方案是对一项活动具体部署的安排和计划，那么方案的格式是什么样的呢？如何才能写好一份方案呢？以下是小编整理的关于《电力监控系统设计方案》相关资料，欢迎阅读！
10kV电力配网工程系统设计方案探究
摘要：随着我国经济的不断快速发展，我国的人口也在不断快速的膨胀，人口数量变得越来越多，我国对于电力的需求也变得越发庞大。目前，为有效保障国家电网的稳定与安全，必须采用更加合理的配电网。如果没有一个稳定的电力网络系统支持，国家将不能在电力供应上获得相对稳定的电力供应，这不仅会影响到人民的用电，也会危及国家的国防安全。要想在今后能够有效的稳固我国经济的发展，就必须要对国内的电力系统配网进行进一步的建设与完善。本文主要围绕着10kV电力系统配网工程系统设计方案来进行相应的分析和讨论，并在文中提出了一些建议和方案，希望其能够为我国的电力配网系统的建设起到一定程度上的帮助作用。
关键词：10kV电力系统配网工程;设计方案;电力研究
引言：
10 kV的电网建设能够为我国国家的人民提供一定的供电保障。要在10 kV的配电网上投入更多的精力和时间，只有这样，我们国家的电网才能在10 kV的基础上建成，才能保证国家电网的稳定和安全。为了更快、更高效的实施10 kV配电网络的建设，我们需要做好充分的准备工作，以便在未来10 kV配电网络的建设中起到积极的作用。10 kV配网是电力系统的核心，对提高供电水平起着举足轻重的作用，因此，必须从企业内外两个层面提高电力系统的运行效率，减少发生在企业内外的事故频率，提高供电公司的经济效益，确保电力用户的生命安全。
1 10 kV电力配网工程系统设计特点
10 kV配电网络是电网中的一个重要环节，它的安全和稳定运行关系到整个电网的安全和稳定。随着我国电力工业的快速发展，各种10 kV配电网的建设和改造工程不断增加，因此，加强10 kV配电网的设计和优化设计方案具有十分重要的意义。一般而言，在10 kV配电网络工程的设计阶段，首先要做好系统的初步设计，做好相应的图纸设计，并根据施工进度，确定具体的设计需求。
10 kV配电网施工条件复杂，施工覆盖范围广，施工地点不固定，因此，在进行工程系统的设计时，必须充分考虑到这些因素，并对其进行规范，掌握其设计要领，使其更具科学性和合理性。
2 10 kV电力配网工程系统设计准则
在10 kV配电网络工程的设计过程中，根据实际工作的经验，进行了大量的实践和总结，在具体的设计过程中，必须严格遵守一些规范。
1)10 kV架空配电线路的绝缘等级，一般参照20 kV标准，能有效地防止电网故障，降低电网的经济损失，提高电网的经济效益。
2)在10 kV配电网络的具体设计中，应以城市道路为主要依据，结合城市规划在各主干道上设置架空线路或电缆线路。
3)根据电力使用者的不同级别，可将其划分为重点和非重点两类。对重点客户，要在关键负荷下配置相应的应急电源，也就是使用两种电源，这样才能确保这些客户的正常使用。在实际生产中，要根据现场的具体情况，合理地选用应急电源。
4)10 kV配电网络的设置，可采用“T”型、多个单环网或“#”型网，并根据装机容量800kVA以上选择具有自动分断的电压互感器负载开关。
3 10kV电力系统配网工程系统的设计管理
在10 kV配电网络建设前，还需要进行相关的设计工作。10 kV配电网络的施工分为两大部分：图纸设计与工程设计。我国电网的设计应该在设计图纸之前，搜集相关的工程资料，以便在设计时对其进行更细致的设计与计划。同时，通过对施工现场周围环境的有效数据收集，可以为10 kV配电网络的实际应用提供依据。10 kV配电设备建成后，将会持续很长一段时间，因此，在设计时要充分考虑到当地的气候变化、地质条件、人口、用电习惯等因素，以保证10 kV供电的长期运行，为广大居民提供稳定的用电服务。在10 kV配电网建设中，除按相应的图纸进行设计外，还要进行整体的工程设计。10 kV配电网的建设通常都是较为复杂的，所以在建设之前，必须对其进行相应的线路规划，并在施工之前对其进行有效、合理的配置，以达到更好的效果。在进行设计时，要注重图纸与工程设计的有机结合，以确保项目建设的合理性，同时也要确保项目的实际应用。
4 10kV电力系统配网工程系统设计与落实方案
4.1加强建设管理系统设计思想的研究
在10 kV配电网络工程中，为了提高电网的工程效率，必须对用户的各种信息进行有效的收集。运营商还可以投资建设一个软件平台，提高用户的使用体验。为了更好的实现电网的科学管理，必须要深入的研究，才能保证以后的10 kV配网设备能够更加稳定高效的运行。同时，在10 kV配电网络建设中，还应加强与之配套的项目管理，努力使其在持续发展的过程中，真正地提升其工程体系的运行效能。
4.2做好对用户的基本资料的管理
在10 kV配电网络建设中，运营商要对各种不同类型的用户进行有效的分类。它要把普通的用户和系统的用户区别开来，让他们对自己的权限进行清晰的划分，从而提高他们的使用体验。同时，工程运营单位必须严格遵守用户的个人信息，决不让用户的个人信息在使用过程中受到威胁。另外，运營商要主动地采纳用户的意见和建议，并对其进行积极改进，使10 kV配电网络的建设和运行效率得到有效的提升。
4.3系统的数据库设计与实现
在实施10 kV配电网络的同时，运营商也要积极地建立自己的系统数据库。建立一个有效的数据库，可以使配电网络的运行效率得到进一步的提升。另外，运营商还可以根据这些数据进行有效的分析，为以后的发展做好准备。如果能对这些数据进行有效的整合，不仅可以提高用户的使用体验，而且还可以让配电网络的运行更加的安全。
5 10kV电力系统配网工程系统的施工管理
5.1施工准备阶段的管理
为确保10 kV配电网络的安全运行，必须在施工前做好相应的前期工作。10 kV配电网络的工程准备工作主要包括材料准备、人员准备、设备准备三大部分。只有做好这三个方面的准备，才能使工程的建设与发展更加完善。在建材的采购中，要确保10 kV配电网络的建设质量，确保其施工质量。另外，在10 kV配电网络建设中，要充分考虑到人力资源的利用。在工程建设中，要有高水平的建筑人才来进行相应的建设。在工程设计中，还应聘请具有一定的专业技术人员，对有关的项目进行设计。另外，对工程项目的管理也要有针对性。只有在施工前期进行良好的管理，才能使今后的施工工作更加高效、更加安全。
5.2工程施工阶段的管理
在10 kV配电网络建设中，施工单位要加强施工各环节的管理，并始终注重项目的质量与安全。首先，施工单位要在项目开始之前，构建一个完整的工程系统，以达到一定的标准。在施工期间，施工单位要对施工进度进行调整，以确保10 kV配电网络工程的施工质量。
5.3配网自动化管理的设计
10 kV配电网的自动化管理是由配电网的设备信息、配电网用户信息、配电网用户信息等信息构建成一个完整的自动化管理系统，主要负责配电网的实时j监测、管理和维护。尽管工程在技术上有一定的技术含量，但是在工程实践中，可以精确地判断出线路的故障点，迅速切除故障点防止故障扩大化，是保证电力系统可靠性和可持续发展的关键。从当前的发展状况来看，10 kV配电网络的自动化管理不仅耗资巨大，而且还经常更换相关的设备，这给推广带来了一定的困难。
结语：
10 kV配电网络的建设是一个系统工程，在系统设计中占有举足轻重的地位。因此，必须引起广大电力企业的高度重视，正确把握工程系统的设计特征，并对其进行规范，对其进行严格的控制，以便制订出更具科学性的设计方案，推动10 kV配电网络工程的进一步发展。
参考文献：
[1]李闯.10kV电力配网工程系统设计要点分析[J].中国战略新兴产业，2017(40)：208-209.
[2]周得柱.10kV电力系统配网工程系统设计方案分析及研究[J].科技风，2017(12)：178+182.
