遠程視頻圖像監控在變電站設計中的實現

摘 要：電力行業變電站遠程視頻圖像監控系統不同于普通工業企業、商場超市、住宅小區的本地監控，它是一種網絡化視頻監控系統。由于當前國內電力項目變電站位置分散、使用管理卻相對集中，在系統實施前結合自身特點進行合理規劃、科學制定管理平臺就顯得尤為重要。

關鍵詞：視頻圖像監控；變電站；技術

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

遠程視頻圖像監控系統將各個被監控活動現場和重點區域實時采集的視頻圖像信息及時傳送到監控中心，便于監控中心實現對項目各級的遠程監控和對突發事件的調度指揮。當前我國電力行業存在變電站數量多、分布廣、位置散的特點，不利于全部集中在一個中心進行監督管理，生產效率也亟待提高。本文就此進行簡要分析，并提出相關建議，以實現各級變電站設備設施與用戶管理的靈活配置。

一、理論概述

1 遠程視頻圖像監控簡介

所謂遠程視頻圖像監控，指的就是利用電話線路或互聯網將遠方活動場景傳輸到監督系統的電腦屏幕上，進而實現遠程監控管理控制功能的活動。通過寬帶和數據線的連接，遠程視頻圖像監控能夠到達世界各個角落。除了具備信息傳輸功能以外，遠程視頻圖像監控還有存儲視頻圖像、控制鏡頭和瞬時報警功能。

2 實現方式

目前通用的遠程視頻圖像監控實現方式主要有硬盤錄像機、網絡視頻服務器和網絡攝像機三種。與網絡視頻服務器不同，硬盤錄像機主要用于錄像；網絡視頻服務器將圖像視頻直接傳送至網絡后臺，然后由后臺服務器完成錄像；對比前兩者，網絡攝像機的操作則更為簡單，它通過與網絡的連接可直接觀看，同時兼具錄像功能。

二、變電站視頻監控系統需求分析

鑒于視頻圖像監控技術在對遠方活動現場和重點場景區域監視控制上的卓越表現，越來越被各行各業所使用，得到了城市交通、電力水力、電信機房、物業治安管理等領域的普遍青睞。

與房產物業治安管理、一般工廠企業等本地實時監控不同，變電站監控系統又具有自己的特點：變電站之間位置分散，管理要求卻高度集中。因此，操作變電站遠程視頻圖像監控系統前的科學系統規劃就顯得格外重要。

近年來，我國電力系統大部分變電站都相繼完成了本站或者本區域內的視頻圖像監控建設，為本地變電站的綜合監管做出了一定貢獻。然而，這種小規模建設下的監控系統由于多為分散管理、獨立運作，監控范圍相當有限，信息整合困難重重，很難實現全區域的統一管理。

新形勢下的變電站遠程視頻圖像監控在兼容性上提出更高要求，能夠盡可能多地支持不同前端設備，便于多個變電站監控系統的接入輸出，從技術層面預防和減少后期對設備的改造、變更，以節約人力物力、項目成本。

舊式變電站多采用PCM設備完成電力網的接入，單路帶寬最大值為2M。最近國內部分地區新建變電站則改用10/100M以太網接入。值得注意的是，當前形勢下對變電站遠程視頻圖像監控系統網絡接入方式并沒有絕對標準，在不同情況不同地區，網路的接入也會有所不同。因此，工程師在設計變電站遠程視頻圖像監控系統平臺時應高度重視網絡接入情況，盡可能提高系統自身對寬帶要求的調節適應性，保證2M帶寬和10/100M帶寬的靈活轉變與綜合運用。

隨著科學技術的不斷進步，電力行業相關設備的自動化程度也越來越高，目前國內220kV及以上的變電站一般采用人力值班監控，110kV及以下的變電站則多采用無人值守。

從業人員在前端設備的選擇上應充分考慮到這兩種不同值守類型變電站的不同特點。220kV及以上的變電站采取有人值守，這類變電站由于有專門人員對現場設備進行看護管理，出現故障時也能及時處理，因此，這類系統更注重監控設備的功能性、便捷性；無人值守模式下所使用的設備應注重其自動化和智能化，如能夠保證在無人值守的情況下堅持長時間高強度的工作，能夠保證自動關閉和重啟，能夠瞬時報警等。

由于受到電力行業生產環境因素的影響，變電站內遠程視頻圖像監控系統遭受雷擊的現象時有發生，尤其攝像設備的通信接口通常在一場雷陣雨之后就無法再正常使用。加之變電站是一個具有高強度電磁場的特殊場所，工程師在設計上稍不注意就會嚴重影響視頻圖像信息的顯示、傳輸。

