全数字式工业电视系统在瀑布沟水电站安全生产中的应用

周业荣，宋 柯，黄天文，彭 放，冷红升

（国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川 汉源 625304）

全数字式工业电视系统在瀑布沟水电站安全生产中的应用

周业荣，宋 柯，黄天文，彭 放，冷红升

（国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川 汉源 625304）

介绍了瀑布沟水电站工业电视系统网络结构、系统功能，以及工业电视系统与电站消防系统、计算机监控系统、门禁系统及安防系统的联动控制方案，阐述了工业电视系统在"无人值班"（少人值守）水电站安全生产过程中的重要作用。

全数字；工业电视；安全生产

0 概述

瀑布沟水电站位于大渡河中游，电站装设6台600 MW混流式水轮发电机组，在系统中担负调峰、调频及事故备用，是四川电力系统中的骨干电站之一。电站按无人值班原则设计，采用计算机监控系统，由流域梯级调度中心统一调度运行。瀑布沟水电站工业电视系统采用数字式视频监控方式，共布置安装有290个监视点位，主要用于电站发电设备运行监视和电站各部位的安全监视。监视点位覆盖了电站所有区域，包括地面厂房区域、大坝区域、地下主厂房区域，在保证电站的安全生产方面起着非常重要的作用。

1 瀑布沟水电站工业电视系统网络结构

瀑布沟电站工业电视系统采用分层星型结构，主干网传输速率1 000 Mb/s，区域网传输速率100Mb/s，由后端设备和前端设备组成。后端设备主要包括图像监控服务器、图像管理服务器、图像存储服务器、网络视频解码器、主交换机。前端设备由区域交换机、网络枪式彩色摄像机、网络球型彩色摄像机组成。所有设备以主交换机为中心组成局域网（LAN）联接，地面厂房区域、大坝区域、地下主厂房区域内各个摄像机采集数字视频信号送入区域交换机汇集，再用1000M光纤以太网接口由单模光纤与主交换机相连。工业电视系统设图像管理服务器一台，用于用户验证目录管理、系统内设备分级/分组管理、系统内设备运行状态监测、远程对前端设备配置、网内设备校时、所有操作和状态日志管理、存储服务器硬盘状态检测、视频通道状态检测等见图1。图像监控服务器安装在电站中控室，主要用于各个点位的监视画面调取、报警区域显示、设备在线状态、摄像机调节控制、录像的回放等。工业电视系统还与电站内计算机监控系统、消防系统、门禁及安防系统相连接，实现数据通信及联动控制。与大渡河公司成都集控中心相连接，实现接入成都集控中心工业电视系统。

图1 瀑布沟水电站工业电视系统网络结构

2 瀑布沟水电站工业电视系统主要功能

2.1 监视功能

电站值班人员可通过图像监控服务器调取全站共290个点位图像，对地下主厂房、地下副厂房、进厂交通洞、地面副厂房、GIS楼、坝区闸首、尼日河首部电气设备和通道等部位进行巡视，及时了解现场情况。可通过图像查看电站现场发电主辅设备的压力、温度、流量、液位等参数，监视现场设备运行情况。可监视现场有无漏水、漏油、火情等特殊情况发生，对电站重点部位人员进入情况进行监视。通过工业电视还可及时了解现场工作人员的工作进展情况，对现场作业进行合理调动和安排。当检测到电站内重要区域有人员活动或其他危险时，能立即将该监控区域的监控画面切换至中控室大屏幕显示器上，并发出音响和闪光报警。

2.2 视频存储功能

系统设置一台由52块1T磁盘组成的磁盘矩阵图像存储服务器，系统具有强大的录像功能，支持RAID5，满足所有视频输入24 h全天候录象。在本地端录像的同时还可以同步实时将视频信号通过网络上传输，在网络上进行实时监视以及访问录像文件，进行录像回放、备份等操作。可通过图像管理服务器进行存储服务器的图像存储数据管理和磁盘空间管理，可利用监控服务器进行录像的下载和回放。存储服务器采用2路AC220V供电方式，取自电站UPS设备，保证了存储服务器供电的可靠性。

系统主要具有以下五种功能：

（1）定时录像：系统管理员可以通过DH-SMS监控管理平台设定时间段对监控前端的某个摄像机的图像进行定时录制。

（2）动态检测录像：系统管理员可以通过DH-SMS监控管理平台设定当某个摄像机检测到动态图像时是否进行录像，也可以设定各个摄像机录像的优先级。

（3）报警自动录像：支持报警探测器接入（支持报警输入和报警输出，可以将报警系统整合进入监控系统），并能实现报警联动。系统管理员可以设定当报警发生时是否进行报警录像。当报警探测器或视频动态检测有报警发生时，自动进行录像，直至报警解除。不同监控前端的报警可同时录像，同一监控前端有多个报警同时发生时，系统录制高优先级的报警图像，若优先级相同则录制最先检测到的报警点图像。

（4）手动录像：系统管理员可以设定对某个固定监控点进行24 h不间断录像，或对各监控点进行轮视录像。

（5）录像检索及回放功能：录像硬盘空间管理采用两种方式：①自动循环覆盖的方式，即剩余硬盘空间到达设置界限时，系统自动删除距当前时间最久远的一天的录像文件；②停止方式，即硬盘满时停止录像，并立即发出友好提示，建议用户如何操作。通过监控服务器可任意下载或回放某个时间段的现场录像。