作者：宋建磊
摘 要：当前，我国电力事业不断发展，取得了显著的成绩，为国家建设提供了重要的电力能源支持。10 kV电力配网工程系统在电力领域中有着重要的作用，优化系统设计方案，也是现代电力发展的必然要求。在电力系统设计工作中，设计人员要通过设计方式来完善系统运行能力，提高系统运行效率，保证系统运行质量，发挥10 kV电力配网工程系统的电力服务价值。
关键词：10 kV电力配网;电力系统;运行效率;数据采集
10 kV电力配网工程系统设计中，应充分考虑系统的技术优化，在系统结构中深入全面地分析硬件系统和软件系统的功能性，从而以系统结构为基础，设计出能满足现代电力运行需求的系统体系，能在电力服务中承担更多的电力运行压力，并能更好地维护系统运行的稳定性和安全性。在10 kV电力配网工程系统设计中，重点研究系统设计原则、系统主体设计、运行管理设计、监控终端设计等方面，保证电力工程的有序运转。
1 10 kV电力配网工程系统概述
电力配网工程系统是国家电力运行的重要基础。随着社会的发展，电力工程系统起到了关键性作用，为各行各业提供了充足稳定的电力能源，也为群众生活提供了极大的便利。国家对10 kV电力配网工程系统的设计建设投入了大量的精力，为了保证10 kV电力配网工程系统的电力运行能力和效率，在系统设计方面也综合考虑多方面的因素。10 kV电力配网工程系统设计方案是后续电力配网系统实施的指导性文件，设计人员需要对10 kV电力配网工程系统的运行环境、运行技术等都做好分析，以便能保证系统设计方案最优化[1]。10 kV电力配网工程系统运行环境一般较为复杂，大部分电力配网工程设施等都处于外界环境中，这就不可避免地受到气候、地质及周围环境的影响。在设计过程中，应当具备前瞻性眼光，对系统实施及运行过程中可能会遇到的情况予以全面考虑，并预先在设计方案中提供有效的预防和解决措施。10 kV电力配网工程系统运行的安全性，也是在设计方案中需要重点考虑的方面。电力能源在为社会和群众带来便利的同时，也存在较大的安全风险，系统设计中如果没有考虑到这些因素，电力配网的高压电等就易威胁到群众的生命财产安全。根据系统设计方案进行具体的图纸设计时，需要严格依据工程结构等数据。工程设计方案与施工图纸完成后，需要经过电力系统专业人士的反复论证，对存在的不足进行完善和优化，保证10 kV电力配网工程系统的组织建设及运行质量。
2 10 kV电力配网工程系统结构
2.1 系统硬件结构
现代电力系统的技术发展取得了较大的成绩，尤其是在自动化和网络化发展过程中，电力配网工程也实现了全面自动化的目的。在10 kV电力配网工程系统中，能通过硬件设施与网络技术的结合，使系统运行效率和质量得到同步提升。当前电力配网工程中，系统结构中的硬件及网络设施主要分为三个部分，即电力配网的运行监控、工作管理及用电管理等。在电力配网系统中，上述三项主要工作内容是由不同的子系统实现的。现代化的电力配网要满足自动化工作要求，就需要依托于信息技术、网络技术等，对10 kV电力配网工程系统中所有的电力数据进行全面采集、传输和处理。电力配网中的系统结构设计，也要基于自动化模式，构建起全面覆盖的电力网络布局，利用电力配网主站和局域网络，在服务器技术支撑下，将10 kV电力配网工程系统的电力运行情况进行集中统一管理[2]。电力系统通过交换机来保证电力运行数据的通信，尤其是现代光纤技术大大提高了电力运行数据传输效率和传输稳定性，在不同局域系统结构共同工作运行中，既保证了10 kV电力配网运行能力，也优化了网络及硬件的配置方案，能够推进整体系统设计方案的完善。
2.2 系统软件结构
10 kV电力配网工程系统作为电力运行整体而言，其运行可靠性和稳定性对于更好地提升配网管理效果有着重要价值。在配网系统结构设计中，应关注系统处理和支持水平。现代化的10 kV电力配网工程系统覆盖广泛，这就需要其能提供高效的电力运行管理，保证电力配网工程系统在服务于大量用户时能够保证电力供应质量和效率。在电力系统结构中，仅仅依靠人力去完成监控和管理，是难以保证电力系统运行能力的[3]。现代的系统设计中融入了系统软件结构，而电力配網工程系统软件结构需要能兼容网络和计算机。在软件结构中，以完成电力配网运行为主要目标;在软件功能性和执行性方面，也要能符合现代电力系统的高性能电力支持。电力配网软件结构的设计上，需要构建起一个高效稳定的数据环境，通过程序编制来完成各项电力配网运行工作。此外，电力配网的软件系统还需要具有数据库功能模块，这个数据库能对电力配网系统中的所有电力数据进行存储和调用，能为电力系统管理人员提供全面、准确的工作支持。数据库是电力配网系统运行的核心，系统程序执行相应的管理指令时，可以将电力运行任务进行对象化的处理。软件系统作为重要的10 kV电力配网工程系统运行支持基础，需要能完成程序接口服务、信息查询服务、数据处理服务等[4]。电力配网系统的软件环境，也是由不同的分系统构成的，除数据库系统外，还有管理系统。因此，在10 kV电力配网工程系统设计中，设计人员要全面掌握不同的子系统环境，从而能使电力系统设计方案更加有效。
3 10 kV电力配网工程系统设计
3.1 电力配网系统设计原则
电力配网工程系统要服务于社会电力供需，就要保证电力配网的有效性。电力配网的设计原则要从电力规划、布局、主站等方面来综合考虑[5]。电力配网要遵循覆盖性原则，规划布局中需要掌握用电情况，建设合理的电力站点;还要科学规划电网线路，保证电力系统网络服务的效率和质量。
3.2 电力配网系统主体设计
在电力配网系统主体设计过程中，要考虑到系统不同功能执行的需要。为了提高系统执行效率，可以在设计方案中运用层次模式，使不同功能模块增强衔接性。电力配网运行中，系统要进行任务分工，可以根据模块任务类型搭建起基础层和应用层。基础层在整个电力配网系统中起到为其他功能模块服务的作用;应用层则有着明确系统任务的层面，如电力运行监控模块、电力指令执行模块等。电力配网设计时，要考虑未来技术升级及电力用户需求增加等情况，电力配网系统要具有良好的升级扩容性，并且能随时依据电力系统管理需要，增加、删除和修改相应的系统数据[6]。在系统设计时，要保证系统与外部的电力设备进行有效的交互，需要设计出可靠的电力系统网络结构。在现代10 kV电力配网工程系统运行中，由于承担的电力运行压力较大，一般在设计中会采用双电网模式，既能提高电力系统运行的效率，又能更好地保证系统运行稳定，避免了电网故障所造成的供电停止问题，这也是在电力配网系统设计中，设计人员需要深入研究的方面。
3.3 电力配网运行管理设计
在10 kV电力配网工程系统运行中，提高运行管理水平是重要的设计要求。配电网系统运行对不间断性有较大需求，任何系统运行故障都可能造成无法估计的损失。在配网系统的设计中，需要将系统运行安全与稳定作为核心目标来完成。配网系统的运行管理，包括对电力系统各种设备和线路的管理、电力传输情况的管理、用电情况的管理等多个方面[7]。为了保证运行的安全性和稳定性性，需要增加对电力配网系统运行每一个环节的管控。如电力系统一般是24 h不间断运行的，这对于电力设备和线路会造成较大磨损。以电力配网系统的绝缘系统为例，电力系统运行中，为了保证系统及相关人员的安全，需要使用绝缘系统来阻隔电压、电流。绝缘系统在长时间使用中，绝缘体会发生老化，影响绝缘性能。如果在电力配网系统运行中没有及时发现绝缘故障，将会造成电力危险的发生。在配网运行管理中，要提供有效的设计，发挥系统技术优势，强化运行管理能力。在配电系统设计中可以设置功能参数，利用系统的硬件和软件进行电力数据采集和分析，当电力系统线路中的电流和电压超出设置的参数范围时，系统就会进行自动警示，使系统管理人员能及时发现故障，并根据系统提醒快速找到故障点进行维修[8]。由于电力配网运行关系到社会生产和生活秩序，因此，要在设计中考虑大面积停电问题。在系统设计时，要设计出自动隔离故障区域的功能，一旦某个环节出现问题，电力系统能自动将这一区域与其他运行区域分开管理;当故障排除后，再自动恢复，从而保证电力系统运行的稳定性。
3.4 电力配网监控终端设计
10 kV电力配网工程系统设计中涉及的设备、线路等数量众多，如果仅仅依赖于人工检查，不仅难以满足现代电网系统的运行要求，而且也很难保证检查的质量和效果。在系统设计中，需要全面细致地掌握系统整体运行和构成，并结合电力配网系统的每个环节，做好监控设计。监控设计包括监控设备终端、监控系统、数据传递等方面。监控设备终端主要包括计算机、服务器、显示器等，监控设计中需要将终端与电力系统良好地兼容，从而保证终端设备可以顺利准确地获取电力运行数据。监控终端功能的发挥，还要通过程序指令来对获取的数据进行有效的分析和处理，找到数据中出现的偏差。监控终端要对采集到的数据进行记录，提炼的不符合正常状态的数据，并通过计算机展示给系统运行的监控人员。电力配电监控设计中，主要对系统运行的电压、电流、功率、电源等数据进行采集。采集到的数据精确度要符合电力系统要求，从而能够根据数据得到可靠的运行情况[9]。在现代电力系统完善发展中，可以积极采用自动化技术方式，利用信息手段和通信传输手段，在兼容的电力监控体系中，全面构建起实时监控和传输模式。为了更好地呈现电力系统运行状况，还可以利用信息建模技术，将抽象的电力数据转化为直观的系统构造影像，通过模拟电力系统的整体情况，使监控管理人员可以更好地把握系统的运行状态，并能对系统运行中可能存在的风险采取预防措施。
4 结语
10 kV电力配网工程系统发挥着重要的社会作用，能为人们的生产和生活提供必要的电力能源供应。电力配网工程系统的设计，需要以配电运行实际情况为基础，通过科学合理的设计方案，提高配电网系统的运行能力。在配网系统设计中，要充分考虑电力系统运行故障所造成的危害和影响，从而强化设计的有效性。现代电力系统中，积极运用先进的技术和设备，对电力系统整体的运行进行全面管理和监控，从而不断优化和完善电力服务功能，为社会稳步发展和群众生活质量提高做出贡献。
参考文献：
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[3]兰征.模块化电力电子变压器及其在微电网控制中的应用研究[D].长沙：湖南大學，2017.
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[9]梁翔.10 kV/400 V电子电力变压器电磁暂态建模与仿真[D].武汉：华中科技大学，2015.
