工業(yè)電視在色拉龍水電站工程中的應(yīng)用

鄒仕華

(云南省能源投資集團(tuán)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(guò)程及其環(huán)境的音像系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、傳輸通道、控制器和監(jiān)視器組成，應(yīng)用在水力發(fā)電過(guò)程實(shí)時(shí)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(mén)啟閉狀態(tài)、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)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(lái)可以發(fā)展為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)電視。工業(yè)電視用于對(duì)水力發(fā)電過(guò)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(biāo)準(zhǔn)

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(gè)單項(xiàng)工程即“機(jī)電設(shè)備采購(gòu)及安裝工程”當(dāng)中，投資占比該項(xiàng)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(duì)象具體有：主廠房尾水廊道層、蝸殼層、水輪機(jī)層、發(fā)電機(jī)層，各機(jī)組的機(jī)墩進(jìn)入門(mén)、水輪機(jī)機(jī)坑、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩，廠房集水井；油處理室、空壓機(jī)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(jī)電設(shè)備室；壩區(qū)各閘門(mén)啟閉機(jī)室和工作閘門(mén)等重要監(jiān)視點(diǎn)；各主要建筑物的進(jìn)/出通道，進(jìn)廠大門(mén)等重要部位，共接入約30個(gè)監(jiān)視點(diǎn)。工業(yè)電視系統(tǒng)組成清單(見(jiàn)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50115—2009)、《水力發(fā)電廠工業(yè)電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(kāi)放式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)(指網(wǎng)卡接口，連接ADSL的)，由前臺(tái)和后臺(tái)設(shè)備組成，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接各網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、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(jī)通過(guò)區(qū)域交換機(jī)和后端主交換機(jī)與后端設(shè)備連接，后端各計(jì)算機(jī)設(shè)備通過(guò)主交換連接成網(wǎng)。同時(shí)，太網(wǎng)接口還與電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行通信，當(dāng)接收到來(lái)自計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和消防監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)時(shí)，應(yīng)能在工業(yè)電視系統(tǒng)中自動(dòng)推出報(bào)警地點(diǎn)的圖像，供運(yùn)行人員監(jiān)視，以便迅速采取相應(yīng)的處理對(duì)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(qiáng)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?hào)，稱為工業(yè)電視攝像機(jī)。壩頂、壩后、主廠房、副廠房、GIS樓，尾水等部位安裝多個(gè)高清晰攝像頭，采集聲像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電廠運(yùn)行區(qū)域全范圍覆蓋，避免盲區(qū)。傳輸部分是將電視信號(hào)及控制信號(hào)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€(gè)工業(yè)電視系統(tǒng)的工作，并對(duì)信號(hào)進(jìn)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(hào)還原為圖像與數(shù)據(jù)信息，稱為工業(yè)電視監(jiān)視器。實(shí)際上也是一個(gè)專(zhuān)用電視接收機(jī)。

工業(yè)電視系統(tǒng)的組合方式有很多。有采用一臺(tái)攝像機(jī)，通過(guò)一個(gè)電纜通道，將電視信號(hào)傳到一個(gè)監(jiān)視器的方式，也有采用多個(gè)攝像機(jī)，將多個(gè)信號(hào)通過(guò)控制器的切換選擇，只用一個(gè)監(jiān)視器顯示的方式；還有采用一個(gè)攝像機(jī)與多臺(tái)監(jiān)視器組合，在不同地點(diǎn)顯示同種圖象信號(hào)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(gè)攝像機(jī)，將多個(gè)信號(hào)通過(guò)控制器的切換選擇，只用一個(gè)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(jiàn)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(hào)和視頻信號(hào)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(hào)同步，從監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(diǎn)的音頻和視頻效果，實(shí)時(shí)傳遞同步信息。

監(jiān)控點(diǎn)分布52處，其中，大壩區(qū)域分布16個(gè)，主廠房、副廠房、GIS樓區(qū)域分布36個(gè)；槍機(jī)28個(gè)，球機(jī)24個(gè)，根據(jù)不同樓層物件的分散程度，合理選擇槍機(jī)或球機(jī)。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(jī)層、發(fā)電機(jī)層、儲(chǔ)油層、勵(lì)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(huì)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(cè)廊道、交通廊道、進(jìn)水口閘門(mén)、攔污柵清污抓斗、溢流道工作弧門(mén)和檢修閘門(mén)、壩頂泵房、液壓操作間，等等，都安裝了耐高溫、耐驟雨、耐強(qiáng)光、耐粉塵、耐撞擊、高清晰度的監(jiān)控?cái)z像頭，24 h實(shí)時(shí)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(jì)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(guò)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(diǎn)攝像頭(槍機(jī)和球機(jī))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(guò)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[11]，按照合同規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)由廠家代表負(fù)責(zé)，PC合同施工方配合、監(jiān)理和業(yè)主參與，共同進(jìn)行攝像機(jī)的單體調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試、聯(lián)動(dòng)控制功能試驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)功能試驗(yàn)等?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)形成的試驗(yàn)報(bào)告，由參建各方逐項(xiàng)簽字確認(rèn)，最終轉(zhuǎn)入投資運(yùn)行團(tuán)隊(duì)存檔(專(zhuān)門(mén)的資料驗(yàn)收檔案室)，隨時(shí)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(jìn)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(guò)程的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)管理人員編制成冊(cè)。[14]參考同類(lèi)電廠的實(shí)操特性，并結(jié)合本廠機(jī)電設(shè)備的實(shí)際狀況，編制實(shí)操專(zhuān)用手冊(cè)，經(jīng)過(guò)上級(jí)公司審批之后，提供該電廠運(yùn)行操作使用。

