块实现本地高清视频。诸如视频转发、报警处理等模块可实现多结构、多用途的集中管理平台,多级转发可适应各种终端用户的视频访问请求;报警处理可集成周界报警系统、消防联动接口、门禁信号联动接口、防盗报警联动接口等,将这些系统与dvsone管理平台对接,可实现这些联动信号与视频监控系统联动控制,比如联动视频弹出、报警联动录像、报警联动监控摄像机预置位调用、电子地图防区管理、以及行为分析、特征识别等智能化应用。
3.监控系统组建的常见问题
3.1网络高清监控系统相关概念问题
模拟高清摄像机概念并不是正确的,只是一些商家或是厂家将传统模拟摄像机480线高清标准提高到了540线后,而衍生的概念。随着数字时展,模拟产品已经走到了淘汰的边缘,与数字化产品相比,模拟技术显得漏洞百出并且架构上很难在分辨率/
帧率上有质的突破,更别谈高清化。
网络高清摄像机是目前数字主流化产品,最基础的产品也要百万像素起步,顶级模拟摄像机也就700扫描线,而放眼目前的网络数字摄像机可以轻松达到1000线以上,并且随技术发展像素没有上限。可以肯定地说,百万高清监控已经锁定了未来整个数字监控行业的大局。高清网络摄像机由于是一体化的构造,产品简洁,应用起来十分方便,一根网线就可以满足所有传输要求,成为目前应用的主题。
高清视频服务器用以连接高清摄像机,在当前高清网络机不是很丰富的情况下,也是一个不错的选择,将更多的选择空间留给高清摄像机。
3.2监控系统传输方式问题
面对高清应用的超大数据量带宽以及实时性的要求,目前主要有两种传输介质在高清传输中得到认可,一种是采用铜缆传输,但在目前大环境下,网络传输还无法满足大规模多路远距离高清画质;第二种是便是光纤传输,虽然价格昂贵,但是带宽和传输距离约束小,甚可以使带宽达到数g以上,这样高清监控才能得到淋漓尽致的发挥。
高清视频在网络传输中,主要限制来自带宽和距离,光纤技术是解决带宽问题的最好方案,但是无论成本还是维护,价格都过于高昂,因此加强网络带宽建依旧是解决传输高清和网络带宽问题的必然途径。随着目前网络传输技术的迅猛发展,局域网也逐渐朝1000m甚至10000m方向发展,与此同时图像压缩格式也直接决定了对传输的减负作用。
3.3 监控系统存储方式问题
高清监控视频存储大多是以超大数据流为代价,因此对于高清视频我们需要足够的存储空间。选择什么样的高清存储系统和方案将直接影响视频流畅度、系统稳定性等一系列因素。现实中,高清监控存储一般有两种方法,一种是小集中大汇聚,即前端分散式本地存储,如ipsan构架方式;另一种是在大型项目里,高清视频通过管理平台+存储服务器实现存储,其存储服务器通常是存储阵列。
3.4高清监控编码格式的选择问题
高清监控系统中对提高图像处理和传输都提出较高的要求,mpeg4和 h.264两种编码技术在目前的高清前端都有使用,技术的成熟度相当,压缩后的图像对带宽的要求略高于后者,但产品的价格存在一定的差异。在应用中需考察系统的规模、网络环境,在综合经济因素,可以做出选择。
从目前来看,高清监控编码中h.264最具使用价值的,相对于mpeg2、mpeg4而言,其压缩效率是三种编码中最高的,可以更高的数据压缩比。在同等的图像质量,h.264的数据压缩比能比当前dvd系统中使用的mpeg-2高2~3倍,比mpeg- 4高1.5~2倍。正因为如此,经过h.264压缩的视频数据,在网络传输过程中所需要的带宽更少,也更加经济。720p编码中在mpeg-4需要 6mbps的传输速率匹配时,h.264只需要3mbps左右的传输速率,不过h.264解码算法更复杂,编码性能要求较苛刻,当然,低码流下能保证全实时的高清图像画质是m-jpeg和mpeg-4压缩方式无法比拟的。