作者：林优
总体需求
变电站智能图像监控系统的功能，主要体现在以下几个方面：
1、通过图像监控、安防(防盗)系统、消防系统、保护无人值守或少人值守变电站人员和设备的安全。
2、通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作。
3、通过图像监控、灯光联动、环境监控监视现场设备的运行状况，起到预警和保护的作用。
4、配合其他系统(如变电站综合自动化系统等)的工作。
用户主要需求规范
1、监控对象
(1)变电站厂区内环境。
(2)主变压器外观及中性点接地刀。
(3)对变电站内的全部户外断路器、隔离开关和接地刀闸的合分状态给出特写画面。
(4)对变电站内各主要设备间的监视(包括大门、控制室、继保室、通信室、高压室、电容器室、电抗器室、低压交流室等)。
2、系统功能
(1)监视和录像功能
利用安装在监视目标区域的摄像机对生产设备和环境进行监控和录像，并将被监视目标的动态图像传输到监控中心，监控中心可将控制信号发送到设在变电站的监控主机，实现各种控制。
监控中心、变电站运行维护人员通过业务台或监控主机对变电站监控范围的目标区域中设备或现场进行监视，同时在业务台或监控主机上完成对变电站摄像机的控制(左右、上下、远近景、调焦等)，画面切换的控制和录像控制。
监控中心可通过系统的浏览功能查看监控中心或远程变电站的录像或图片。
(2)报警功能
报警类别：消防报警、防盗报警、动态检测
系统实现告警录像，同时传送报警信息和相关图像至监控中心，并自动在地理区域图上或相关表格进行提示，显示报警的内容和具体位置。
系统告警时能联动相关设备，如灯光、警笛等。
当发生报警时，能把报警信息发送到指定的移动电话上。
(3)控制功能
被授权的网上任一操作人员能对任一摄像点进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整，进行云台的预置和控制。
应保证控制唯一性，当某个操作人员对设备进行控制时，其它同级操作人员则不能控制。
遥视警戒系统设计原则
系统充分体现了先进性、智能性、高性价比原则。
(1)可扩展性
为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的接口以便系统扩充之用。系统中控制部件(软、硬件)采用模块式结构、模组式交换矩阵、内部总线化等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。
灵活的组网方式，方便被监控变电站的增加。
几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统，可按多级(至少三级)组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。
(2)开放性
整个系统是一个开放系统，兼容性强，能与现有电力MIS网和其他监控系统(如变电站自动化系统)互融，提供完整的维护业务平台。
(3)灵活性
◆系统可以很方便进行软件升级，保证用户投资;
◆可调节图像质量与带宽占用，系统采用软件编解码，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等;
◆多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面多种浏览方式;
◆系统支持基于浏览器技术的网络浏览功能，可以方便灵活的使用。
(4)先进性
采用国际最新的MPEG-1图像压缩处理技术，图像清晰，画面质量高，占用带宽小，实时性强。
(5)实时性
视频延时小于0.5S。
(6)可靠性
◆具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅;
◆实行操作权限管理，保证统一、规范管理：
◆系统具有自诊断功能：
◆系统具备防雷和抗强电干扰能力，可适应变电站中强电磁工作环境;
◆系统的平均无故障工作时间MTBF>50000小时。
(7)完善性
◆具有强大的数据和告警的采控和处理功能;
当发生报警时，能把报警信息以短消息形式发送到指定移动电话上：
与数据监控系统的无缝结合，实现告警时灯光、警笛联动并录像;
◆功能完善的录像管理体系。系统可选用手动、告警、定时录像三种录像方式：提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽;
◆系统具备完善的控制功能：
系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作。
被授权的网上任一操作人员可对任一摄像点进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整。进行云台的预置和控制。
◆有专为电力系统监控设计的红外测温和门禁管理功能接口。
(8)良好的硬件平台
系统硬件平台为机架式设计，实现高度一体化、高度工程化，便于施工、安装、调试。
(9)良好的软件平台
系统的软件操作简便、模块化结构，能应用于Windows等操作系统。
系统特色与技术手段
1、系统特色
(1)整个系统是一个开放系统，兼容性强，能与现有电力MIS网和其他监控系统互融，提供完整的维护业务平台。
(2)可多级灵活组网、任意组合。
(3)采用国际最新的MPEG-1图像压缩处理技术，图像清晰，画面质量高，占用带宽小，实时性强。
(4)具有设计独到的视频流量管理功能和功能完善的录像管理体系。
(5)具有强大的数据和告警的采控和处理功能。
(6)系统稳定性高，体积小，便于安装。是高度工程化的产品。
(7)有专为电力系统监控设计的红外测温和门禁管理功能接口。
(8)系统具有很强的安全性，适合电力系统的要求。
(9)系统支持基于浏览器技术的网络浏览功能，可以方便的使用。
(10)系统设备先进，五年内不会因技术陈旧造成整个系统性能不高和过早淘汰。
2、主要技术手段
(1)流媒体管理技术
对于一个基于TCP/IP网络的图像传输系统，如果仅仅满足于图像能在网络上传输，那是远远不够的。由于视频源众多，情况各异，图像监控所需的视频传输数据往往会彼此或和其他系统争用带宽。若只有一、二个视频源，情况尚可忍受;若视频源超过一定数目，需要调看图像的用户又多的话，局面就会混乱不
堪。其后果就是图像质量下降，延迟、停滞，甚至造成系统瘫痪。无疑这是用户所不能接受的。
变电站遥视警戒系统采用强大的流媒体软件技术专门设计了适合变电站遥视警戒系统所使用的视频服务器软件。它的主要作用是根据网络带宽、流量和用户的请求合理地分配各个视频流数据的传输，并可以依据用户网络的实际情况采取网络多播技术以降低多个用户请求同一视频流数据时的网络流量。从而保证了图像质量，有效降低了在多用户并发操作下的图像延迟和带宽占用。同时也保证了高级别用户可以及时有效地获取所需信息。并且使变电站遥视警戒系统的采用不会影响在同一网络上用户其他系统的正常运行。
(2)数据采控技术
包括所有模拟信号、开关信号、电压电流的采集及设备远程控制等，相对来说，这是遥测遥控系统中比较成熟的技术。AnyShow变电站遥视警戒系统的数据采控模块系统稳定，准确性高。通过网络视频服务器的485总线方式，可以很方便接入各种数据采集设备。本方案采用我公司开发生产的一体化数据采集平台，具有数字输入量，模拟输入量和数字控制量的平滑接入能力，用于采集红外、门禁等告警数据，准确率高，反应时间短，是一款高性能的数据采控产品。
(3)数据传输技术
TCP/IP网络协议是目前最流行也是最稳定的网络协议。变电站遥视警戒系统在TCP/IP网络协议之上开发了专用通讯层，针对图像数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占用率。同时设计了专用文件传输协议，用于录像文件的传输。该通讯层支持多种TCP/IP协议的传输，包括TCP、UDP、多播等。
(4)数据存储、处理、分析技术
为了对告警数据进行分析处理，变电站遥视警戒系统使用了Microsoft公司的SQL Server数据库系统。并成功地实现了数据库的分布存储和访问，有效地降低了系统负担，大大提高了系统的稳定性。同时，系统支持对数据的多种查询和分析方式。
同时系统提供了各类数据库。主要有告警数据库、历史统计值数据库、实时曲线数据库、系统事件数据库。从而为整体数据的存储、处理及分析提供了强有力的依据。
系统结构组成与系统组网方式
1、系统结构组成
(1)前端变电站数量
电力变电站遥视警戒系统不限定前端变电站/所的数量，但前端变电站/所的数量会影响整个系统的性能。变电站遥视警戒系统在前端变电站/所少于等于32个时系统性能最佳。在前端变电站/所少于等于64个时，系统性能基本不受影响。当前端变电站/所数量大于64个时，通常的做法是将这些变电站/所拆分成若干个分控中心(每个分控中心的前端变电站/所数量小于64个)。在这些分控中心之上再建立一个监控中心，从而组成一个树型网络结构。监控中心主要完成一些对分控中心的管理(包括非实时管理，如报表、统计等和实时管理即接管)。
(2)传输信道选择
目前，对于变电站遥视警戒系统通常有以下几种传输方式：
◆以太网传输方式
以太网传输方式要求各变电站(所)的光纤或微波设备提供以太网接口，以便于变电站(所)的图像、声音及数据经监控主机通过以太网接口上传至监控中心。或者要求变电站(所)已经和监控中心通过局域网相连。变电站(所)的图像、声音及数据经监控主机通过以太网经过各级路由器、交换机或HUB上传至监控中心。
◆2M以太传输方式
2M以太传输方式要求各变电站(所)的光纤设备提供2M接口，以便于变电站(所)的图像、声音及数据经监控主机通过2M以太网桥上传至监控中心;监控中心通过2M以太网桥将各变电站(所)的上传的图像、声音及数据汇集到中心网络交换器上与局域网上其他机器连接，供其进行处理。
◆2M模拟传输方式
2M模拟传输方式要求各变电站(所)的光纤设备提供2M接口，以便于变电站(所)的图像、及数据经2M图像编码器上传至监控中心;监控中心经2M图像解码器将各变电站(所)的图像解码到模拟监视器或电视墙上，或经过二次编码接入中心以太网。同时将各个变电站(所)的数据汇集以便集中管理。
(3)系统整体组网结构
变电站遥视警戒系统可按行政区域划分，采用星形拓扑三级组网结构，如图1所示：
如图2所示，在无人值守的变电站一级建立视频和环境监控体系，将多个变电站的视频和数据信息通过通讯网络上传到分控中心。多个分控中心本着负荷分担的原则，对所属各变电站信息进行分析处理，进行相应的显示、录像和控制，同时可以通过电力系统提供的通讯网络把数据上传到监控中心。监控中心根据需要选择观察前端变电站的信息，并为省一级的控制中心预留通讯接口，可以随时将信息上报，供统计分析之用。
如前端变电站数量所叙，当前端变电站数量n大于64时，为了系统的整体性能稳定，我们需要建立分控中心;分控中心只需增加相应的业务台即可。
从实际的应用来看，如果所属变电站数目不多，分控中心和监控控中心不需要单独设置。也可以根据实际的需要和行政划分不设立分控中心，而以监控中心取代分控中心的作用。
2、系统组网方式
(1)变电站前端组网设计
◆前端变电站组成描述：
组成：2M一以太网桥、网络视频服务器、多路视频矩阵切换器、一体化数据采集平台及各种传感器。在门卫、围墙四周合理设置报警装置，在一些重要的设备区及场所设备摄像点，达到监控无盲区。
视频：前端视频信号由多路视频矩阵切换器接入，经网络视频服务器数字化处理后，通过网桥上传至监控中心，
数据：一体化采集平台主要用于前端告警量的接入，并经网络视频服务器提供的透明串口上传到监控中心。
(2) 监控中心组网设计
◆监控中心组成描述
中心设备：2M一以太网桥、以太交换机、视频接入服务器、业务台、打印机等。
流程：中心通过2M-以太网桥接入前端采集信号，同时进入中心以太交换机，中心通过以太网分挂接入服务器、业务台等，业务台可实现采集信号的处理分析：视频信号可进行录像及检索，如果接受到前端传感器发生报警信号，可对前端进行控制，包括控制云台转动到相应报警地点，控制灯光照明及拉响警笛;另外可通过软件预置，当发生报警时，可自动拨号到指定移动电话或发送短消息。
视频接入服务器可对重要视频信号备份，并通过以太网络上
传到上级浏览台，可供上级部门进行进行查询。上级部门可随时通过视频接入服务器调用当前视频图象。
监控中心功能
完成远程变电站图像的接收、转发、实时监控、数字存贮、远程控制、报警、监控管理等功能，能够与前端监控工作站进行点对点对讲和一点对多点广播。
1、监控中心的设置
◆监控中心的选择除应考虑地理条件、场地和行政业务管辖的因素外，应与各被监控的变电站有适宜的可利用的通信通道资源。与上级管理部门有局域网或2M以上可利用的通信通道资源。监控中心允许的被监控变电站数目不低于64个。
◆监控中心采用通用台式计算机，推荐计算机硬件配置P4 1.2G以上，内存512M以上，32M以上显存，80G以上硬盘。WIN98或WIN2000操作系统，10M/100M自适应网卡。
◆监控中心显示设备应采用15寸以上彩显，被监控变电站数目较多时可以采用背投或大屏。
◆监控中心通常由业务台、视频接入服务器和浏览台组成。其中视频接入服务器和浏览台为选配件。业务台为长期值班席位，负责处理图像和数据监控的日常工作。提供日常操作记录和定时交接班记录，在告警发生时，负责对告警进行处理，并进行告警记录。业务台还可以进行报表的查询和制作。
◆监控中心可以根据需要配置视频接入服务器和浏览台。其中视频接入服务器负责视频流量控制工作。浏览台与视频接入服务器和业务台处于同一局域网内，可以供自己和其他计算机采用WEB浏览方式，利用IE浏览器对所辖各变电站的图象数据信息进行浏览。