（6）录像文件备份：可以将需要的录像文件从网络上下载到微机硬盘上，或在录像回放的时候对某一时间段的图像重新录制。

（7）录像文件删除：可以随时将没有保存价值的录像文件手动给以删除。

2.3 联动功能

瀑布沟工业电视系统通过网关实现与瀑布沟计算机监控系统、消防监控系统、门禁及安防系统的联动控制功能，接受来自计算机监控系统、消防监控系统、门禁及安防系统的报警信号，控制工业电视系统自动将报警区域的画面切换至监控终端，并发出报警信息。

（1）工业电视系统与计算机监控系统的联动

瀑布沟电站工业电视系统与计算机监控系统的联动主要完成机组开机、机组停机、紧急事故停机的过程监视。在每个过程进行中，工业电视系统会跟随过程的进展，自动将所启动或停止的电气设备监视画面投射到中控室大屏幕显示器上，供电站运行值班人员对开停机或事故停机整个过程进行监视，了解过程进行中各个设备状况。当电站内某电气设备发生故障时，工业电视系统会自动将该区域的摄像机图像投射到中控室大屏幕显示器上，提醒运行值班人员进行现场察看，为紧急情况下的故障处理提供参考依据，保证发电机组的安全稳定运行。

机组开机过程：LCU发投机组技术供水令时，工业电视系统自动将机组技术供水室画面投射到中控室大屏幕上；LCU发开圆筒阀令时，工业电视系统自动将机组圆筒阀油压装置、水车室圆筒阀开度画面投射到中控室大屏幕上；LCU发调速器开机令时，工业电视系统自动将水车室导叶开度、调速器压油装置画面投射到中控室大屏幕上；LCU发同期合闸令时，工业电视系统自动将发电机出口断路器GCB画面投射到中控室大屏幕上。

机组停机过程：LCU发减有功至空载令时，工业电视系统自动将机组水车室导叶开度、调速器压油装置画面投射到中控室大屏幕上；LCU发断路器跳闸令时，工业电视系统自动将发电机出口断路器GCB画面投射到中控室大屏幕上；LCU发调速器停机令时，工业电视系统自动将水车室导叶开度、调速器压油装置画面投射到中控室大屏幕上；LCU发关圆筒阀令时，工业电视系统自动将机组圆筒阀油压装置、水车室圆筒阀开度画面投射到中控室大屏幕上；LCU发停机组技术供水令时，工业电视系统自动将机组技术供水室画面投射到中控室大屏幕上。

紧急停机或事故停机过程：工业电视系统自动将水车室圆筒阀开度、水车室导叶开度画面投射到中控室大屏幕上。

（2）工业电视系统与消防监控系统的联动

当某一区域发生火警时，消防监控系统将报警区域地址码发至工业电视系统，工业电视系统对报警区域进行识别后，自动启动工业电视系统将该区域对应摄像机图像投射至中控室大屏幕显示器上，并发出音响和闪光报警。同时，消防监控系统将报警区域地址码发至门禁系统，由门禁系统自动打开逃生路线门锁，使人员能尽快撤离火灾区域。

（3）工业电视系统与门禁及安防系统的联动

对电站重点看护区域、高压危险区域有人员出入刷卡时，或接收到安防系统周界报警装置的报警信号时，门禁及安防系统将该区域地址码发至工业电视系统，工业电视系统对区域进行地址识别后，自动将人员活动区域或报警区域画面投射至大屏幕显示器上，并发出音响和闪光报警，启动存储服务器对该区域进行录像。

2.4 摄像机远程管理功能

在图像管理服务器上或图像监控服务器上，通过每台摄像机的不同IP地址可远程登陆不同的网络球型彩色摄像机和网络枪式彩色摄像机的管理界面，对摄像机的时钟、图像亮度、图像对比度、图像码流速率等进行设置，可对摄像机登陆权限进行修改，可任意设置画面遮挡区域，可添加图像文字标题。

2.5 远程图像传输和远程控制功能

通过瀑布沟电站与大渡河成都集控中心间的光通信设备提供的100 Mb/s以太网接口，实现瀑布沟电站工业电视系统和大渡河集控中心工业电视系统相连接。瀑布沟电站现场的图像视频信号，通过站内图像管理服务器经主交换机传送到瀑布沟电站与大渡河成都集控中心光通信设备提供的100 Mb/s以太网接口上，再传送至大渡河集控中心工业电视网络。大渡河集控中心工业电视局域网中的授权用户可通过系统软件远程调用瀑布沟电站的监控画面，并可对瀑布沟电站现场摄像机进行控制。不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。

2.6 时钟同步功能

瀑布沟电站工业电视系统通过电站内ZH-501GPS时间同步系统提供的NTP网络时钟同步接口，实现工业电视网络内的设备对时。保证了工业电视网络内的图像管理服务器、图像监控服务器、网络球型摄像机和网络枪式摄像机的时钟同步，使告警记录数据、监控画面存储记录时间更为准确。

3 结束语

瀑布沟水电站工业电视系统从设计初期就针对“无人值班”（少人值守）水电站实际情况，力求可靠性、稳定性、先进性、实用性。工业电视系统与电站消防系统、计算机监控系统、门禁系统及安防系统联动功能的实现，形成了瀑布沟电站综合监控和跟踪分析系统，也是实现“数字瀑布沟”的一项标志性工程。

TN949.21

B

1672-5387（2010）06-0069-03

2010-10-08

周业荣（1972-），男，厂长，高级工程师，从事水电厂生产管理工作。