鄒仕華

(云南省能源投資集團有限公司，云南 昆明 650228)

色拉龍水電站的工業(yè)電視用于監(jiān)視水力發(fā)電過程及其環(huán)境的音像系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由攝像機、傳輸通道、控制器和監(jiān)視器組成，應(yīng)用在水力發(fā)電過程實時監(jiān)視[1](如大壩外貌[2]、引水狀態(tài)、尾水現(xiàn)狀、上下游水位、閘門啟閉狀態(tài)、水輪發(fā)電機組運行狀態(tài)、主廠房、副廠房和GIS樓各樓層基本狀態(tài)等的監(jiān)視)、安全和消防等方面。工業(yè)電視[3]是閉路電視，是有線電視，但隨著4G、5G、6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新和成熟，將來可以發(fā)展為無線網(wǎng)絡(luò)電視。工業(yè)電視用于對水力發(fā)電過程各環(huán)節(jié)的集中監(jiān)視，從而節(jié)省人力，提高工作效率。

1 工業(yè)電視系統(tǒng)的組成及引用標準

色拉龍水電站的工業(yè)電視系統(tǒng)包含在PC合同清單第18個單項工程即“機電設(shè)備采購及安裝工程”當中，投資占比該項的1%，份額雖小，但作用巨大，是現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新方向之一。其監(jiān)控的主要對象具體有：主廠房尾水廊道層、蝸殼層、水輪機層、發(fā)電機層，各機組的機墩進入門、水輪機機坑、發(fā)電機風罩，廠房集水井；油處理室、空壓機室、蓄電池室、二次設(shè)備室、通信設(shè)備室、配電裝置室、主變室、110 kV GIS室等主要機電設(shè)備室；壩區(qū)各閘門啟閉機室和工作閘門等重要監(jiān)視點；各主要建筑物的進/出通道，進廠大門等重要部位，共接入約30個監(jiān)視點。工業(yè)電視系統(tǒng)組成清單(見表1)。

表1 色拉龍水電站工業(yè)電視系統(tǒng)組成清單表

色拉龍水電站工業(yè)電視系統(tǒng)引用著中國國家標準和能源行業(yè)標準，比如《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》(GB50115—2009)、《水力發(fā)電廠工業(yè)電視系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(NB/T35002)、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50198—2011)等[4-5]。電視系統(tǒng)采用開放式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)(指網(wǎng)卡接口，連接ADSL的)，由前臺和后臺設(shè)備組成，通過以太網(wǎng)交換機連接各網(wǎng)絡(luò)攝像機、視頻存放服務(wù)器、圖像管路服務(wù)器、圖像監(jiān)控工作站、視頻解碼器等[6]。前端網(wǎng)絡(luò)攝像機通過區(qū)域交換機和后端主交換機與后端設(shè)備連接，后端各計算機設(shè)備通過主交換連接成網(wǎng)。同時，太網(wǎng)接口還與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進行通信，當接收到來自計算機監(jiān)控系統(tǒng)和消防監(jiān)控系統(tǒng)的報警信號時，應(yīng)能在工業(yè)電視系統(tǒng)中自動推出報警地點的圖像，供運行人員監(jiān)視，以便迅速采取相應(yīng)的處理對策，將損失控制在最小范圍。系統(tǒng)中的攝像、傳輸、控制和顯示等部件各司其職，功能強大。其中，攝像部分將景物與數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娨曅盘?，稱為工業(yè)電視攝像機。壩頂、壩后、主廠房、副廠房、GIS樓，尾水等部位安裝多個高清晰攝像頭，采集聲像數(shù)據(jù)實現(xiàn)電廠運行區(qū)域全范圍覆蓋，避免盲區(qū)。傳輸部分是將電視信號及控制信號傳輸?shù)奖O(jiān)視端，稱為電視傳輸通道。有電纜通道、超短波和微波通道?？刂撇糠挚刂浦麄€工業(yè)電視系統(tǒng)的工作，并對信號進行加工處理和切換，稱為工業(yè)電視控制器。顯示部分則將電視信號還原為圖像與數(shù)據(jù)信息，稱為工業(yè)電視監(jiān)視器。實際上也是一個專用電視接收機。