2、图像监控功能
◆监控中心的用户可以以单画面、多画面或画中画的方式对一个变电站或多个变电站的图像进行监看，并操作云台、镜头、视频切换器等图像设备;
◆监控中心的用户可以设置图像轮巡的方式并进行图像轮巡：
◆告警发生时监控中心业务台会把告警关联的画面自动调到计算机屏幕上;
◆系统支持告警录像、定时录像和手动录像三种方式;
◆系统的录像数据可以供用户检索查询和回放。录像文件为，AVI格式;
◆监控中心的用户可以设置告警录像和定时录像的条件;
◆监控中心的用户可以检索查询和调看录像资料;
◆系统采用文件传输协议进行录像文件的传输，防止外来入侵对文件系统的破坏和由于录像文件过大而带来的不稳定性。
3、数据监控功能
◆监控中心的用户可以对一个变电站或多个变电站的数据和告警进行监控，将异常情况写入数据库。并能对可以遥控的设备进行遥控，操作记录写入数据库;
◆告警发生时监控中心业务台根据外配设备可以以声、光，BP机、短消息等形式通知值班用户。并可以产生派工单、故障报表等。报警响应时间小于1秒;
◆系统能自动存储各种历史告警和统计数据，支持多种报表形式，提供用户事前预测和事后分析的手段。并支持将存储的数据转化为EXCEL报表，方便用户使用、打印输出。
4、其他功能
◆系统有用户管理机制和完善的用户权限管理功能。高级别的用户可以抢夺低级别的用户的控制权;
◆监控中心的用户可以方便地对系统配置进行查询和修改，并进行系统维护工作;
◆系统时钟同步。
作者：刘 磊
左迎红
上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801 1 概述
目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。
安科瑞的Acrel-2000型电力监控系统软件借助了计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。该电力监控系统可以为企业提供“监控一体化”的整体解决方案，主要包括实时历史数据库AcrSpace、工业自动化组态软件AcrControl、电力自动化软件AcrNetPower、“软”控制策略软件AcrStrategy、通信网关服务器AcrFieldComm、OPC产品、Web门户工具等，可以广泛地应用于企业信息化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统。 2 电力监控系统宜选电力监控仪表
电力监控仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大型公共建筑的电力监控需求而设计的。它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等，采用可视度高的LCD来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。电力监控仪表功能、型号繁多，价格也各不相同，因此，应合理选配，达到较佳的性价比。 3 电力监控表计的选型方案 1.中压
应用场合 进线保护
型号 M5-F M5-M
主要功能
LCD显示、线路保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、
SOE事件记录、通讯
LCD显示、电动机保护、测控一体化装置、故障录波、SOE
事件记录、通讯
LCD显示，备自投保护、测控一体化装置、故障录波、SOE
事件记录、通讯
LCD显示，补偿电容器的全面综合保护、测控一体化装置、
故障录波、SOE事件记录、通讯
LCD显示、配变电保护测控装置、测控一体化装置、故障录
波、SOE事件记录、通讯
LCD显示、变电站公用装置、测控一体化装置、故障录波、
SOE事件记录、通讯 电动机保护
备自投保护 M5-B 电容器保护
变压器保护
M5-C
M5-T 综合自动化保护 M5-X 1 PT柜 M4-U
LCD显示、两段PT供电切换，PT柜的全面综合保护、测控
一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯
一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、固定柜、手车柜、3~35kV中置柜、环网柜等多种开关柜
ASD200 分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能
一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、
ASD300 分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能、测所有电参量(含电能)
2.低压
适用场合
型号
主要功能
LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计;THDu，THDi、2-31次各次谐高压重要回路或低压进线柜
ACR330ELH
波分量;电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算;电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量;4DI+3DO(DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警);RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约 LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F);四象限电
ACR220EL
能计量、复费率电能统计、最大需量统计;4DI+2DO;RS48
5通讯接口、Modbus协议 低压联络柜、
出线柜
低压无功补偿柜
ARC-12/J
6-12路控制、过压保护、谐波保护、投切延时设定、12DI;
RS485通讯接口、Modbus协议
测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相(不平衡)、低压出线柜 (马达回路)
ARD系列
堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯
接口、Modbus协议
AMC16-1E9/K AMC16-3E3/K 低压出线柜 (照明回路)
9路单相(3路三相)I、U、P、Q、F测量;有功电能计量;
18DI+1DO、RS485通讯接口、Modbus协议
PZ48L-AI3
LCD显示，三相电流测量，倍率任意设置
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
目 录
1.项目的必要性 ............................................................. 2 2.产品概况 ................................................................. 3 3.产品优势分析 ............................................................. 4 4.主要内容 ................................................................. 5 4.1 监测方式和内容 ........................................................ 5 4.1.1监测方式 ....................................................... 5 4.1.2监测内容 ....................................................... 5 4.2 监测装置安装位置 ...................................................... 5 4.2.1安装原则 ....................................................... 5 4.2.2安装位置 ....................................................... 6 5.技术方案 ................................................................. 6 5.1 系统结构原理图 ........................................................ 6 5.2 监测系统组成及运行环境 ................................................ 7 5.2.1监测装置 ....................................................... 7 5.2.2系统软件 ....................................................... 8 5.3 主要技术参数.......................................................... 8 5.4 监测系统特点.......................................................... 8 5.4.1监测装置特点 ................................................... 8 5.4.2 综合分析软件系统特点 ........................................... 9 5.5 监测系统通信、供电和运行方式 ......................................... 10 5.5.1 通信方式 ...................................................... 10 5.5.2 供电方式 ...................................................... 10 5.5.3 运行方式 ...................................................... 10 6.项目意义 ................................................................ 11
地址：武汉市东湖新技术开发区大学园路18号领航园4号楼1单元6层 电话：027-87774437
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
1.项目的必要性
近年来，随着无线通信技术的飞速发展，铁塔越来越多的应用于通信和电力。2014年7月， 经国资委大力推动，在新一轮的大规模网络建设开始的时刻，中国“铁塔公司” 快速成立，同时，“铁塔公司”宣布将于2016年中期，完成向“通信基础服务公司”的转变，如此发展态势对通讯铁塔的安全运行及监测维护提出了更高标准的要求。
当下国内铁塔数量已经突破200万，目前仍在保持强劲的势头增长。这可能是全球各行各业中最庞大却又最难管理和维护的资产之一。例如，在自然环境和外界条件的作用下，地震、雷击、滑坡、恶劣气候、老化氧化、潜在的人为偷盗破坏等因素，都会给铁塔带来一定的安全隐患，铁塔地基容易发生滑移、倾斜、开裂等现象，从而引起导致铁塔变形、倾斜、甚至倒塔等。目前，传统的通信铁塔维护主要靠定期巡检、人为观测，这些是非常必要的安全防护手段。但上述手段存在一定主观性，某些参数人工实测困难，且不易及时发现问题，无法满足铁塔实时监测的需求。
为了消除铁塔安全隐患，避免出现倾斜、倒塌以及雷击损坏等危及通信安全的事件发生，需要采用先进的技术和设备对铁塔进行实时的安全监测，同时为铁塔的集中修理整治提供基础参考依据，具体分析如下：
1、 通过对雷击电流幅值、极性和雷击频度的监测，为防治雷击危害，尤其是二次感应雷的危害提供解决依据，尤其是与我公司“场控无晕避雷针”配合使用效果更佳;针对电力铁塔我们还增加工频闪络电力传感器，准确定位故障点。
2、 通过对杆塔三轴振动加速度的监测，对地震、台风、建筑机械碰撞等外力破坏提供准确的事件报警和严重性评估;
3、 通过双轴倾角监测，对雨水导致杆塔基础塌陷、外力导致杆塔倾斜做出早期的报警，为及时解决倒塔故障的发生争取时间
4、
5、 通过对环境温、湿度的监测，辅助判断设备故障的环境因素 通过无线通信和主站软件管理系统把数据信息集中汇总，通过大数据模型分析，给出设备故障的分析判断，提供大概率的解决问题的方法
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
2.产品概况
通讯及电力铁塔在线监测系统(以下简称铁塔监测)采用先进成熟的信号采集、控制网络通信等技术，结合光纤传感技术、电子测量技术、太阳能新能源技术、智能数据分析技术，对铁塔安全信息——如环境温湿度、双轴倾斜角度、雷击电流与频度、三轴振动加速度的实时监测并及时预警和报警。系统兼具智能化、云模式、高精度等多重优势。该监测系统既是专门为通讯企业和铁塔公司对小气候观测、流动气象观测哨、季节性生态监测等开发生产的多要素自动气象站，又能实时监测通讯铁塔的倾斜、雷击电流及振幅频率等情况，及时了解运行通讯铁塔的安全、可靠状况，根据监测数据发展趋势，对超标铁塔状况及时进行多种方式预报警，指导检修和维护，提醒运行维护人员加固地基，防止倒塔事故发生。
