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  • 電力行業

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    電力系統在線監測系統-無線傳輸實施方案

    作者: admin 時間:2019-12-26 來源:未知
    摘要:針對電力行業的特殊需要,我公司提出了一套完整的無線傳輸方案。在進行方案設計的過程中,充分考慮了以下幾點:...

    一、電力行業的現狀及需求分析

            隨著我國國民經濟的迅速發展,各行各業對于能源的需求也是日益增大,而對事個社會提供主要能源的電力行業來說,其擔負的社會責任也是越來越重大。電力行業對于社會經濟的發展提供源源不斷的電力能源,其遍布全國各地的輸電線路、高壓電塔、變電站等設施在日常的運行中,需要投入大量的人力物力來保障這些基礎設備的可靠運行。由于這些設施大多是在一些人員不便到達的地方,所以電力維護人員在日常維護中存在很大的不便,一旦出現了問題不能在最短的時間內查明情況,因此急需一種行之有效的系統進行在線監控和管理。

            為了更好保證輸送電線路的安全、穩定、可靠運行,電力公司提出在輸電塔上安裝視頻監控系統,以便迅速發現隱患、問題并加以解決。隨著電力網絡的全面改造,大量的輸電高壓鐵塔、各變電站、變電所均要求實現無人值守,提高生產效益。目前,電力局設立了運行管理值班室及調度部門,建立一套技術先進、功能強大的監控系統已經提到了電力部門的發展議事日程。電力監控系統在電力調度通信中心建立監控中心,實現對各變電站、變電所的有關數據、環境參量、圖像進行監控和監視,以便能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站、變電所的情況,及時對發生的情況做出反應,適應現代社會的發展需要。

    二、方案思考與設計

            針對電力行業的特殊需要,我公司提出了一套完整的無線傳輸方案。在進行方案設計的過程中,充分考慮了以下幾點:

            1、無線傳輸方案的可實施與穩定性。在整合方案的設計中,其中的根本性前提就是這個方案的可實施性與穩定性,如果沒有這個做為基礎,其它都是無用的,針對電力行業在野外不方便架設有線的特殊環境,我公司推出數字無線網橋做為傳輸介質,根據每個點位的不同應用與要求,選用不同型號的設備,搭配不同的天線,從而實現整個通訊鏈路的通訊可實施性。而對于架構的穩定性來說,可實施性是基礎,而穩定就是整個傳輸過程的關鍵。我公司生產的無線網橋,從生產工藝到傳輸性能,在以往的工程項目中都得到了很好的驗證。

            2、整體無線方案設計的可拓展性。一個項目實施方案的成功不僅在于當時設備搭建起來以后是否可以正常運行,還在于以后客戶增加了其它的需要以后,有沒有考慮到用戶的后續需求而增加的可拓展性。這一點就要求在初次方案設計時就要考慮到用戶的項目在實施的過程中或都是實施以后所出現的特殊情況,如果給用戶在原有的方案中增加設備,而不必要增加太大的成本。因此,在此方案的設計中我們給用戶考慮了很大的冗余。以便于用戶以后增加其它監測點位。

            3、設備后期維護的易用性。在整個方案架設起來以后,在用戶的使用過程中難免會出現一些問題,考慮到用戶的使用現場人員并不具備較高的專業技術操作能力,所以在進行前期方案設計時,把每個部分盡量設計的簡單、易用、穩定,每個部件盡量做到模塊化,從而減少操作人員的施工和維護難度。

            基于以上幾點考慮,方案的具體設計如下,主要分為三個部分:

            前端視頻、數據采集、語音輸出及無線發射部分;

            中間熱點無線覆蓋及點對點無線傳輸部分;

            后端監控中心的顯示、控制及數據庫接入部分。

    如下圖所示:

    001.jpg

           其中熱點到中繼的距離大概在10公里范圍內,中繼與中繼以及到后端監控中心的距離大概在30公里以內。下面將這個三個部分具體說明是如何實施的。

    2.1、前端視頻、數據采集、語音輸出及無線發射部分

            在電力傳輸現場,用戶的前端一般情況下包括視頻采集,數據控制,語音輸出及無線發射等常用功能。用戶的視頻采集部分使用高清數字網絡球機(型號待定,要求可接入數據平臺),可以全方位的監測到前端的現場環境,后端監控室人員還可以使用鍵盤、鼠標等來操作控制前端圖像的轉動和變倍調焦。

