数字闭路电视系统在日照电厂二期中的应用

张苗苗

（国核电力规划设计研究院，北京 100094）

0 引言

闭路电视系统能为机组监控提供实时、直观的画面，真实反映现场设备、仪表的运行情况；还可以实现对恶劣环境区域的监视，并能提供历史分析资料，提高了现代化电厂的管理效率和自动化水平[1-2]。华能日照电厂二期扩建2台680 MW国产超临界燃煤机组（#3和#4机组），全厂闭路电视系统由合肥金星机电科技发展有限公司供货。

1 数字闭路电视的监控方式

全厂闭路电视监视系统178个监视点，共设6个监控站，分别为集中控制室（主监控站）、二期脱硫系统、化水控制室、干除灰控制室、保安室、输煤控制室（不在本文涉及范围内）。并预留2个完备的厂级监控站接口。对于厂级监控站，利用电厂MIS系统所配备的监视终端实现监视机组及厂区闭路电视监视系统的所有监视点。

2 数字闭路电视系统的组成

闭路电视监控系统由前端设备、中心控制设备、传输设备、电源设备等部分组成[3]。

2.1 前端设备

前端设备主要包括摄像机及镜头（电动变焦）、解码器、电动云台、摄像机防护罩、支架等。

本工程摄像头主要分为4种：

1）一体化高速球（含彩转黑变焦摄像机和一体化高速球形云台）。自动聚焦，手动优先；自动光圈，手动优先内置功能选单，摄像机、云台功能可设置；内置多协议解码器；便于安装，电气连接快而简便。一体化高速球采用美国动力盈科产品。

2）防爆一体化彩色高速摄像机（含彩转黑变焦摄像机）。将隔爆摄像仪、隔爆云台、隔爆解码器集成为一体。防爆云台采用盛和产品。云台、护罩的本体、外壳和支架等均为不锈钢。

3）一体化高速云台摄像机（含彩转黑变焦摄像机）。云台与护罩一体化连接，全馈通设计，无暴露电缆，云台护罩内集成一体化多协议解码器。室内外防护罩均选用铝合金防护罩，具有全密封、免维护的特点，可直接用水冲洗；室外安装的全天候防护罩有加热恒温器、风扇、雨刷器及其控制器。电动云台采用JEC J2320W产品。

4）固定枪型彩色摄像机（含彩转黑变焦摄像机）。采用松下一体化彩色自动转黑白摄像机，具有22倍光学变焦+10倍电子变焦镜头。

2.2 中心控制设备

中心控制设备主要包括数字主机、LCD显示器、操作切换设备等。

1）数字视频主机可实现图像信号的采集、数字存储、网络传输等功能。采用先进的H.264（MPEG-4/part10）视频压缩算法，监视画面实时、清晰，网络传输无严重延迟、滞后，画面无马赛克现象。视频图像的采集、显示、控制、存储和网络传输等各部分均采用数字方式。

2）对于集中控制室的主监控站，设置8台42 in LCD显示器和操作切换设备。#3机组、#4机组分别设1台42 in LCD显示器，用于显示#3、#4机组区域。公用系统设2台42 in LCD显示器，用于显示机组公用区域、辅助车间区域。另外每台单元机组配置2台42 in LCD显示器，分别用于显示炉膛火焰（包括等离子点火）和锅炉干排渣机大渣情况。对于干除灰区域、水处理区域、保安区域、二期脱硫区域监控站，分别采用1台21 in彩色LCD显示器和操作切换设备。

此外集控室配备3台终端客户机（只设键盘/鼠标，不设监视器），分别用于控制、调整#3机组、#4机组及公用系统闭路电视系统，布置在操作员操作台上。

工程师站配备1台（含工业主机）监视器，选用21 in液晶显示器（LCD），布置在工程师站上，用于系统组态、调试等，并作为集中管理终端。

2.3 传输设备

传输设备主要包括网络交换机、光纤、同轴电缆、控制线缆及电源线缆等。

主网络交换机和子网络交换机采用进口美国科动系列产品,主干网提供1台16个10/100 Mbit/s电口+6个100 Mbit/s+2个100 Mbit/s光口光纤网络交换机，分支网提供4台3个10/100 Mbit/s电口+2个100 Mbit/s光口光纤网络交换机。

所有信号传输应充分考虑图像远距离传输的衰减和抗干扰问题，本系统有50个监视点图像信号传输采用光纤传输，其他监视点采用视频平衡传输电缆保证图像品质。采用光纤传输的监视点主要分布在主变压器、高压厂变、启备变压器、柴油机室、升压站和辅助车间及保安系统。所用光端机采用博康（BOCOM）公司的产品，其中定焦监视点选用单路视频光端机，变焦监视点选用单路视频带反向信号光端机。

2.4 电源设备

就地设置电源分配接线盒，为每个摄像机提供电源。

3 监视区域的划分和具体监视数量

闭路电视系统主要是用来监视重要的现场区域和无人值守区域。本工程分为8个区域：#3机组区域、#4机组区域、2台机组公用区域、水处理区域、干除灰区域、输煤区域、脱硫系统区域和保安区域。

1）#3机组区域：启动循环泵区域（1台固定枪型）；炉底干排渣机区域（3台固定枪型）；炉顶集管联箱（1台一体化高速）；空气预热器区域（2台一体化高速）；引风机区域（2台一体化高速）；送风机区域（2台一体化高速）；一次风机区域（2台一体化高速）；磨煤机区域（3台防爆一体化高速）；燃烧器区域（12台防爆一体化高速）；给煤机区域（2台一体化高速）；锅炉安全阀区域（1台一体化高速）；汽轮发电机13.7 m平台（2台一体化高速）；汽轮机6.9 m平台（2台一体化高速）；汽机润滑油区域（2台防爆一体化高速）；发电机密封油区域（1台防爆一体化高速）；小机润滑油区域（1台防爆一体化高速）；电动给水泵（1台固定枪型）；汽动给水泵（2台一体化高速）；凝结水泵（1台一体化高速）；真空泵（1台一体化高速）；除氧器（1台一体化高速）；凝汽器（1台一体化高速）；高压加热器（1台一体化高速）；低压加热器（1台一体化高速）；辅汽联箱（1台一体化高速）；电子设备间（2台高速球机）。单元机组共51个监视点。