铁塔监测系统主要包括通讯铁塔在线监测装置和后台综合分析软件两部分，系统通过对通讯铁塔的各再种状态量进行测量和报告，将数据通过3G/GPRS/CDMA等通讯方式传送到后台综合分析软件系统进行分析和决策，准确反映出通讯铁塔当前的各种状态，使通讯系统管理人员把握通讯运行的实际情况，帮助其进行决策和安全评估,对防止通讯铁塔事故的发生具有重要意义。
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
3.产品优势分析
3.1 自动数据采集和测量，铁塔状态实时掌控
为实现无人值守，系统二十四小时无间断的采集被监测铁塔的运行状态，进行处理、存储和上报，并且可随时接收并响应监测中心的查询命令，通过监测模块对相应监测指标进行查询和向监测中心传送。
系统集无线通信、嵌入式系统、压缩、DSP等多种先进技术于一身，用户可以通过各种途径查看现场的实时照片，无论用户身处何方，都可以随时随地获取现场信息。
3.2 核心数据收集和分析，铁塔安全时刻保障
由于大风，地震等外力因素，近年来安全事故频发，系统监测铁塔的倾斜度变化，根据通信工程验收规范，考虑风荷载等外力的作用下，当铁塔的倾斜度超过预设门限值时，系统会立即产生报警信号。
监测铁塔塔基的不均匀沉降情况，当不均匀沉降值超过预设门限值时，系统会立即产生报警信号。
3.3 安全报警全过程覆盖，维护人员省时省心
作为维护的好帮手，系统采取分级报警的方式，及时在监测中心维护管理终端上发出分级报警信号，具有多地点、多事件的并发报警功能。在维护终端界面固定区域明显标示出报警信息，以声光报警的方式提示值班人员。同时可根据铁塔的运行情况及相关监测数据，综合历史监测数据，分析出铁塔的健康状态并准确的判断对通信的影响及危害程度，为运用维护提供预警信息。 3.4 数据云端建模和分析，铁塔系统智慧管理
作为智慧城市的组成部分，系统具有根据报警时间、报警地点、报警类型、报警等级等对历史数据进行多条件查询、统计分析的功能。可按照单个铁塔、多个铁塔等多种组合方式生成监测数据的日、月、年统计报表和变化曲线。
监测设备可以通过授权用户进行远程控制、管理、维护，无需人员到基站进行现场设置，节约时间和运输成本。且配置方法简单，无须记忆复杂的操作方法或指令。铁塔安全监测系统建立在3G/GPRS/CDMA无线通信平台上，监测设备具备在恶劣环境(狂风、暴雨、冰雪)下持续正常工作的能力，整机可长时间连续工作(≥10000小时)，比传统有线监控成本造价低，技术更先进，且技术延续 4
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
性和升级性更强。
3.5 绿色资源节能和环保，铁塔资源高效利用
为共建绿色城市，系统采用太阳能电池供电的方式。配置的太阳能板在天气晴好的时候存储电量，可以保证即使在阴雨天气也能为系统提供足够的电能，节能高效，可持续性好。
3.6铁塔监测系统具有体积小、精度高、安装方便、功能完备等优势，可对铁塔进行全天候实时的安全监测，可有效地保障铁塔安全，提高通信铁塔资产的信息化管理水平。
4.主要内容
4.1 监测方式和内容 4.1.1监测方式
铁塔监测装置安装在铁塔的立柱上，保证与其它监测仪的监测点处于同一现场，实现对通讯铁塔运行状态的实时在线监测、预警与分析决策。 4.1.2监测内容
环境温湿度、双轴倾斜角度、雷击电流与频度、三轴振动加速度的实时监测。
4.2 监测装置安装位置 4.2.1安装原则
(1) 选择的安装位置及装置外观结构应不影响正常的通讯铁塔检修维护工作。 (2) 装置的安装应整齐、牢固，有必要的防护措施和防锈处理。 (3) 传感器和数据集中器装置用专用电缆连接，避免干扰。 (4) 塔上安装点方便监测单元的固定和整体角度调整。
(5) 安装时，采用标准角度测量工具对装置安装角度进行预调整。 (6) 传感器在防雷设施的有效保护范围内。 (7) 装置的机壳通过铁塔接地。 4.2.2安装位置
安装在铁塔的立柱上。
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
铁塔在线监测系统安装位置示意图
5.技术方案
5.1 系统结构原理图
整个系统由铁塔在线监测装置和后台综合分析软件系统组成，详见下图：
(1) 通讯铁塔在线监测装置
通讯铁塔在线监测装置安装在铁塔横担上，由温度和湿度采集单元、倾斜探测单元、雷击电流监测单元、振动监测单元、数据集中器，以及电源组成。温度、湿度、倾斜探测、雷击监测、振动监测采集单元连接电缆直接与数据集中器相连，采集到的数据先传输到数据集中器，数据集中器再将汇总来的综合数据通过无线 6
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
通信网络或远距离无线通信接口传输到后台的综合分析软件系统。
(2) 综合分析软件系统由数据通信模块，数据处理服务器，客户端，不间断电源，以及综合分析软件组成。
综合分析软件可以统一接收来自铁塔监测装置的数据，统一显示、统一分析和管理，可以查询、统计历史数据，生成报表，作出决策辅助分析。系统能与其它MIS系统进行接口，共享数据。
5.2 监测系统组成及运行环境 5.2.1监测装置 ◆硬件组成：
(1) 温、湿度传感器：一套; (2) 倾角传感器：一套; (3) 振动传感器：一套;
(4) 雷击传感器(电力杆塔包括工频闪络电流)：一套; (5) 数据转换模块：一套;
(6) 电源系统：太阳能板、充电控制器、电池; (7) 子站通信系统：无线数据传输模块和手机卡;
(8) 主机箱;
(9) 前端设备数据通讯连接电缆、接头及屏蔽; (10) 前端设备配套安装固定夹具; ◆运行环境：
环境温度：-25°C ~ +45°C
工作温度：-40°C ~ +85°C
相对湿度：5%RH ~ 100%RH 大气压力：550hPa ~ 1060hPa
5.2.2系统软件 ◆硬件配置：
服务器(主机能存储10年以上监测数据)，数据通信模块，客户机，不间断电源;
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
◆软件配置：
服务器操作系统Windows Server 2000;
数据库管理系统SQL Server 2000;
客户端操作系统Windows XP / Windows2005等，IE浏览器;
综合分析软件。 5.3 主要技术参数
◆监测数据量：环境温度、湿度、铁塔双轴倾角、雷击电流(电力杆塔包括工频闪络电流)、振动幅度、三轴振动加速度;
◆温度测量范围：-40℃～+120℃ ; 温度测量精度：±0.2℃; ◆湿度测量范围：0%RH～100%RH ; 湿度测量精度：±2%RH; ◆倾斜探测单元角度范围：-90°～+90°;测量灵敏度：±0.01°; ◆振动加速度测量范围：±2g;测量灵敏度：±0.05g;响应频率:0-100Hz ◆太阳能电池功率：20W;
◆监测单元运行环境温度：-40℃～+85℃; ◆监测单元运行环境湿度：不大于99%; ◆监测单元防护等级：IP65; ◆蓄电池使用寿命：5年以上; ◆太阳能电池板使用寿命：10年以上; ◆软件系统：终身免费升级。
5.4 监测系统特点 5.4.1监测装置特点
(1) 抗干扰：防电磁、防水、防雷击，确保系统运行稳定可靠; (2) 测量精度高：高精度、高分辨率、高可靠性数字倾斜传感器; (3) 具有数据采集、测量和通信功能，通过通信网络将测量结果传输到后端综合分析软件系统; (4) 加电自启动功能; (5) 具有在线自诊断功能;
(6) 设备采用休眠、待机、定时传输相结合的低功耗模式设计，测量精度高; (7) 数据采集前端采用多层屏蔽、抗干扰、抗雷击技术、确保系统运行稳定 8
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
可靠;
(8) 时间同步功能，能接收综合分析软件系统的对时命令，每天对时一次，误差不大于5s;
(9) 数据暂存功能，可以在通讯异常时能存储30天以上的数据; (10) 整体结构设计，安装方便快捷，安装后不会对铁塔后期运行维护造成安全隐患;
(11) 具有适当的接口，供本地调试;
(12) 具有对大气温度、环境湿度、铁塔双轴倾角、雷击电流和频度、三轴振动加速度等进行数据采集、测量和通信功能，通过通信网络将测量结果传输到后端综合分析软件系统;
(13) 装置主机采用太阳能加蓄电池或市电供电的模式，铁塔倾斜角度采集单元采用太阳能加锂电池供电模式，在持续阴雨条件下，装置主机能够正常工作至少30天，铁塔倾斜角度采集单元能够正常工作至少1年以上;
5.4.2 综合分析软件系统特点
(1) 能定时自动接收数据采集单元的数据;
(2) 具有远程设置采集方式(自控方式或受控方式)、自动采集时间的功能; (3) 后台软件根据用户需求，系统运行参数、报警参数、数据采集密度等可以远程设置;
(4) 能向数据采集单元发送对时命令;
(5) 能远程修改数据采集单元的IP地址和端口号;
(6) 对监测的数据进行统计、分析和输出，以数字列表、曲线和图表的形式显示相关参数;能对历史数据进行查询、分析，自动生成报表;
(7) 具备报警提示功能;
(8) 可以从其它MIS系统进行接口; (9) 可终身免费升级;
(10) 采用智能化大范围远程分布式数据实时监测在线传输方式，不受距离限制，系统组网方便，并提供监测中心多级管理功能，实现在不同位置同时对多个监测点数据的监控。
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
5.5 监测系统通信、供电和运行方式 5.5.1 通信方式
铁塔监测装置采用3G/GPRS/CDMA通信方式传输数据。
5.5.2 供电方式
(1) 设备采用太阳能加蓄电池或市电供电的模式，在持续阴雨、无光照情况下，设备能正常工作30天以上;
(2) 太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池板。
(3) 设备能够远程实时采集电池电压数据，在后台能够实时了解现场设备电源供应情况;
(4) 供电管理模块应具有低电压保护功能; (5) 采用免维护蓄电池，蓄电池使用寿命大于5年。
5.5.3 运行方式
系统可采用自动采集方式或者受控采集方式。
自动采集方式，是它根据预先设定报警工作模式进行现场数据采集，然后自动将采集数据上传到后台服务器上，客户端可以连接上服务器下载监测数据;
受控采集方式，是远程数据采集终端一直等待客户端发送采集监测数据的命令或者其它控制命令，只有接收到控制命令，它才会进行相应的动作，这种模式可用于客户即时获取现场监测数据和实时设置工作状态。
6.项目意义
电力及通讯铁塔在线监测系统属于前沿技术，项目实施后，可从技术上保证铁塔通讯的安全运行，也极大地提升了铁塔通讯运行管理水平，为通讯铁塔的巡视及状态检修开辟一条新的思路，有着巨大的经济效益和社会效益。
随着无线通信技术的迅猛推进以及国家政策的积极响应，通讯铁塔在线监测 10
通讯及电力铁塔在线监测系统设计方案
系统处在逐步发展和升温阶段中，相信不久将会达到国内领先技术水平。
提高铁塔通讯运行和维护管理的自动化和信息化水平具有非常重要的社会意义和经济效益。
课
程
设
计(论文)
课程名称
电力系统分析
题目名称
电力系统短路计算
学生学部(系)
机械电气学部电气工程系
专业班级
电气工程及其自动化班
学
号
学生姓名
指导教师
2012年X
月X日
课程设计(论文)任务书
题目名称
电力系统短路计算
学生学部(系)
机械电气学部电气工程系
专业班级
电气工程及其自动化班
姓
名
学
号
一、课程设计（论文）的内容
1、掌握比较复杂的电网进行电力系统三相短路起始次暂态电流的计算，短路后指定时刻短路电流周期分量的计算。
2、给短路点处赋予平均额定电压及基准容量，求解等值网络数值并根据电力系统网络画出等值网络。
3、不对称短路时短路点故障相电流和非故障相电压的计算。
4、对称和不对称短路后任意支路故障电流和节点电压的计算。
5、书写课程设计说明书(电子版)，并打印纸质版上交。
二、课程设计（论文）的要求与数据
二、课程设计（论文）应完成的工作
1、按照规范的格式，独立完成课程设计说明书的撰写;
2、完成电力系统三相短路电流、对称短路电流、不对称短路电流的计算三相短路起始次暂态电流的计算，短路后指定时刻短路电流周期分量的计算。
3、完成计算的手算过程
4、运用计算机的计法。
四、课程设计（论文）进程安排
序号
设计(论文)各阶段内容
地点
起止日期
1
资料收集，完成电力系统三相短路电流计算
图书馆
2012.5.25-6.1
2
电力系统不对称短路电流计算
图书馆
6.2-6.3
3
课程设计说明书撰写
C8-323
6.12-6.18
4
课程设计上交
1-110
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]
科技创新报导[J].武昌:华中科技大学出版社,2010年第9期
[2]
何仰赞.电力系统分析题解[M].武汉:华中科技大学出版社2008.7
[3]
蒋春敏.电力系统结构与分析计算[M].北京:中国水利水电出版社,2011.2
[4]
戈东方.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社,1998.12
[5]
李梅兰、卢文鹏.