            語音輸出部分的解決方案如下:使用數字網絡球機的語音輸出接口連接到功放的輸入接口,功放再連接大功率喇叭,由于前端的監測點和后端監控中心是同一個局域網,就可以實現后端監控中心到前端的無線喊話功能。

            無線發射部分采用我公司的SF-5040G數字無線網橋,該設備內置18dbi的平板天線,傳輸距離可達10公里,完全滿足從前端到熱點基站的無線信號連接。傳輸性能穩定可靠。(設備具體參數可見附件)交換機把前端的網絡攝像機和其它數字設備進行匯總以后接入到SF-5040G的POE供電盒的數據接口中,把這些信號通過無線的方式傳輸到熱點覆蓋的基站。

    此部分的設備連接拓撲圖如下:

    002.jpg

    前端部分的供電使用太陽能供電的方案。

            要使用一個配電箱,配電箱里面放置無線設備的POE供電盒,RTU無線通訊模塊,太陽能控制器及蓄電池等,在配電箱里面放置100AH蓄電池,同時把太陽能控制器和逆變器也放置在配電箱里,另外的一個接口連接一塊功率為150W的太陽能電池板。

    如下圖所示:

    003.jpg

     

    熱點設備的整體連接圖如下所示:

    004.jpg

    2.2、中繼點無線覆蓋及點對點無線傳輸部分

            針對基站中繼點部分我們采用我公司的高帶寬多模塊無線傳輸產品,型號為SF-5000MS系列。其中基站進行無線覆蓋的產品具體型號為SF-5000MS-02H,只所以使用這款設備做為無線覆蓋產品,是因為此款產品本身為千兆網口設計,具有較高的數據處理能力,設備本身支持多模塊設計,可以安裝兩個模塊,因為在實際熱點覆蓋的過程中,如果僅僅使用一條全向天線,增益太小,無法達到比較遠的傳輸距離,所以在方案設計及產品選型中,使用此款設備,在一臺設備中可以安裝兩條60度天線,在此基站安裝兩臺設備就可以安裝4條60度天線,加在一起的覆蓋角度可達240度以上,基本可以滿足周邊前端無線設備連接的需求。如下圖所示:

    005.jpg

            在鐵塔上安裝兩臺此型號無線設備,每臺設備可安裝兩條天線,兩臺設備共可裝4條天線,以達到向周邊進行無線覆蓋的目的。

            點對點通訊的無線設備選用我公司的SF-5000MS25,此款設備內置25dib定向增益天線,由于設備本身發射功率較大,傳輸距離可達30公里,此款設備做為基站到基站的無線傳輸設備,本身具有很大的優點,設備內置千兆網絡接口,工作性能穩定,理該傳輸帶寬可達480Mbps,實測傳輸帶寬可達160Mbps,該設備具備多級跳臺無損耗的特性,可保證在經過多次中繼后仍具備較高的帶寬數據,在傳輸過程中的數據損耗非常?。ㄒ陨蟽煽钤O備的詳細參數可參看附件里的產品說明)。在基站設備安裝的地方,供電方式和前端供電方式相同,在正常情況下使用交流220V供電,如果在一些比較特殊情況下,沒有市電,同樣也可采用上述的太陽能供電方案系統。

    點對點無距離傳輸如下圖所示:

     

    006.jpg

            熱點與熱點之前的距離由于比較遠,所以使用SF-5000MS25進行定向傳輸。以保證前端的監測數據及圖像能夠穩定的傳輸到監控中心。

    2.3、后端監控中心的顯示、控制及數據庫接入部分

            后端監控中心使用無線設備接收到前端的監控圖像后,由于監控中心一般情況下都位于市區,位置相對來說都比較低,所以需要在監控中心附近找到高層建筑,在建筑頂樓安裝無線接收設備,接收從中繼點傳回的無線信號,在樓頂也需要配置一個配電箱,如下圖所示:

    007.jpg

            無線網橋接收到的信號從交換機進入光端機,使用光纖傳輸到機房,接入到監控中心的服務器,服務器上安裝電力行業在線監控平臺,能過數據監控平臺,對前端的圖像進行查看的管理,還可以通過上墻服務器或矩陣投放到大型顯示屏中。

    008.jpg

            監控中心架設一臺服務器,上面安裝電力系統在線監測平臺,然后通過無線接收設備把前端的監控圖像及數據接收監測平臺,通過話筒對前端進行喊話,同時還可以通過控制鍵盤對前端攝像機進行控制。后臺服務器上安裝RTU控制軟件,可以遠程對前端設發送指令 ,控制前端設備進行遠程上電、斷電操作。

     

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