3.5网络高清监控系统的tco成本问题
网络高清监控系统过去给人的印象往往是建设成本高昂,但随着技术的发展网络高清监控系统的建设成本已大幅降低。以720p的高清监控系统来说,建设成本基本接近700线的模拟监控系统。特别是当可利用现有网络作为传输链路时,可以节省不少链路成本,降低施工难度。另外,由于高清监控系统基于网络运行,布置灵活,在后期系统扩容时可以比模拟监控系统节约大量的设备成本。同时网络高清监控系统中系统故障的诊断和排查可以通过网管系统自动定位,减少维护和管理难度,从而降低运维成本。
4.结束语
随着监控系统的发展,网络高清监控系统已是大势所趋。为了保护用户的投资,特别是大中型监控系统建设时一定要根据实际情况认真进行分析各种影响因素,避免造成成本和效率的浪费。同时应充分考虑监控系统组建中会遇到的问题,来分析决定采用网高清络监控系统的适用范围。
参考文献:
[1] 宋慧. 高清监控系统技术设计及应用探讨[j]. 中国安防,2010,(10):57-58.
伴随社会经济的全面进程,新建成的楼宇设施也大量融合的科技元素,近年来集成化的楼宇设施监控系统也被逐渐重视。例如电梯系统、配电系统与照明、供暖、制冷系统,上述集成化设备监控系统在楼宇中具有非常重要的作用,经对楼宇内电气设施的全面管理,能够从根本深化电气设备监控系统的有效性,同时为节约型社会的发展奠定良好的基础。
关键词:
集成化;楼宇电气设备;监控系统
1集成化的楼宇电气设备监控系统的现状
自上世纪八十年代,楼宇电气设备监控系统在国内得到广泛应用。此系统的构建机制是依附于差异化功能系统予以区分,也就是电气设备的构建及管理分为两个体系,同时设计以及施工直到完成所有过程,即经差异化的施工单位所完成。这就导致了下述问题:(1)因为生产商存在差异,造成设备间出现不兼容现象,因此造成系统交互过程出现问题;(2)因为子系统的功能存在差异,同时系统之间存在独立特性,造成资源在予以互换时出现问题。此类构建举措致使楼宇的电气设备在使用环节存在隐患。所以集成化的楼宇电气设备需要每一个子系统结构互同,协议与接口也要有统一的指标,因此规避子系统互联与硬件设施互操作所存在的弊病,达到资源与信息共享的目的。
2集成化的楼宇电气设备监控系统结构
集成化的楼宇电气设备监控系统的功能室能够控制管理楼宇中的给排水、空调以及照明等电气设施。为确保楼宇的电气设备可靠运行,我们要深化软硬件的稳定性。举例说明,为楼宇实施最简单的供电及配电过程中,我们要保障电路与电流的稳定。同时对升降压设施温度指标,电流的稳定性等因素都要予以实时的管理及检测。为匹配于可持续发展的相关需要,楼宇要侧重于节能减排,楼宇能耗主要来源于空调、照明以及供暖等电气设施,为控制资源浪费,对集成化的楼宇电气系统控制的研究势在必行。举例说明在楼宇内,我们要对卫生间、走廊以及停车场等地予以电路设计,可以择取声控传感设备;同时拟定相匹配的电路监测,予以各水位及压力的控制,达到节能控制的基本要求;针对空调系统,设计完善的启动与停止控制系统,不但可以减少楼宇的负荷,同时可以达到节能减排的要求。
3集成化的楼宇电气设备监控系统设计