电力系统分析
[M]
北京:中国电力出版社,2010.12.
发出任务书日期：
2012
年
X
月
X
日
指导教师签名：
计划完成日期：
2012
年
X
月
X
日
教学单位责任人签章：
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。设计示例是通过两种不同的方法进行分析与计算三相短路故障的各参数，进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
一、基础资料
1.电力系统简单结构图
电力系统简单结构图如图1所示。
2.电力系统参数
如图1所示的系统中K(3)点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流和功率。
(1)发电机参数如下：
发电机G1：额定的有功功率110MW，额定电压=10.5kV;次暂态电抗标幺值=0.264，功率因数=0.85。
发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW;额定电压UN=10.5kV;次暂态电抗标幺值=0.130;额定功率因数=0.80。
(2)变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
变压器T1：型号SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，变压器额定容量10MV·A，一次电压110kV，短路损耗59kW，空载损耗16.5kW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=1.0。
变压器T2：型号SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，变压器额定容量31.5MV·A，一次电压110kV，短路损耗148kW，空载损耗38.5kW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.8。
变压器T3：型号SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，变压器额定容量16MV·A，一次电压110kV，短路损耗86kW，空载损耗23.5kW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.9。
(3)线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X0(1)=0.408Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b0(1)=2.79×10﹣6S/㎞。
对下标的说明
X0(1)=X单位长度(正序);X0(2)=X单位长度(负序)。
线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X0(1)=0.401Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b0(1)=2.85×10﹣6S/㎞。
线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X0(1)=0.394Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b0(1)=2.90×10﹣6S/㎞。
(4)负载L：容量为8+j6(MV·A)，负载的电抗标幺值为;电动机为2MW，起动系数为6.5，额定功率因数为0.86。
3.参数数据
设基准容量SB=100MV·A;基准电压UB=UavkV。
(1)SB的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取SB-100MV·A，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。
(2)UB的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV、6kV、10kV，而平均额定电压分别为115、6.3、10.5kV。平均电压Uav与线路额定电压相差5%的原则，故取UB=Uav。
(3)为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t等于初值(零)时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。
(4)为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值(满足产生最大短路电流的三个条件及时间=0.01s)。一般取冲击电流=××=2.55。
(5)为短路电流冲击系数，主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其范围为1≤≤2，高压网络一般冲击系数=1.8。
二、电抗标幺值定义
(1)发电机电抗标幺值
公式①
式中
——发电机电抗百分数，由发电机铭牌参数的;
——已设定的基准容量(基值功率)，;
——发电机的额定有功功率，MW
——发电机额定有功功率因数。
(2)负载电抗标幺值
公式②
式中
U——元件所在网络的电压标幺值;
——负载容量标幺值;
——负载无功功率标幺值。
(3)变压器电抗标幺值
公式③
变压器中主要指电抗，因其电抗，即可忽略，由变压器电抗有名值推出变压器电抗标幺值为
公式④
式中
%——变压器阻抗电压百分数;
——基准容量，MVA
、——变压器铭牌参数给定额定容量，MVA、额定电压，kV;
——基准电压取平均电压，kV。
(4)线路电抗标幺值
公式⑤
式中
——线路单位长度电抗;
——线路长度，km;
——基准容量，MVA;
——输电线路额定平均电压，基准电压，kV。
输电线路的等值电路中有四个参数，一般电抗，故0。由于不做特殊说明，故电导、电纳一般不计，故而只求电抗标幺值。
(5)电动机电抗标幺值(近似值)
cos
公式⑥
式中
——设定的基准容量，MVA;
——电动机额定的有功功率，MW;
cos——电动机额定有功功率因数。
三、短路次暂态电流（功率）标幺值计算
(1)短路次暂态电流标幺值()
(取)
(kA)
公式⑦基准容量;基准电压(kV)。
(2)冲击电流()的计算
(kA)
公式⑧
(3)短路容量的计算
()
公式⑨
四、各元件电抗标幺值
1.电力系统等值电路如图2
2.各元件电抗标幺值的计算
设基准容量;
基准电压。
(1)发电机电抗标幺值由公式①得
;
(2)变压器电抗值标幺值由公式③得
;;
(3)线路电抗标幺值由公式④得
;;
(4)负载电抗标幺值由公式②得
(5)电动机电抗标幺值由公式⑥得
3.等值简化电路图
(1)
等值电路简化过程如图2和图3所示。
(2)
考虑电动机的影响后，短路点的等值电抗为
五、三相短路电流及短路功率
短路次暂态电流标幺值
短路次暂态电流有名值
冲击电流
短路功率
六、Y矩阵形成于计算
计算机编程计算中，考虑了对地电容标幺值和变压器实际变比标幺值。
(1)
导纳矩阵等值电路如图4所示，节点数为⑥，电抗标幺值参考图2。
(2)导纳计算公式为：
公式⑩
式中
(3)变压器变比的定义
式中
变压器变比标幺值
(4)Y矩阵的形成。
对地电纳
Y=
短路点的电抗标幺值为
短路点次暂态短路电流为
短路点次暂态短路电流有名值为(kA)
短路点冲击电流为(kA)
短路点短路功率为(MVA)
两种算法的次暂态短路电流比较误差为ΔI=10.08-9.22=0.86(kA)
七、结论
1.解析法
短路点的电抗标幺值为
短路点的次暂态短路电流为
2.Y矩阵
短路点的电抗标幺值为
短路点的导纳标幺值为
短路点的次暂态短路电流为
3.优缺点
(1)解析法误差大，每一短路处需要逐一分析与计算。
(2)Y矩阵计算时考虑对地电容，变压器实际变比，则误差小;Y矩阵对角元素将各节点的等值短路电抗(阻抗)均求出;使分析其他点的短路故障提供了更容易更直观的参数值;Y矩阵程序通用性强等特点。
(3)两种分析与计算三相短路故障的各参数结果如图5
心
得
体
会
通过这次课程设计,我发现自己有很多不足的地方,如基础知识掌握不牢固,很多知识点都忘记了,计算速度慢及准确性低,分析问题能力不够全面等等。同时，在设计的过程中遇到很多问题，如怎样使用WORD的工具,计算公式输入，画图等。明白了有些东西看起来很简单，但一旦做起来却需要很多心思，要注意到很多细节问题。要做到能好好理解课本的内容，一定要认认真真做一次计算。因此，完成课程设计使我对课本的内容加深了理解。总体来说，这次的课程设计不单在专业基础方面反映了我的学习还要加倍努力，还在对一些软件的应用需要加强。
由于一开始找的网络是开路的，列不出导纳矩阵，所以再找了一个环形网络作补充。但对C语言编程的计算机计法有待探究，只是基本上明白程序过程，还不能明白的彻底。随着科技发展及计算机计法的方便，简单，我将认真学好这种方法，以便以后工作的需要。
总体而言，这次的课程设计对我们运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼实践能力的考察，使我们更清楚地知道不足之出，从而提高我们。
学生签名：
2012年X
月
X
日
教
师
评
语
年
月
日
成
绩
及
签
名
指导教师签名：
年
月
日
近年来，输电线路遭受外力破坏而引起的跳闸故障呈逐年上升的趋势，在输电线路保护区内吊车碰线、建房、植树、修路、挖沙取土、开山放炮、围堰挖塘、焚烧等违章违法行为屡禁不止，严重威胁到电网的安全稳定运行。为进一步加强电力设施保护工作，防止和减少输电线路外力破坏事件的发生，确保保证输电线路安全稳定运行，防止外力破坏事故的发生。
随着国民经济的高速发展，各行各业对电力的需求量越来越大，对供电部门提供电力供应的质量(稳定性、不间断性及伴随服务)要求也越来越高，因此远距离高压输电线路的电网运行的安全性显得尤为重要。
电力行业高压输电线路、塔基多数呈线状式分布，且很多地理位置处于人烟稀少的地方，平时无人或少人值守，巡线管理人员只是在固定的时间去进行设备维护工作。远距离高压输电线路所处的地理环境、气候条件比较恶劣，不仅要耐受恶劣气候的考验，还有就是很多不法分子对电力设施、电力电缆、高压铁塔等偷盗、破坏现象频频出现，造成巨大损失。
越来越多的电力公司开始重视高压输变电的安全问题，因为电力行业和人民的生活、生产息息相关，一旦电力设施遭遇破坏，就会造成大面积停电，其后果不堪设想。例如，08年初，南方大雪造成的电力系统大面积瘫痪，2003年美加“8.14”和2005年莫斯科“5.25”这几起大面积停电事故，均带来几十甚至上百亿的经济损失。随着电力企业的发展，高压输电线路维护部门对输电线路高效维护、统一管理、监控防盗方面的要求不断提高，急切的需要一套能提高其管理水平、工作效率并符合未来科技发展趋势的系统，来解决日常管理中出现的安全问题。为此，各超高压输电网局及电力公司一直在寻找有效的监测管理手段。