2）#4机组区域：同#3机组区域。

3）2台机组公用系统：集控室（1台高速球机）；电气保护室（2台一体化高速）；电缆夹层及母线区（4台一体化高速）；凝结水精处理（3台一体化高速）；6 kV配电间（2台一体化高速）；直流配电间（1台一体化高速）；蓄电池室（2台防爆一体化高速）；主变压器（2台一体化高速）；高压厂变（2台一体化高速）；启备变压器（1台一体化高速）；柴油机室（2台一体化高速）；升压站（4台高速球机）；烟囱（1台高速球机）；空调机房（2台一体化高速）；空压机房（2台一体化高速）。2台机组公用区域共31个监视点。

4）水处理区域：化学水处理（1台高速球机+3台一体化高速）；循环水泵房（3台一体化高速）；循环水处理（2台一体化高速）；工业废水处理（3台一体化高速）；综合水泵房（1台一体化高速）。共13个监视点。

5）除灰区域：干除灰（1台高速球机+5台一体化高速）；电除尘区域（4台一体化高速）。共10个监视点。

6）脱硫区域：输煤脱硫控制楼（10台一体化高速）；曝气池（1台一体化高速）；曝气风机房（1台一体化高速）；吸收塔区域（2台一体化高速）。共14个监视点。

7）输煤区域：不在本文范围内，主交换机预留与其的通信接口。

8）保安区域：厂大门，办公楼，物资仓库等共8台一体化高速摄像机。

其中，#3机组、#4机组、2台机组公用区域组成集控区域主网，其他区域各成子网。整个闭路电视系统的网络结构图如图1所示。

4 数字闭路电视系统的功能和优点

4.1 功能

1）用户权限管理。采用集中管理模式，统一管理设置参数、权限等。系统将多级用户分为系统管理员、系统操作员、一般用户。

2）显示功能。图像为中文界面；可实时显示活动图像；支持1，4，9，16组合画面显示；支持单画面、多画面轮巡显示（其轮巡组合可手动配置）；图像的饱和度、色度、亮度、灰度、对比度均可根据实际情况调整；可实时在线显示摄像机所在区域和硬盘剩余空间的功能。

3）录像功能。支持4种录像方式：定时、手动、报警联动、视频移动侦测；录像质量多级可调；支持录像文件按时间分割；支持多硬盘、线性录像和循环录像方式。

4）检索回放功能。提供多种录像文件检索和组合检索方式；支持录像回放；支持录像回放抓拍；可对录像文件进行快、慢放和回放抓拍，来对一些重要事件进行取证。

5）告警功能。具有故障报警功能；具有与保安监控联动功能并能提供告警声光提示。

6）控制功能。可以控制各类云台和高速球机，并可支持多路控制输出。

7）网络传输功能。采用数字化网络，支持TCP/IP协议；支持客户端同步播放单路或多路视频影像；系统网络提供ISDN，PSTN，DDN，SDN等多种传输方式。

8）其他功能。操作日志记录包括操作员、时间、内容等详细操作记录。

4.2 优点

1）强大的扩容能力。由于系统为分布式结构，在网络资源允许的情况下，可以通过增加其网络视频服务器的数量来扩充系统的容量。

2）电耗低，效率高。系统可以长时间连续运行，更充分的利用计算机网络技术，实现信息共享，提高管理水平和工作效率，节省大量的人力物力。

3）可靠性高。图像信息采集、处理以及数据的传输，前端设备的控制等，全部由系统主控设备实现，进一步提高了可靠性[4]。

4）系统设备采用模块化结构，便于故障排除和替换。

5）集成化管理。系统可以通过软件或硬件方式与其他智能化管理系统集成在一起，实现遥测遥控等智能化的功能。

6）通过在客户终端上安装客户端软件或直接通过IE浏览方式，就可实现对全厂图像的监控。

7）远程浏览。可通过广域网，通过IE进行图像的异地远程监控，也就是说在国内外任何地方都可以通过网络对现场的图像进行监控。

8）自动运行特性。具有网络中断后自动恢复功能，大大提高了系统可靠性。

5 小结

数字闭路电视系统现已被各火电厂广泛采用。在实际设计和应用中，应该充分考虑电厂的要求和需求，既要避免大而全的局面，又要满足电厂运行的需要[5-6]。设计者必须充分考虑监控对象的特点和周围的环境因素，尽最大努力使系统配置的性价比达到最高。

[1]华东六省一市电机工程（电力）学会.热工自动化[M].北京：中国电力出版社，2006：284-294.

[2]吕平洋，杨永悦.数字式闭路电视在电厂中的应用[J].新疆电力技术，2007（4）：72-74.

[3]唐林.工业电视监控系统应用探讨[J].天然气与石油，2007，25（6）：59-63.

[4]王斌，楼颖稚，张肖宁.视频监控的发展及在电力系统中的应用[J].电力系统通信，2004（11）：57-59.

[5]干昌祥，李志群.图像监控技术在变电站的应用[J].华东电力，2003（12）：51-53.

[6]高军.谈闭路电视监控系统的几点设计思想[J].工程设计CAD与智能建筑，2000（5）：45.