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)及登錄

4.1.1 系統(tǒng)啟動(dòng)和重啟

檢查上位機(jī)AC220V交流電源和UPS電源，按下上位機(jī)主電源、顯示器、打印機(jī)和操作員工作站主機(jī)電源的開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，直接進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)退出系統(tǒng)后重啟時(shí)，“退出系統(tǒng)”菜單提示重啟確認(rèn)。

4.1.2 NC2000 V3.0系統(tǒng)登錄和用戶注銷(xiāo)

NC2000 V3.0應(yīng)用系統(tǒng)啟動(dòng)后，提示框引導(dǎo)，鼠標(biāo)點(diǎn)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(xiāo)用戶時(shí)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊任務(wù)欄，系統(tǒng)彈出警告窗口，進(jìn)行注銷(xiāo)確認(rèn)，“簡(jiǎn)報(bào)窗口”顯示用戶退出信息。

Horn 渦輪旋風(fēng)切削可用于加工單線、多線螺紋和各種外形輪廓。而且，經(jīng)過(guò)精密打磨的 S271 雙刃可轉(zhuǎn)位刀片是為不同的螺紋牙形和加工材料量身定制的。將可轉(zhuǎn)位刀片安裝在大小合適、高度穩(wěn)定的刀片座內(nèi)，刀片座既可以安裝在新型模塊化旋風(fēng)銑刀頭上，又可以直接安裝在機(jī)床動(dòng)力刀座上。

4.1.3 畫(huà)面調(diào)用

通過(guò)畫(huà)面索引、虛鍵、畫(huà)面菜單、前幅后幅按鈕等方式，調(diào)用畫(huà)面。

4.2 監(jiān)視機(jī)組停機(jī)流程執(zhí)行

4.2.1 機(jī)組負(fù)荷設(shè)定

調(diào)出機(jī)組單元結(jié)線圖，用鼠標(biāo)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(biāo)選中負(fù)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(fù)荷值，用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)數(shù)字鍵、虛擬鍵盤(pán)或左右拉動(dòng)滑塊設(shè)值，監(jiān)視機(jī)組負(fù)荷是否調(diào)整至目標(biāo)值。

4.2.2 機(jī)組負(fù)荷微調(diào)

調(diào)出機(jī)組單元接線圖，用鼠標(biāo)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(biāo)選中負(fù)荷微調(diào)按鍵“+”或“-”鍵，用鼠標(biāo)左鍵單擊微調(diào)按鍵“+”或“-”鍵，每單擊一次，有功將增加1MW，或無(wú)功將減少1 MW。

4.3 現(xiàn)地LCU操作

4.3.1 現(xiàn)地LCU開(kāi)機(jī)操作(開(kāi)機(jī)至空轉(zhuǎn))

檢查機(jī)組在停機(jī)態(tài)。手動(dòng)將機(jī)組現(xiàn)地控制單元LCUA1柜上的現(xiàn)地/遠(yuǎn)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(kāi)機(jī)流程圖，檢查開(kāi)機(jī)條件，畫(huà)面顯示機(jī)組為停機(jī)狀態(tài)。用手點(diǎn)擊機(jī)組發(fā)電機(jī)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(diǎn)擊“空轉(zhuǎn)”、“執(zhí)行”按鈕。系統(tǒng)彈出“控制操作”窗口，提示“啟動(dòng)機(jī)組空轉(zhuǎn)流程，請(qǐng)確認(rèn)”，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕即可。監(jiān)視機(jī)組開(kāi)機(jī)至空轉(zhuǎn)流程(轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速)。

4.3.2 現(xiàn)地LCU停機(jī)操作(空轉(zhuǎn)至停機(jī))

確認(rèn)機(jī)組在空轉(zhuǎn)態(tài)。手動(dòng)將機(jī)組現(xiàn)地控制單元LCUA1柜上的現(xiàn)地/遠(yuǎn)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(jī)流程圖。用手點(diǎn)擊發(fā)電機(jī)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(diǎn)擊“停機(jī)”“執(zhí)行”按鈕。系統(tǒng)彈出“控制操作”窗口，提示“啟動(dòng)機(jī)組停機(jī)流程，請(qǐng)確認(rèn)”點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕即可。監(jiān)視機(jī)組空轉(zhuǎn)至停機(jī)流程。

4.4 機(jī)組負(fù)荷設(shè)定

確定機(jī)組在發(fā)電態(tài)。手動(dòng)將機(jī)組現(xiàn)地控制單元LCUA1柜上的現(xiàn)地/遠(yuǎn)方控制按鈕置“現(xiàn)地”位置，點(diǎn)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(diǎn)擊負(fù)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(fù)荷值，核對(duì)所設(shè)數(shù)字后，點(diǎn)擊確認(rèn)。監(jiān)視機(jī)組負(fù)荷是否調(diào)整至目標(biāo)值。

5 結(jié)語(yǔ)

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(hào)和視頻信號(hào)同根同源，雙股線路傳輸，信號(hào)同步。經(jīng)歷了國(guó)內(nèi)制作、采購(gòu)、運(yùn)輸，到國(guó)際海關(guān)、國(guó)外運(yùn)輸、場(chǎng)站倉(cāng)儲(chǔ)、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收和投運(yùn)等過(guò)程，其應(yīng)用引領(lǐng)著中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，有線是傳統(tǒng)，無(wú)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。