工業(yè)電視系統(tǒng)的組合方式有很多。有采用一臺攝像機，通過一個電纜通道，將電視信號傳到一個監(jiān)視器的方式，也有采用多個攝像機，將多個信號通過控制器的切換選擇，只用一個監(jiān)視器顯示的方式；還有采用一個攝像機與多臺監(jiān)視器組合，在不同地點顯示同種圖象信號的方式。采用何種組合方式，根據(jù)具體要求而定。色拉龍水電站的工業(yè)電視系統(tǒng)就是采用多個攝像機，將多個信號通過控制器的切換選擇，只用一個監(jiān)視器[7]集中顯示在中控室顯示屏上的方式。

2 工業(yè)電視系統(tǒng)的布置和分布

工業(yè)電視系統(tǒng)(見圖1)的終端顯示屏陳列在副廠房中央控制室內(nèi)，分區(qū)塊顯示。音頻信號和視頻信號同根同源，雙股線路傳輸，其中一股傳輸音頻，另一股傳遞視頻，音頻和視頻兩股信號同步，從監(jiān)測點出發(fā)，沿著暗線管道，傳遞到中控室的信息處理器顯示屏，呈現(xiàn)監(jiān)控點的音頻和視頻效果，實時傳遞同步信息。

監(jiān)控點分布52處，其中，大壩區(qū)域分布16個，主廠房、副廠房、GIS樓區(qū)域分布36個；槍機28個，球機24個，根據(jù)不同樓層物件的分散程度，合理選擇槍機或球機。從▽156 m的尾水廊道檢修層，到壩頂▽219.5 m，豎直方向63.5 m的跨度；從壩前至尾水順著水流方向約80 m的跨度，各階層、各區(qū)段的主要物件均在監(jiān)視范圍內(nèi)，比如，尾水層、蝸殼層、水輪機層、發(fā)電機層、儲油層、勵磁變壓器和廠用變壓器層、電纜橋架層、主變層、GIS層、中控室、辦公室、會議室、電氣主接線層(兩回線路π接115 kV線路層)，集水井、監(jiān)測廊道、交通廊道、進水口閘門、攔污柵清污抓斗、溢流道工作弧門和檢修閘門、壩頂泵房、液壓操作間，等等，都安裝了耐高溫、耐驟雨、耐強光、耐粉塵、耐撞擊、高清晰度的監(jiān)控攝像頭，24 h實時監(jiān)控并傳輸至中控室監(jiān)控顯示屏。

圖1 色拉龍水電站工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3 工業(yè)電視系統(tǒng)的安裝

按照技術(shù)文件、設(shè)計圖紙和規(guī)范之規(guī)定，安裝工業(yè)電視系統(tǒng)設(shè)備，敷設(shè)所有電纜和光纜[10]，接線電纜，熔接光纖等。

安裝過程主要涉及Φ33.7焊接鋼管的預(yù)埋，86×86接線盒的布設(shè)，各區(qū)域各階層監(jiān)視點攝像頭(槍機和球機)的安裝，布線，以及中控室內(nèi)顯示屏的安裝調(diào)試。

工業(yè)電視系統(tǒng)安裝過后進行現(xiàn)場試驗[11]，按照合同規(guī)定，現(xiàn)場試驗由廠家代表負責，PC合同施工方配合、監(jiān)理和業(yè)主參與，共同進行攝像機的單體調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試、聯(lián)動控制功能試驗、網(wǎng)絡(luò)功能試驗等?，F(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)形成的試驗報告，由參建各方逐項簽字確認，最終轉(zhuǎn)入投資運行團隊存檔(專門的資料驗收檔案室)，隨時提供后期各階段查詢參閱。

4 工業(yè)電視系統(tǒng)使用案例

隨著安裝的進程，色拉龍水電站工業(yè)電視系統(tǒng)的使用操作規(guī)程同期誕生，由參與安裝調(diào)試過程的運行維護技術(shù)管理人員編制成冊。[14]參考同類電廠的實操特性，并結(jié)合本廠機電設(shè)備的實際狀況，編制實操專用手冊，經(jīng)過上級公司審批之后，提供該電廠運行操作使用。

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)啟動及登錄

4.1.1 系統(tǒng)啟動和重啟

檢查上位機AC220V交流電源和UPS電源，按下上位機主電源、顯示器、打印機和操作員工作站主機電源的開關(guān)，系統(tǒng)自動啟動，直接進入監(jiān)控系統(tǒng)。當退出系統(tǒng)后重啟時，“退出系統(tǒng)”菜單提示重啟確認。

4.1.2 NC2000 V3.0系統(tǒng)登錄和用戶注銷

NC2000 V3.0應(yīng)用系統(tǒng)啟動后，提示框引導(dǎo)，鼠標點擊任務(wù)欄，系統(tǒng)彈出“用戶登錄”窗口。輸入用戶名和密碼，登錄系統(tǒng)。同理，注銷用戶時，用鼠標點擊任務(wù)欄，系統(tǒng)彈出警告窗口，進行注銷確認，“簡報窗口”顯示用戶退出信息。