集成化楼宇电气设备监控系统,是把电气监控系统与智能化控制进行有机的结合,自动检测楼宇的基础电气设施,同时予以控制及保护,举例说明,供配电系统的监测,检测过程可以利用通信系统的综合性以及自动性,为信息与资源的共享奠定良好的基础;而且,通过互联网,对网络内外的资源与予以全面利用,因此达到自动化与集成化的要求,可以很好的为信息集成提供依据;经上述举措,能够实现电气设施的集成化管理,而且最大化的节能。在监督合控制功能的基础上,达到全面监视楼宇内电气设备的工作情况,我们要予以参数采集。因为在实施参数收集与监控要经通信对参数予以传输,此措施不但有远程通信的优势,同时还具有一定的广度。在此环节,要予以大量的参数处理。因为具有一定的监控广度,参数存在繁琐的特性,所以不能只追求响应速度,在求得响应速度的基础上要确保全硬件的监控有效性,而且,要保障系统的稳定性。
4集成化的楼宇电气设备监控系统设计的一些建议
站在行业角度来分析,全面利用现前沿的技术,对常规技术实施改造。举例说明,把信息技术与集成化技术进行有机结合,对常规的电气产业予以智能化的改造。空调与配电设施经改进后会有自动监测及控制功能;综合建筑内,把一些设备予以联网改造,能够达到集成化管理的要求。为匹配于科技的发展,一些生产厂房在予以楼宇电气设备的生产过程中,进行了一系列功能完善,其中包括空调的生产。在配电设施的智能化功能方面,能够在常规的基础上,深化智能化的检测控制系统,这样不但能够具备基础功能,还可以传输相关电量参数,同时予以远程控制设备。常规的空调设施以及配电设施等加装智能化系统,所生产的产品本身具备智能化的监控功能,在楼宇应用过程,无需设置BA系统,仅将设备予以联网,就能够实现集中管理的电气设备自控系统。现阶段一些大型的楼宇电气设备生产企业已经以此为侧重点予以研究,比如空调冷机厂商,目前的产品大部分均为具有智能化控制系统的设施,其控制设施能够对所有设备予以整体的监控,所控制的设备其中涵盖冷水出口温度、压缩机、冷却水出口温度、冷水入口温度、阀门开度、冷却水入口温度与冷冻泵等设施,经整体开、停控制,达到启动速度快与停机时间缩减的目的,可以解决耗能,深化了中央空调系统的稳定性。而且实施各机组间设备的启、停具有连锁及时间顺序控制、相关机组运行时间自动调节,同时可以确保机组的稳定运行,对相关数据予以了保护。对相关参数予以长久的在线储存,构建历史报表以及历史趋势指标。重要的参数能够经网络传输至控制中心,在控制中心予以遥控等操作,具有智能化特点,具备BA系统所有的监控及管理功能,同时较之常规的楼控系统对设备的管理更为全面。举例说明,智能化的开关配电设施,是在常规的开关柜上,予以智能化系统的完善,在常规配电柜的先决条件上架设了智能化的监控模式,不仅能够实现常规BA系统的电量参数传输以及交流接触设备远程控制等功能,同时还具备常规BA系统所没有的管理功能,其中包括故障录波等,使设施趋于全智能化,同时使配电柜本身具备远程监控能力,这样就能够在中心控制室内对配电设施予以整体性管理。在柜电柜、冷冻机以及电梯等设备上,现阶段很多产品都已具有一定程度的智能化控制,不过在相关动力以及组合式空调机控制等,自身具备智能化系统的设施现阶段还较少,如一台组合式的中央空调机组,其予以室内温度以及湿度收集,同时和设定的温度与湿度进行对比,依附于公式,对相关加热器、调节阀以及加湿器等设施予以控制,调节温度、湿度,以达到相关需要,上述功能已然要利用加装的BA系统完成。而很多空调及电气设施在一幢大厦内,具有分布零散的特性,所以,需要加装安装的BA系统对其予以整体的管理。空调以及电气设施制造企业在此类产品中,已然有一定的开发空间,所以要深化智能化系统在上述设备中的应用价值。