基于 3G/4G 无线视频特高压输电塔在线监控解决方案 一、概述: 目前我国的输电高速公路-特高压输电电网主要是 500kv 交流和 500kv 直流输电 系统。近年来,随着国家在输电线路在线监测技术方面投入的研究,输电线路在线监 测技术得到了飞速的发展。2008 年 1 月震惊 全国的特大冰灾,使湖南电网受到了重大的 创伤。据统计,整个湖南电网 500kv 线路 一共有 33 条,其中有 14 条线路受到严重破 坏,共倒塔 182 基,变形 68 基,导线断线等受 损 159 处 , 地 线 断 线 等 322 处 绝 缘 子 掉 串 284 处 。 其 余 线 路 如 220kv、110kv、35kv、10kv 及各变电站 均受到重大创伤(见右图),全国直接经济 损失超过了 1000 亿元。自 1932 年美国首 次发生输电线路覆冰灾害以来,加拿大、俄 罗斯、法国、冰岛和日本都发生过非 常严重的冰灾事故。我国因大气候和微地形的影响,冰灾事故也时有发生。对我国电力线 路的安全与人民的正常生活造成了非常大的影响。特别是西电东送、北电南送的战略目标 的确定,大量的输电线路必然要经过高海拔、重覆冰的地区。覆冰可以引起输电线路过荷 载、导线舞动、杆塔倾斜、倒杆(塔)、断线及绝缘子闪络及发生不均匀覆冰或不同期脱 冰等重大事故,严重威胁电力系统的安全运行,从而造成巨大的经济损失和一定的社会影 响。表 1-1 是 我国近年来 500kv 线路的倒塔情况。因此,对输电塔-线系统的状态进行 实时在线的监测是非常有必要的,这有助于工作人员在第一时间掌握输电塔的各种情况, 在发生意外时也能及时并准确的对其进行抢修,这与普通的单纯依靠人工对输电塔进行巡 线检测相比,大大降低了费用,并更加实际、可靠。 二、9.8 前沿新闻 才茂通信作为全国及厦门市知名高新技术企业,凭借历年来良好业绩、产品口碑及 核心的技术,无线视频监控通信技术的应用,此次受厦门市政府邀请,入驻厦门 2015.9.8 国际投资贸易洽谈会展馆——“人才项目资本合作馆”,作为本次展会中唯一的无线通 信企业,代表厦门向来自海内外政企业参会人员对接,展示无线通信高端产品在特高压 输电塔在线监控前沿的成功应用。 福建省委副书记于伟国参观才茂通信展位 三、 项目需求 保证特高压输电塔在线监控安全运行,发生故障后及时上报,是电力管理部门和政 府监管部门所需要的。在 2008 年冰雪灾害后,国家电网、南方电网均分别加大了对输 电线路覆冰、舞动的研究投入。2010 年开始国家智能电网报告提出要加强对在线监测 装置及系统的研制开发,完成覆盖整个电网的在线监测系统建设,利用测量、采集、无 线通信、控制、视频、报警等高端技术,以输电线路运行环境和状态参数的在线监测为 基础,实现对全国电网线路的实时在线监测,对其开展状态评估,实现灾害预警巡检。 四、系统设计方案 厦门才茂无线视频终端特高压输电塔在线监控系统,根据特高压输电塔在线监控 应用特点问题,智能巡线有效解决人工巡线方式,减少员工的劳动强度、避免人身安全 的危险性,提高工作效力。设计解决特高压输电塔在线监控无线动态状况数据上传,测 量、采集、视频图像、报警视频短信/彩信,有效的对数据采集、位移、温度、湿度、风 向、风速等参数的采集,再通过无线数据传输系统将各项参数发送至监控中心对输电 塔的状态进行实时在线监测。服务中国电力,保护电网安全。 系统方案拓扑图: 五、才茂 3G/4G 无线音视频设备主要功能 1. 支持视频加密与解密,支持国际标准加密算法和公司私有加密算法,双重视频加密; 2. 支持 3G、4G 无线通信 3. 支持 4 路以太网通信、RS232、RS485 接口; 4. 支持远程视频图像/语音对讲/报警/北斗/GPS 定位/温湿度监测。 5. 特有的 DTU/路由器功能组网自由功能强大,可与其它设备轻松组网。 6. 管理方便支持远程配置修改,远程升级,远程集中管理。 7. 支持网页、电视墙、手机(安卓和苹果)及本地监控台浏览视频; 8. 支持 1-4 路实时视频与录像,具备 1080P (1920*1080)和 720P (1280*720) 等高清分辨率及 D1 和 CIF 格式; 9. 支持常规录像,移动侦测录像,计划录像,手动录像,报警录像,同时支持录像的 轨迹回放; 10. 支持录像断电保护; 11. 支持录像存储在硬盘或者 TF 卡,TF 卡最大支持 128G,硬盘最大支持 2T(2048G), 并支持录像文件自动覆盖; 12. 支持云台控制,控制云台上、下、左、右移动,放大、缩小,聚焦,光圈调节,云 台速度调节; 13. 支持 1 路和 4 路的 VGA 和 HDMI 输出; 14. 支持环境温湿度的检测; 15. 支持移动侦测报警与 IO 报警功能; 16. 支持 I/O 端口,支持 7 路带光电隔离高/低电平触发输入,支持 2 路高/低电平触 发输出;支持 1 路开关量/干节点输出; 17. 支持手动抓拍和自动抓拍,自动抓拍还可分为周期抓拍、定时抓拍和移动侦测抓拍; 18. 支持 DHCP、路由转发、IPTABLES 防火墙、VPN 连接、NAT 功能、DMZ 主机 等路由功能; 19. 