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4.1.3 畫面調(diào)用

通過畫面索引、虛鍵、畫面菜單、前幅后幅按鈕等方式，調(diào)用畫面。

4.2 監(jiān)視機組停機流程執(zhí)行

4.2.1 機組負荷設(shè)定

調(diào)出機組單元結(jié)線圖，用鼠標左鍵單擊有功調(diào)節(jié)“投入”按鈕，使其顯示有功調(diào)節(jié)已投入。用鼠標選中負荷設(shè)定區(qū)，單擊左鍵，彈出“輸入數(shù)據(jù)”窗口，在“輸入數(shù)據(jù)”窗口中設(shè)定負荷值，用標準鍵盤數(shù)字鍵、虛擬鍵盤或左右拉動滑塊設(shè)值，監(jiān)視機組負荷是否調(diào)整至目標值。

4.2.2 機組負荷微調(diào)

調(diào)出機組單元接線圖，用鼠標左鍵單擊有功調(diào)節(jié)“投入”按鈕，使其顯示有功調(diào)節(jié)已投入。用鼠標選中負荷微調(diào)按鍵“+”或“-”鍵，用鼠標左鍵單擊微調(diào)按鍵“+”或“-”鍵，每單擊一次，有功將增加1MW，或無功將減少1 MW。

4.3 現(xiàn)地LCU操作

4.3.1 現(xiàn)地LCU開機操作(開機至空轉(zhuǎn))

檢查機組在停機態(tài)。手動將機組現(xiàn)地控制單元LCUA1柜上的現(xiàn)地/遠方控制按鈕置“現(xiàn)地”位置，現(xiàn)地控制單元LCU觸摸屏上調(diào)出開機流程圖，檢查開機條件，畫面顯示機組為停機狀態(tài)。用手點擊機組發(fā)電機圖符處，系統(tǒng)彈出“控制操作”窗口，在“控制操作”窗口中依次點擊“空轉(zhuǎn)”、“執(zhí)行”按鈕。系統(tǒng)彈出“控制操作”窗口，提示“啟動機組空轉(zhuǎn)流程，請確認”，點擊“確認”按鈕即可。監(jiān)視機組開機至空轉(zhuǎn)流程(轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速)。

4.3.2 現(xiàn)地LCU停機操作(空轉(zhuǎn)至停機)

確認機組在空轉(zhuǎn)態(tài)。手動將機組現(xiàn)地控制單元LCUA1柜上的現(xiàn)地/遠方控制按鈕置“現(xiàn)地”位置，現(xiàn)地控制單元LCU觸摸屏上調(diào)出停機流程圖。用手點擊發(fā)電機圖符處，系統(tǒng)彈出“控制操作”窗口，在“控制操作”窗口中依次點擊“停機”“執(zhí)行”按鈕。系統(tǒng)彈出“控制操作”窗口，提示“啟動機組停機流程，請確認”點擊“確認”按鈕即可。監(jiān)視機組空轉(zhuǎn)至停機流程。

4.4 機組負荷設(shè)定

確定機組在發(fā)電態(tài)。手動將機組現(xiàn)地控制單元LCUA1柜上的現(xiàn)地/遠方控制按鈕置“現(xiàn)地”位置，點擊有功調(diào)節(jié)“投入”按鈕，使其顯示有功調(diào)節(jié)已投入。用手點擊負荷設(shè)定區(qū)，彈出“輸入數(shù)據(jù)”窗口，在“輸入數(shù)據(jù)”中設(shè)定負荷值，核對所設(shè)數(shù)字后，點擊確認。監(jiān)視機組負荷是否調(diào)整至目標值。

5 結(jié)語

色拉龍水電站工業(yè)電視系統(tǒng)由攝像、傳輸、控制和顯示等組成，電視系統(tǒng)的音頻信號和視頻信號同根同源，雙股線路傳輸，信號同步。經(jīng)歷了國內(nèi)制作、采購、運輸，到國際海關(guān)、國外運輸、場站倉儲、安裝、調(diào)試、驗收和投運等過程，其應(yīng)用引領(lǐng)著中國國家標準和能源行業(yè)標準。但是，有線是傳統(tǒng)，無線是方向,隨著5G、6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，色拉龍水電站工業(yè)電視系統(tǒng)存在較大提升空間。