立华莱康 LEC-3211在智能变电站综合辅助监控系统中的应用

1. 背景概述
       随着智能电网和数字化变电站的发展，前期对保护装置和测控装置的改造已经略有成就，近期已经开始考虑将数字化变电站中辅助监控的信息智能化管理。这些信息包括门禁管理、视频监控、存储管理、环境监测、电子地图显示、智能联动报警以及在线监测等。根据电力通讯设备在数据采集系统的要求，在辅助系统中加入了电子地图显示，将图形处理的内容加入设备。由于电力通讯设备均为低功耗、无风扇的设备，这一等级的CPU级别其图形处理功能非常有限，所以需要有专门的视频解码芯片来处理图像的功能，同时也要满足电力通讯管理最基本的无风扇、低功耗的特性。
2. 系统描述
2.1系统架构
        智能变电站综合辅助监控系统使用统一的以太网、统一的规约进行数据传输，节约安装成本；以对象为设计目标，处理视频、消防、安防、巡检、温度、照明、一次设备在线监测之间的联动工作，实现从传统的被动监控模式向主动监控模式转换；通过声、光、图、表、线等的形式达到对辅助系统的智能化的监控和管理，为智能电网运行提供技术支撑。
        智能辅助监控系统采用一级主站系统、二级主站系统和站端系统三层结构，一二级主站两级模式进行管理。一二级主站以服务器为主，一级主站中同时需要人机界面，对总体数据进行监控；站端系统就是现场使用的监控系统，采用多主机分布式结构配置，对现场设备和现场环境进行监控。
图1为智能变电站综合辅助系统站端系统架构图。

        立华LEC-3211的应用即为站端的应用。站端智能辅助综合监控应用主要是由综合应用服务器、环境监测及控制单元、门禁控制单元、智能音频处理单元、视频单元、网络单元、存储单元以及各类传感器等组成，实现对变电站各种辅助信息的监测和视频监控。
2.2系统监控内容
        站端系统监控包括变电站的环境监测与控制、火灾告警、安全防范以及视频监控系统。
        在环境监测与控制系统中需要有独立的监控单元，需要采集的数据有灯光控制、水泵控制、风机控制、风速传感、温湿传感、水浸传感器以及智能空调数据等。
        火灾告警系统需要接火灾报警器。
        安全防范系统主要涉及安全的信息采集，包括电子围栏、红外对射以及门禁系统的监视和控制信息。
视频监控单元为新一部分的功能，此部分对音视频进行专门的处理，通过该单元连接语音系统以及网络模拟摄像机。
        每个系统采集到的数据在以网络的形式传送给站端辅助监控系统。每个站端再将此功能传至二级系统，在由调度端统一传送至一级监控平台。
2.3系统功能
       电子地图功能，在变电站分布图中显示摄像机等设备的分布和报警设备布防、撤防、报警的状态。
       SCADA子系统，从站端自动化系统获得SCADA数据，从站端自动化系统获得SCADA数据，主接线图可一键调出视频。
       视频子系统，具备常规视频监控系统所有功能。
       门禁子系统，具备变电站门禁管理的所有功能，并可将门禁信息上传至主站。
       环境监测子系统，对变电站温度、湿度、风速等环境信息进行监控。
3. LEC-3211产品介绍
       立华LEC-3211产品是以南京南瑞在综合辅助监控系统的应用为依托，结合其在电力系统子站的应用需求，加入辅助监控系统特有的视频监控内容，将视频播放功能由子站中的Intel CPU集成显卡替换为VIA的S3 4300E独立显卡，该独立显卡板载256M的显存，使用显卡芯片处理图像，可以节省CPU的功耗，使其更加适合辅助监控系统的应用。
        LEC-3211采用Intel 82574L高性能千兆网口芯片，支持IEEE1588网络对时协议，串口采用2KV光电隔离设计，15KV防静电设计和4KV浪涌保护设计，所有串口均支持RS-232/422/485独立配置，完全符合智能变电站自动化系统的应用要求。LEC-3211提供4/8路可编程IO，供客户自定义编程状态使用，提供电源、HDD、网络和串口等系统和通讯的指示灯，方便用户编程调试和现场维护工作。
        LEC-3211支持70~300VAC/DC单电源或者双电源冗余供电，支持电源输入和输出超限报警和断电报警，支持Windows XP Embedded以及Linux操作系统，能够提供定制的映像文件。
        LEC-3211设备提供超宽的温度工作范围和湿度范围，支持-40~70摄氏度温度工作范围和5~95%湿度工作范围，适应不同严酷的工作环境要求。
下图2为LEC-3211的前后面板设计图。

4. 结论
        智能变电站综合辅助监控系统是通过集成变电站环境、门禁、视频等系统的监控，并使各个系统之间达到智能联动和信息共享，从而为变电站的智能化管理提供帮助。立华LEC-3211设备在系统中作为数据采集和处理的监控平台，起着核心的作用。
        目前，立华LEC-3211设备已经在内蒙古、吉林、河北、江苏、山东、江西、海南、广东等全国大部分地区的变电站有成功应用，变电站等级从35KV到110KV、220KV以及500KV等不同的级别。
        总之，立华通讯管理机的高可靠性、高性能、EMC高防护级别是智能变电站综合辅助监控系统的理想选择。