支持 1 路 RS232 通信,RS232 接口可以当作 DTU 功能使用(实现 TCP/UDP 透明传输); 20. 支持 1 路 RS485 通信,RS485 接口可以当作 DTU 功能使用(实现 TCP/UDP 透明传输); 21. 支持远程配置、远程升级,远程集中管理; 22. 支持广告播放。 六、才茂无线音视频通信产品特性与稳定 工业级设计 1. 工业级无线模块:采用工业级无线模块,抗干扰强,传输稳定。 2. 实时操作系统:采用 LINUX 操作系统,带内存管理单元,实时性强,功能升级快, 系统稳定。 3. 强化电路板:PCB 遵循 20H 和 3W 原则,同时公司所有产品电路板都采用生益 材质来生产,确保板材的稳定可靠。 4. 工业级元器件:整机元器件采用严格筛选的工业级元器件来生产。 5. 工业级电源:宽压电源设计,电源适应范围为 DC6V~DC36V,内置电源反向保 护和过压过流保护。 6. 电磁防护:以太网接口内置 1.5KV 电磁隔离防护。 7. 抗干扰设计:采用金属外壳,屏蔽电磁干扰,系统保护等级 IP41;天线带防雷设计; 系统超低温和超高温设计;特别适合在环境恶劣的工业环境下使用。 七、稳定可靠 1. 在线维持技术:防掉线,在线检测,在线维持,掉线自动重拨,异常自动复位, 确保设备永远在线。 2. 三层系统保护:在原来两级(软件保护+CPU 内置看门狗 WDT 保护)系统保护 的基础上,增加一级系统虚拟值守 VMW(Virtual Man Watch)检测保护功能, 网络异常、或者系统收到强干扰异常时,系统会重新彻底复位,相当于维护人员上 门拔电,彻底解决了业内系统异常是需要上门拔电的麻烦,保证系统稳定可靠。 3. UIM/SIM 卡 ESD 保护:1.8V/3V/5V 标准的推杆式用户卡接口,内置 15KV ESD 保护。 4. 串口 ESD 保护:RS232/RS485/TTL/RS422,内置 15KV ESD 保护。 5. 金属外壳:采用金属外壳,防辐射,抗干扰;外壳和系统安全隔离,防雷设计; 符合电力安规要求;防护等级为 IP41;特别适合于环境恶劣的工业控制领域。 6. 产品通过 3C 认证,所有无线模块都有通过 CGD 认证或者 FCC 认证或者 CE 认证。 7. 高速处理 CPU:采用高速工业级 CPU,可以更加高速地处理各种协议数据转换; 解决了“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。 8. DNS 自动获取:自动获取 DNS,不再需要人工配置输入 DNS;规避了因为选择 的 DNS 服务器异常,导致设备当机的严重现象。 9. 完善的协议栈:新系统加载了完善的 TCP/IP 协议栈,采用了完善的 TCP/IP 协议 栈;使网络通信性能优异,掉线概率极大降低。 10. EMC 性能优异:通过电力 3000V 电击测试,特别适合在工业领域环境恶劣下使 用;系统 EMC/EMI 优异,系统稳定可靠;通过 EMC 测试; 八、才茂通信系列产品资质与检 测 1、无线通信在线维持专利技术 2、摩尔实验室高低温检测报告 3、福建省产品质量检验研究院检测 4、著作版权证书 5、EMC 检测报告 6、国家强制 3C 认证 7、DTU 创新产品奖 8、深圳比亚迪用户测试报告 九、厦门才茂主要产品及应用领域 公司自成立以来已完成 GSM/GPRS/CDMA/WCDMA/TDSCDMA/EVDO/HSPA+/LTE MODEM/DTU/RTU/ROUTER/WIFI 网关以及无线网络高清视频监控系列产品和 GPS/ 北斗厘米 级定位系统的生产和销售,应用于充电桩系统,金融交易,邮政交易,智能电网,智能 交通,环保监测,消防监控,安防监控,水利监测,公共安全,广告发布,遥感勘测, 工业控制,油田监测,煤矿监测,地震监测,气象监测,仪表监测,水表抄表,电表抄 表,燃气抄表,热网监控,集中抄表等行业。 十、厦门才茂光辉历程 1. 2001 年在 GPRS 网络未开通情况,通过和福建移动合作,率先在业内推出 GPRS DTU; 2. 2003 年公司在业内率先制定 TCP 透传协议标准,现成为业内 DTU 产品事实标准; 3. 2005 公司率先在路由器上推行定时上下线功能,现在成为业内普遍使用功能; 4. 中移动无线 DDN 协议标准制定参与者; 5. 公司员工参加设计的无线自助终端项目,被评为“国家火炬计划推广产品”; 6. 公司员工参与开发的无线终端评为“福建省优秀项目奖” 7. 公司员工主持了 863 无线网络通信实验室承建工作; 8. 公司员工累计主持和参与了 12 项著作版权及专利技术设计。 结束语: 大力推进充电基础设施建设,解决电动汽车充电难题,是发展新能源汽车产业的重 要保障,对于打造大众创业、万众创新和增强公共产品、公共服务“双引擎”,实 现稳增长、调结构、惠民生都具有重要意义。

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