上述这些威胁，常常处在有线信号无法到达，专线微波又达不到距离的地点，而这种威胁又确实存在，有监控的实际需要，为此建议实施“高压输电线路3G无线视频监控系统”。系统的使用将使高压输电线路、塔基的监测建设成为“安全防范无漏洞、安全管理现代化、安全信息数字化”的综合型、高水平的安全防范系统。为提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。 1.1 设计原则
设备的先进性与成熟性： 为了保证系统的正常稳定的运行，本系统的建设应该采取目前已经在业界经过考验的、证明为成熟、可靠的技术和方案，并能够根据技术的发展平稳地向新的技术过渡; 先进性：
先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音、视像等多媒体应用，设计方案立足于先进技术，使系统的建设达到和具备国内先进水平和领先地位。
可靠性和可用性：
选用高可靠的产品和技术，充分考虑系统在程序运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全与可靠。
开放性和标准化：
系统必须符合国际上的公认有关标准，同时具有良好的开放性，以便和不同厂家的产品能够互操作和互连。网络协议采用符合ISO及其他标准，如：IEEE、ITUT、ANSI等制定的协议，采用遵从国际和国家标准的网络设备。
灵活性和兼容性：
选用符合国际发展潮流的国际标准的软件技术，以便系统有可靠性强、可扩展和可升级等特点，保证今后可迅速采用计算机网络发展出现的新技术，同时为现存不同的设备、工作站、服务器、和相应终端等设备提供入网和互连手段。
实用性和经济性：
从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的发展，选用先进的设备，进行最佳性能组合，利用有限的投资构造一个性能最佳的网络系统。
性能可扩展性和升级能力：
系统设计应具有良好的扩展性和升级能力，选用具有良好升级能力和扩展性的设备。在以后对该系统进行升级和扩展时，必须能保护现有投资。应支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用;
系统的灵活性：
系统的灵活性主要表现在软件配置与负载平衡等方面，整个系统可以通过软件快速简便地将用户或用户组从一个子系统转移到另一个子系统，可以跨越办公楼、学生宿舍、食堂、图书馆等任何一个相对独立的建筑群，而无需任何硬件的改变，以适应机构的变化。 良好的层次性结构和可伸缩性：
在大型智能系统的设计中，应该采用层次性的系统设计原则，这样既可以方便系统的管理和系统的设计，帮助进行系统自检查、错和诊断，也可使系统具备良好的可扩充性，能够随着系统的发而不断的进行扩充，以满足用户不断发展的需要。
高性能：
由于当前的应用对系统的功能、服务质量提出了越来越高的要求，因此，系统设备的选型和设计，必须采用经过实验测试的高性能的设备，并能够提供一定的服务质量的保证，让关键和重要的应用有充分的带宽和服务质量保证。
良好的安全性：
系统络应该有强大的安全性机制和方法，能够保护和隔离敏感性的信息和机密文件，能够完全保证内部的安全性。
易于管理：
系统设备必须支持常用的管理协议和标准，系统管理软件应该可以对系统进行全面的监测和管理、配置，并能够帮助管理员对整个系统及子系统故障进行诊断、排错和分析与规划。
合理性能价格比(P/C)：
方案应该有良好的性能价格比，在能够满足系统需求的条件下，尽量减少投资。 该系统基于杆塔及输电线路的全方位防护，是一种较为完善的输电线路防外力入侵监测和预警系统。利用红外激光、微波报警、声光报警、联动图像视频等手段全方位对杆塔的外力入侵进行监测，有效阻止外力对输电线路的破坏，做到防患于未然。
远控公司的3G无线视频监控系统是基于运营商的3G网络来传输视频信号，因为目前3G基站的覆盖电信的CDMA2000最广，所以，在无线设备的选择上，我们全部采用EVDO设备，采用中国电信的3G网络来传输，如果3G信号不好或者不到位的情况下，自动切换到2G(CDMA 1X)来传输，实现向下兼容。设备主要由以下三部分组成：
·视频的采集压缩模块
903210988 ·无线的数据传输模块
·中心的监控管理平台
系统结构简洁明了，扩展性好，能适应多变的监控要求。
目 录
一、需求分析 .................................................................................................................................... 1
二、设计原则 .................................................................................................................................... 2
三、设计依据 .................................................................................................................................... 3
四、设备选型 .................................................................................................................................... 3
1、矩阵主机 ...................................................................................................................................... 3
2、控制软件 ...................................................................................................................................... 5
3、云台、解码器 ............................................................................................................................... 6
4、摄像机.......................................................................................................................................... 6
5、网络分控计算机............................................................................................................................ 7
五、系统拓扑结构 ............................................................................................. 错误!未定义书签。
某市电力系统监控方案
一、需求分析
某市供电局共有几十个变电所，其中大部份变电所实行了无人值守，为了保证变电所的安全，同时，也为了提高服务质量、增强管理意识，对所有的变电所实行了监控。我们对变电所设计配置矩阵硬录集成系统，当地监控的同时实现远程监控。
所有的变电所都设计32路左右摄像头，分别安装在各个重要设备及机房内外。其中有些地方还装了解码器用来控制云台镜头，另外，设计报警地址发生器可以接入多路报警量及控制量，我们在重要的出入口和设备处安装了红外/微波双鉴报警器，在变电站四周围墙墙头设计安装红外对射报警器均接入报警地址发生器，在每个房间，安装了双鉴报警探测传感器，有些房间，通过联动装置，可以控制照明设备。解码器通过TD总线与监控主机相连，在某些设备的房间，还安装了监听器。
所有的变电所的监控主机通过供电局的内部网联接到市供电局监控中心，市供电局为每个变电所提供了2M的带宽，所以可以保证每个变电所可以切换上传1到4路音视频图像。
监控主机接受各种视频、音频及报警数据，在有人值守的变电所，可以通过切换操作在显示器上观看到每路视频的图像及报警。通过设置，可以进行录像、自动切换，对于室内摄像头，可以设置动态检测录像，即视频变化即产生录像，不变化不录像。对于无人值守的变电所，可以通过远程设置，实现同样的功能。 监控主机可以将报警信息和音视频录像保存在本地硬盘，当本地硬盘满时，可以设置自动清除过期的录像，同时，监控
主机还作为网络服务器，接受监控中心的数据和音视频请求。根据监控中心的请求，将视频和数据传送到指定的地点。
在网络监控中心，我们设立专门的计算机对各变电所进行监控，监控中心可以轮流对各变电所的视频及数据进行巡视，当变电所有报警发生时，变电所监控主机会主动将报警上传，报警信息将存入监控中心数据库，相对应的视频图像即自动切换到当前画面。同时，会有声音提示，工作人员进行判断，如果需要进行维护，则可以立即打印出派工单，并通知相关人员。 在供电局监控中心，除了网络监控主机，还可以在网络别的节点，如局长室对各变电所进行巡视，以了解变电所的情况。大大方便了管理。
二、设计原则
1、先进性、实用性、经济性及合法性
本系统设计时充分考虑设备和技术的先进性，系统采用先进技术，时整个系统达到先进性;所有集成设备均选购目前同类产品中先进的产品，保证几年内不落后、不被淘汰;在保证系统的先进性的同时还应考虑系统的实用性，即所选设备是成熟的系统，所有的功能都是实用的;并考虑系统的经济性，选择性能价格比高的产品。所有设备都是经国家有关部门批准生长和通过质量检测的产品。
2、良好的扩充性
考虑到工程的实际情况，在进行系统设计时，我们充分考虑了系统增容的可扩充性：系统设计均采用模块化结构，所有设备管理主机均可扩容，以后系统增容时，只需直接将管理设备与系统进行连接，不需对线路进行改造;系统主机均采用大容量产品，为将来的扩充保留充分的冗余空间和设备接口。
3、系统安全可靠性
凡设计到业主经济利益的系统，稳定可靠性是至关重要的。系统的产品涉及到经济利益，我们设计选型时作了慎重考虑，选用的设备都是经过大量用户使用并且相当成熟的产品。使系统具有更强的安全性和稳定性。
4、系统超前性
整个系统的先进性，取决于设计者是否具有超前意识，掌握这一行业的最新技术以及边缘科学在此领域的应用，同时必须了解和预见到今后几年社会发展对闭路监控及报警系统方面提出的要求。因此，不仅要求设计严密、布局合理，能与技术、新产品接轨，而且所选择的设备应在系统实施若干年后，亦能保持其功能完善、齐全，不至于落后。
5、系统的可操作性
设备齐全、功能完善、综合管理、便于维护、操作简便且易于掌握。系统的设计，要求在操作人员与设备
之间建立起友好的界面，使操作者无论对系统的设置还是日常运行，通过键盘进行简单的操作即可完成，即使对没有接触过此类设备的操作者，只需稍加培训，即能掌握一般操作。
6、系统的安全性
雷电发生时将产生强大的冲击电流，如果不采取有效防御措施，极容易造成被雷电击坏。对系统的防雷击方面，我们设计采取：所有设备额外供电，配备专用UPS电源，防止雷击发生时超高压强电流通过强电系统破坏弱电系统;所有设施保证良好接地，当强电流通过时可以分散电流，室外可安装避雷针。
