基于網絡技術的變電站運行遠程管理體系

黃華錫

（廣東電網公司東莞供電局，廣東 東莞 523000）

前言

計算機網絡技術的發展日新月異，它正在把全世界的計算機系統、通信系統集成起來，形成信息高速公路，也使得傳統的工業控制領域正在經歷著一場前所未有的變革，開始向網絡化的方向發展，逐漸形成了新的控制網絡系統。目前，在電力系統內，尤其是在變電站的遠程監控管理中，已廣泛地采用了計算機技術、通訊技術和圖像處理等最新技術。

1 變電站系統的現狀及特點

傳統的變電站的監控系統由于技術上的局限，往往只能到現場進行監視或者一些簡單的報警信息傳輸，無法實現對視頻信號的遠距離傳輸，所以，要想準確、及時地確認前端發生的具體情況是非常困難的。這就在無形中降低了系統的時效性、穩定性和安全性。于是，如何提高變電站的安全防范技術，已成為當前變電站遠程監控應用發展的主要方向。

2 遠程監控技術在電力系統中的應用

圖1 變電站監控系統拓樸圖

圖2 監控中心監控系統拓樸圖

遠程監控技術就是為了適應這種客觀需要而應運而生的。它應用通信技術對遠方的運行設備進行監視和控制，以實現遠程測量、遠程信號、遠程控制和遠程調節等各項功能。以電力系統為例，電力系統是由發電廠、變電所、輸電網、配電網和用戶的用電設備等組成，電力調度控制中心對全系統的遠行進行統一的管理。對電力系統生產過程的監測，如按地域的遠近，則可分為近程監測和遠程監測兩大類。發電廠內部鍋爐、汽機、發電機等所配備的自動裝置、監控盤等都屬于近程監測范疇，而調度控制中心耍對電力系統中分布地域遼闊的發電廠、變電所等進行的監控就屬于遠程監測。

3 網絡遠程監控

基于傳統變電站監控系統的缺陷和新形勢下電力系統發展的客觀要求，網絡化遠程監控作為一種功能豐富、保障有效、拓展簡便的變電站安全監控體系，無疑是解決上述問題的最佳方法。

3.1 系統組成

按其功能劃分，主要有三個子系統：前端信號采集處理子系統、信號傳輸子系統和遠程監控子系統，其中前端機房信號采集處理子系統主要包括：變電站的音、視頻信號采集/處理設備、數字報警信息采集設備、數字/模擬環境變量采集設備等。

信號傳輸子系統主要包括：傳輸控制設備、驅動設備、通訊接口等。

遠程監控子系統包括：遠程監控軟件系統、控制設備等。

3.2 系統功能

3.2.1 遠程視頻監控功能

監視本變電站的戶外場區的環境，包括出入門/道路/和設備區，主控中心、各終端都能遠程監控變電站的圖像；監視本變電站的戶外電氣設備，如主變壓器，開關，刀閘等各類高壓電氣設備，尤其是能清晰監視每路開關與刀閘的分合狀態，閘刀接頭的接觸完好情況，主變壓器油位指示，檔位指示等；監視本變電站主控室及各繼保室內環境和運行設備；能自動或手動實現變電站內任意攝像機以及預置位畫面的快速切換和調用；提供多種錄像模式：系統實時滾動錄像、系統定時錄像、手動錄像和報警錄像。數字錄像是任一終端都有的功能，它可實現不間斷錄像，根據報警自動錄像或定時錄像等多種方式對事故進行錄像檢索，方便對歷史錄像的查尋，并從中查找事故原因，做出正確的判斷和應對措施；圖像抓拍和自動巡視功能：可任意抓拍屏幕上顯示的活動圖像以及靜止圖像，然后存入磁盤或通過打印機輸出。并可通過選擇加入自動巡視的前端，設定巡視時間，進行自動圖像巡視；可以多個監控終端同時監視同一前端，控制權自動協商；也可以用一個監控終端同時監控多個前端，即在計算機屏幕上可以實現多畫面分割顯示，詳細再現每個畫面實時活動圖像。

3.2.2 切換及控制

視頻切換功能：監控終端具有定時自動切換，人工手動切換和報警自動切換等三種方式或設定其中的幾種切換方式；遠程控制功能：可遠程控制攝像機鏡頭的360度轉動，并可實現對攝像機的焦距和光圈的遠程調整；地圖輔助功能：可通過點擊地圖的區域，自動將攝像機調整到相應位置；燈光控制功能：遠程控制變電站現場的燈光開關或者其他動力設備；門禁控制：可根據值班人員的IC卡信息，自動判斷是否合法，以便確定是否打開大門，并能自動切換攝像機到指定的大門位置。

3.2.3 報警聯動、錄像管理

報警聯動：前端發生報警時（如消防設備報警、電子圍欄報警），監控中心自動聯動相關聲、光設備，啟動錄像。報警后可聯動到攝像機的預置位置，并啟動錄像；錄像檢索和回放:錄像記錄可在監控終端上進行檢索，并對存儲的圖像進行IIAnews.com回放。

3.2.4 音頻信號采集和可視對講功能

通過在關鍵電氣設備，如變壓器附近安裝高靈敏度的工業監聽頭，可實現對設備運行聲音的實時采集，方便進行設備運行狀態的實時監測和故障診斷；可在室內或室外的適當部位安裝對講系統，用于與監控中心和MIS網查詢終端用戶的對講；支持語音對講功能：可根據需要靈活調節音量大小，設定監聽和對講功能的開啟和停止。也可直接進行單向廣播通知。

3.2.5 集中式遠程監控

在變電站端的設備采用了高穩定性、高可靠性的嵌入式視頻服務器或網絡攝像機，可以做到設備的遠程設置和管理，免除了現場人員的操作，所有設備均在監控中心由系統管理員統一設置和管理。系統還提供了設備在線監測模塊，能隨時監控前端設備的運行狀態。

同時，中心監控服務器能夠同時集中式管理數十個變電站的數百臺視頻服務器或網絡攝像機，能夠做到集中報警系統管理與查詢，集中錄像與查詢等。錄像服務器還可以采用分布式部署。這樣一來，一個供電公司只需建設一個集中式的監控中心，即可7x24小時地對所轄全部變電站實施嚴密的安防與設備運行監控，大大提高了工作效率，降低了人員配置。

3.2.6 與電力GIS或電子地圖相結合

系統提供帶監控地圖和數據地圖編輯功能的地圖引擎。用戶可將各監控點的鏡頭分布情況繪制成監控地圖，點擊相應鏡頭圖標自動切換到當前攝像機位置，便于用戶方便、直觀地了解攝像機的分布情況；也可以通過與電力GIS系統的接口相互調用數據。

結束語

電網的管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發展，利用現代計算機、電子測量和通信網絡等技術為變電站進行技術改造，對變電所等實行基于網絡的遠程在線監測和管理，自動進行工況記錄和數據管理，達到單人甚至無人管理的生產目的。在變電站運行時可能出現一些異常的危險時盡量為變電站設備減少損失，在電氣設備事故、外力破壞、防火、防盜、防違章等能起到有力的保證，提高勞動生產率，增加經濟效益，保障變電站設備的正常運行，是實現變電站無人值守時的重要保證。

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