三、電力變電站遠程圖像監控系統解決方案淺析

1 系統設計的原則

為適應國家電力對變電站遠程視頻圖像監控系統的需求，工程師應在對前端設備進行設計布置時充分借鑒吸取以往經驗教訓，從實踐應用出發，嚴格遵循相關技術標準和制度規范。筆者認為，具體原則如下：

1.1 穩定可靠

變電站工程師前期選擇所需硬件設備時應對其進行詳細評估，保證中后期設備運行的穩定性、成熟性。

1.2 智能先進

設計的系統應盡可能優化軟硬件結構組合，盡可能選擇高數字化、智能化的設備作為基礎設施。

1.3 操作便捷

系統操作普遍采用互聯網超級鏈接，保證視頻圖像信息數據及時上傳下載。

1.4 高效維護

設計師設計越有層次，模塊越分明，系統維護越高效，甚至可能實現自動維護和免維護。

2 方案實施

2.1 集中管理，分級控制

為實現變電站視頻圖像監控系統的可持續發展，系統建設應積極采用集中管理、分級控制的組織結構。根據當前我國大多數變電站管理的共性，系統大致可分為三個等級：變電站站端、管理中心和監控中心，其中監控中心還包含電力網絡客戶端。實際操作時，各個變電站經由2M數字通道連接管理中心，然后通過管理中心對監控系統進行集中管理；下屬各級監控中心再連接管理中心；監控中心的主機授權各級分機，根據業務需要完成全區域或指定重點區域的遠程監控。

2.2 紅外報警，防災減災

市場經濟條件下我國電力行業變電站出現一些新情況新問題，防盜、險情報警系統成為變電站遠程視頻圖像監控不可或缺的一部分。目前我國變電站多使用紅外探測器報警，也有部分變電站使用燈光和音效報警。通過室內站外多重攝像機的實時錄像和探測器之間相互配合，就可以將視頻圖像信息傳送進監控主機的電腦屏幕上，系統平臺根據所收到的信息立刻啟動地理定位和險情判斷，完成報警和記憶存儲。

2.3 避雷與抗干擾

由于受到電力行業環境的影響，變電站內遠程視頻圖像監控系統遭受雷擊的現象屢見不鮮。加之變電站本身同時是一個強大的電磁場，監控系統的信號十分容易受到干擾，造成圖像出現雪花、波紋等變形現象的發生，影響遠程監控。筆者經調查研究總結，變電站遠程視頻圖像監控系統可以從以下兩方面出發，有效避雷和抗干擾。

（1）一切金屬設備和可能導電的裸露部分都務必接地；安裝接地線時，先檢查地面是否有油漆等絕緣體；站內室外接入基礎設備的信號、控制、視頻回路都應嚴格規范安裝避雷器。

（2）系統所使用的基礎設備必須經過嚴格篩選，必須具有國家質監部門質檢合格證書，經抗磁力測驗合格達標；將傳統的視頻電纜轉變為外有屏蔽層的特制電纜；完善攝像機等前端設備的良好接地；采用雙絞線方式進行報警系統的組網等。

2.4 供電與設備關注

為保證系統設備的順利運行，防止突發斷電對前端、中心設備的沖擊破壞，通常應采用AC220V/50Hz交流電源；為機柜安裝配電接線端子，每路電源都帶有標簽證書和說明以便檢修維護；對瞬間過電壓采取預防保護措施等。此外，還應明確重點設備功能，給予高度關注。

2.5 網絡要求，擴充兼容

供電公司應為每個變電站的視頻處理部門獨立分配一個IP地址，同時為每個變電站提供至少一條網路通道。作為遠程視頻圖像監控系統的網絡中心——管理中心，通過互聯網，變電站和監控中心都與之產生對連。由于傳輸一路高清晰的D1圖像傳輸需要1M左右的帶寬，100M帶寬能夠支持每個監控中心同時連接30個左右的變電站圖像，建議一般情況下各監控中心與管理中心的網絡帶寬采用100M，以滿足變電站遠程視頻圖像日常監控的需求。

監控系統還應具備良好的擴充能力和兼容能力，一旦有新的變電站需要納入系統，原系統以積木方式開展擴充，就能確保未來多個變電站的完美擴展和平穩升級。

結語

由于遠程視頻圖像監控系統對變電站安全生產作業起著十分重要的作用，因此工程師應對整個系統的安全性進行充分考慮。一是設備安全，分級控制、集中管理模式下，管理中心成為整個監控系統中最重要的一環。中心的服務器、交換機等核心設備都應定期完成備份；設備與設備之間能夠自動切換。二是網絡安全，由于遠程視頻圖像監控系統與電力局域網需要進行對接，這樣就使視頻圖像監控系統面臨著病毒和網絡攻擊的威脅，采取必要隔離措施，確保網絡安全。

參考文獻

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