目前各厂商所开发具有智能化控制系统的楼宇电气设备,在应用环节,怎样将相关电气系统集中至一个建筑设施监控体系的平台中,是亟待解决的一个内容。要达到相关电气设备的集成,那么就要在研发智能楼宇电气设备过程中,全面顾及到设备要具备一个指标化的终端接口。例如产品接口支持微软OPC功能,这是一类相对理想的解决措施。OPC功能能够经软件在中央控制系统上对下属系统OPC接口予以参数交互,仅需向集成用户出示接口技术的相关规格以及说明即可,在此基础上用户经接口软件通过监控系统对系统予以网络监控。只要在产品研发过程中顾及到此类接口功能,那各厂家的设施就可以十分方便的集成到一起,进而达到建筑设备监控系统的相关需要。择取指标化的现场总线技术实施楼宇电气设备及集成,这也是未来发展的大趋势。在研发楼宇电气设备过程中,各电气系统全部依附于指标的现场总线技术予以设计,这样能够便捷各厂商的设备的集成。如通过LONWORKS技术的智能楼宇电气设备,只要匹配于LONMARK认证指标,则相关系统就能够很便捷的集成至一个平台,进而达到建筑设备监控系统的相关需要。近年来有一些产品匹配于LONMAR论证,空调设备与配电系统等厂商在研发产品的过程,要尽可以应用此技术。
5总结
综上所述,为确保楼宇的电气设备可靠运行,我们要深化软硬件的稳定性。举例说明,为楼宇实施最简单的供电及配电过程中,我们要保障电路与电流的稳定。同时对升降压设施温度指标,电流的稳定性等因素都要予以实时的管理及检测。为达到可持续发展的相关需要,楼宇要侧重于节能减排,楼宇能耗主要来源于空调、照明以及供暖等电气设施,为控制资源浪费,对集成化的楼宇电气系统控制的研究势在必行。把电气监控系统与智能化控制进行有机的结合,自动检测楼宇的基础电气设施,同时予以控制及保护,举例说明,供配电系统的监测,检测过程可以利用通信系统的综合性以及自动性,为信息与资源的共享奠定良好的基础;而且,通过互联网,对网络内外的资源与予以全面利用,因此达到自动化与集成化的要求,可以很好的为信息集成提供依据;经上述举措,能够实现电气设施的集成化管理。因为在实施参数收集与监控要经通信对参数予以传输,此措施不但有远程通信的优势,同时还具有一定的广度。在此环节,要予以大量的参数处理。因为具有一定的监控广度,参数存在繁琐的特性,所以不能只追求响应速度,在求得响应速度的基础上要确保全硬件的监控有效性。现阶段很多产品都已具有一定程度的智能化控制,不过在相关动力以及组合式空调机控制等,自身具备智能化系统的设施现阶段还较少,如一台组合式的中央空调机组,其予以室内温度以及湿度收集,同时和设定的温度与湿度进行对比,依附于公式,对相关加热器、调节阀以及加湿器等设施予以控制,调节温度、湿度,以达到相关需要,上述功能已然要利用加装的BA系统完成。空调与配电设施经改进后会有自动监测及控制功能;综合建筑内,把一些设备予以联网改造,能够达到集成化管理的要求。为匹配于科技的发展,一些生产厂房在予以楼宇电气设备的生产过程中,进行了一系列功能完善,其中包括空调的生产。而很多空调及电气设施在一幢大厦内,具有分布零散的特性,所以,需要加装安装的BA系统对其予以整体的管理。在柜电柜、冷冻机以及电梯等设备上,现阶段很多产品都已具有一定程度的智能化控制,不过在相关动力以及组合式空调机控制等,自身具备智能化系统的设施现阶段还较少。要达到相关电气设备的集成,那么就要在研发智能楼宇电气设备过程中,全面顾及到设备要具备一个指标化的终端接口。
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