三、设计依据
系统配置是根据业主提供的要求及国家或行业批准发布的相关产品/系统标准而设计的。 GBJ16-83《建筑电气设计技术规范》 GA/T 75-94《安全防范工程程序与要求》 GA/T 70-94《安全防范工程费用概算编制办法》 GA/T 70-94《安全防范系统通用图形符号》
GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》 GBJ232-82《电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ300-86《建筑安装工程质量检验评定统一标准》 GBJ57-83《建筑物防雷设计规范》
GBJ303-88《建筑电气安装工程质量检验评定标准》
HYD41-01-1999《电子工程建设概预算编制办法 电子设备安装工程费用定额》及《电子工程建设预算定额》
GA16796-97《安全防范报警设备安全要求和实验方法》
四、设备选型
根据用户对电视监控系统的具体要求，综合我公司以往所做工程的经验，特别郑重推荐使用以下电视监控系列产品。
1、矩阵主机
数码科技有限公司生产的TC-8632-8II型矩阵主机
系统支持32路音视频同步输入，8路音视频同步输出。
系统支持一级主控设备(可选主控键盘或主控计算机)，15级分控设备(可选分控键盘、分控计算机或红外分控等)。 系统可接入32路报警探测区。
主控设备全面享有对所有监控现场云台、镜头、快球、雨刷、灯光、电源的控制。
经授权后，分控设备可有限享有对某些监控现场云台、镜头、快球、雨刷、灯光、电源的控制。 矩阵主机与主、分控设备及解码器之间采用RS-485通讯方式，布线简单，扩展性强。 系统支持主控键盘或主控计算机两种主控设备，但同时只允许接入其中一种。
主控设备选用主控计算机时，可通过主控软件用鼠标实现快球的全功能控制，同时系统提供了软件锁定功能，视频满屏功能，并可附有电子地图、硬盘录像、语音控制、视频报警四大功能模块可供用户选配。主控软件具备普通切换和便捷控制等多种方便灵活的切换方式，并提供布/撤防状态、灯光、电源、雨刷、广播、自动等状态的任意多点组合控制和查询。 主分控键盘可通过摇杆控制快球或云台方向及编程参数选择，同时具备键盘锁定功能。 红外分控具备分控键盘的主要功能，操作更为灵活。
分控设备(分控键盘、分控计算机)均需授权，这种授权规定了键盘——监视器、键盘——摄像机、监视器——摄像机的访问权限。
系统支持万能切换功能，通过编程可设定监视器——摄像机的顺序切换权限及驻留时间，切换时音视频同步切换，每个监视器可存储多达120点的切换序列。
每路视频输出上都有字幕叠加，屏幕显示包括时间、日期、监视器编号、摄像机编号及8个任意标识字符，黑边框字幕保证光照变化时的字幕效果。系统提供可视化字幕调整方式，可在屏幕的任意位置叠加字幕信息。
报警方式可选并行报警或串行报警，各报警点输入可任选断路报警或短路报警方式，以防止人为破坏。
可手动、定时自动开关每个报警点的信号检测，各点布/撤防状态可在编程中查询。消警方式可选自动消警、延时消警和手动消警。
系统具备强大的报警联动功能，报警后报警点现场电源接通、灯光打开，主机蜂鸣器鸣响，报警开关启动。
报警后，报警点音视频信息将按照系统编程设定的参数在授权监视器上切换，视频上叠加“报警”提示字样，每个监视器可存储多达120点的报警切换序列。 报警记录查询。可查询最近256个报警点的报警时间。 开关机时间查询。可查询最近256次开关机的时间。
多级密码保护。系统启动、键盘锁定、报警布/撤防、调用预置景点均需输入密码。 工作温度： -10℃ - +55℃ 工作电压： AC220V/50Hz(±10%) 功耗： 20W 音频输入： 32路(两线制/三线制)
音频输出： 16路(750mV/600Ω) 频率响应： 150Hz ～ 15KHz 音频通道隔离度： >40dB 视频通道隔离度： >56dB 视频信噪比： >56dB 视频通道带宽： 15MHz(±3dB) 视频输入阻抗： 75Ω 1Vpp 视频输出阻抗： 75Ω 1Vpp 外形尺寸： 482mm*344mm*88mm(长*宽*高)
2、控制软件
系统采用矩阵硬录集成控制软件，应用于由的TC8632-8II矩阵和TC2808AV-M4硬录主机组成的多媒体监控系统，它将先进的多媒体技术利用在传统的监控系统中，不但大大简化了硬件设备和器材，而且使得处理和控制更加精确、可靠。同时它具备Windows环境下应用软件的诸多功能，可以方便的完成预置编程、录像、图像抓拍打印、电子地图、视频报警，远程监控的支持等多媒体功能。
支持网络和互联
分为服务器端计算机软件和网络分控端计算机软件两部分 界面友好，完全中文化，易于使用 按键图标会意化设计，操作简单直观 具有可管理性，存档、查询方便 周到的软件选项，满足用户的各种需求
字幕与影像分离。提高画面清晰度，并有多种字幕显示，随心所欲，尽如人意 兼容中西文Windows2000操作系统 分控计算机软件不限节点数，可随意配置 安装简单，硬盘占用量小，升级容易
采用多级电子密码进行系统操作，实现安全管理
编辑方便、发送快捷的汉字传送功能。汉字录入方便。字符传送快捷。汉字随时修改、随时发送，无次数限制。
图标会意化按键设计，功能明确，使用便捷，关键时刻不致手忙脚乱，不需专业培训即可操作。
工作状态指示明确，采用指示型按键，使按键状态一目了然。
将一些常用功能设置为按键(象编程、话筒、灯光以及雨刷等按键)，方便监控系统操作。 抓拍图像以通用格式存储，方便进一步处理和打印。 画面质量可调，并在下次启动系统时，保留此设置。 操作简单但功能强大的菜单选项。
通过选择“串口设置”菜单，完成串口、波特率等参数的设定。
通过选择“编程”键的选择，完成组切时间、字幕选择、分控设定、时间设定等参数的设定。 通过对“察看状态”菜单的选择，可快速完成对现场电源、灯光、自动扫描处于何种工作状态的察看。
实时多媒体报警。独具一格的报警联动模块，保证布防后警情发生时主控计算机监视器画面的及时切换，直至撤防。 可选配电子地图功能。 报警画面可存至计算机硬盘。
可实现报警资料的长期存储，便于查询。
3、云台、解码器
设计使用TC-2209A型室外全球解码器一体化云台和TC-2207A型室内全球解码器一体化云台。 全球云台, 内置解码器。
转动角度：水平：358°,垂直：0°~ 90° 转动速度：水平：12°/秒,垂直： 6°/秒 电 压： 24VAC 输入
4、摄像机
选用HONYWELL(GC-755A1型)摄像机。
像素：625电视线(PAL) 扫描系统：2:1隔行扫描 水平扫描频率：15.625KHz 垂直扫描频率：50KHz 图像传感器：1/4″彩色CCD高清晰数码摄像机 总像素：795(H)x596(V)470K
有效像素：752(H)x582(V)440K 信噪比：超过49dB 水平分辨率：480电视线 视频输出：1.0Vp-p，75Ω
镜头：20倍光学变倍(F1.6,f=3.9-85.8)自动变焦
数字放大比率：10倍 (总放大比率：220倍)，2~10倍可变 变倍速度：5秒
镜头观察角度：水平：47°(w)/3°(T) 最低照度：0.001Lux 同步方式：内方式 背光补偿：ON/OFF 彩色/黑白：ON/OFF 焦点模式：自动/手动 白平衡：自动/半自动 模糊控制：手动 锐化控制：手动
快门速度：1/50~1/10000sec 电源： DC12±0.5V 功耗：4.2W/350mA 尺寸：60mm×60.4mm×103mm 重量：345g
5、网络分控计算机
网络分控计算机采用配置： CPU：PIII 1G以上 内存：256M以上
显卡：Geforce显卡MX200以上 网卡：10M/100M PCI网卡
软件平台：Windows 2000 Professional
关键词：电力系统分析;潮流计算;matlab仿真
中图分类号：tm744 文献标识码：a 文章编号：1006-4311(2016)21-0185-03
0 引言
潮流计算是电力系统稳态运行中的基本计算方法中的一种计算方法，也是电力系统稳态运行中最重要的运算。潮流计算是保证电力系统安全、经济运行的根本。在新电网建设的初期规划中，有了潮流计算，可规划出电源的容量及其接入点，可计算出无功补偿的容量，选择合适的补偿方式，以满足在电网潮流的控制、调压、调相、调峰的交换要求。潮流计算可以选择电力系统的运行方式，便于定期对电力系统中的元件进行检修。
1 潮流计算的过程
1.1 原始资料
①系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。(图1)
②发电厂资料：
③变电所资料：
1)变电所
1、
2、
3、4低压母线的电压等级分别为：10kv，35kv，10kv，35kv。
3)每个变电所的功率因数均为cosφ=0.9。
④输电线路资料：
发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为0.17ω，单位长度的电抗为0.402ω，单位长度的电纳为2.78*10-6s。
1.2 基本要求
①对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。
②输入各支路数据，各节点数据，利用simulink搭建仿真模型等方法，进行在变电所的某一负荷情况下的潮流计算及仿真，并对计算结果进行分析。
③如果各母线电压不满足要求，进行电压的调整。(变电所低压母线电压10kv要求调整范围在9.5-10.5之间;电压35kv要求调整范围在35-36之间)。
④利用matlab软件，进行上述各种情况潮流的计算及仿真。
1.3 节点设置及分析
由上述系统图可知，该系统图为双端供电网络。将母线1，2设为节点1，10，将变电所
1、
2、
3、4的高低压侧分别设为节点
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、9。并且，将节点1设为平衡节点，将节点10设为pv节点，其余节点设为pq节点。
1.4 参数求取
将参数整理如表
1、表2所示。
1.5 进行潮流计算
图2为仿真模型图。
从潮流计算的结果可得到，系统的各个节点电压的标幺值可归纳为表3。
由matlab编程调节后，可得到表4的发电厂电压和变压器分接头电压得标幺值。
在得到了上述调节后的电压标幺值，对电机模型和变压器模型进行更改。表5为调节前后各节点的电压标幺值。
由题意可知，变电所低压母线电压10kv要求调整范围在9.5-10.5之间;电压35kv要求调整范围在35-36之间。因此我们可以看出，经过调节后，节点
3、
5、
7、9点电压已经满足了系统的要求。表6是电压调节前后对线路损耗进行分析的记录。
由表6的电压调节前后功率损耗对比，可以看出有功功率随着变压器分接头变比的增大而逐渐增大，使得变压器的低压侧的电压处于允许范围内，符合其要求。
表7为调节后的各支路电压首末端的功率整理表
表8为各节点功率s的标幺值。
1.6 对比
由上面的三种方法简单地比较，我们可以看出，在同一个电力系统中，用不同的方法进行潮流计算，所得到的结果是大致相同的。
2 结束语
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