遠程操作監護系統模式的實現

鄧歡歡 喬 莉 李長征

（國網湖北省電力公司隨州供電公司，湖北 隨州 441300）

隨著國家電網公司 “五大” 體系建設的深入推進，“大運行”建設工作正逐步鋪開。湖北省電力公司運維檢修部2012年12月制定公司變電運維一體化工作實施方案。該方案明確了運行人員的業務范圍為“設備巡視、倒閘操作、維護性檢修業務重新整合，實行一體化運作。運維一體化對現有生產模式進行了較大的調整，人員勞動強度大，人員素質要求較高。本文提出實行遠方操作監護系統，實現變電站遠方運行操作，就地稽查；就地操作，遠方監護；遠方巡視，遠方安全稽查的功能。

1 遠方操作監護系統的組成

系統包括前端采集系統、指揮中心以及通道承載三個部分。前端視頻采集系統由便攜型攝像機、拾音器等組成。其中攝像機和拾音器都配有專用的發送端和接收端，負責將攝像機采集的視頻圖像、以及實時的語音上傳到運維操作站，通過遠方監護人員的指導、記錄和管理前端檢修人員的每一個操作。前端視頻設備分為固定式視頻終端、移動式視頻終端，監控中心包括中心服務器、存儲服務器和監控主機，通過安裝中心管理軟件實現對各變電站點視頻的觀看和存儲，實現對前端視頻設備的控制。

通道承載系統基于現有電力的信息網絡，在監控中心以及分變電站點，分別接入無線發射接收裝置，形成專用網絡，兩端無線裝置運用專用的700-900MHz的頻率發送和接收信息，避免了變電站內電磁的干擾。

變電站內工作人員和遠方負責監護的人員可雙向傳輸語音，變電站內工作人員隨身攜帶的便攜式攝像機和拾音器，實時的與遠方監護人員交流，遠方監護人員可以實時的監視并指導前端人員的操作。在順利完成操作的工作之后，遠方監控中心存儲服務器可將操作的每一個環節記錄并保存。

2 “便攜型”操作遠方監護系統裝置的研制

“便攜型”操作遠方監護系統裝置包括發射機和接收機兩部分。發射機集發射天線、功率放大、數字調制、視音頻數字壓縮于一體，可單獨背負使用。它單向傳輸一路圖像、兩路伴音、一路RS232數據。最大功率可選2W以上，具有傳輸距離遠，方便攜帶的特點，可用于現場高清晰圖像采集和傳輸,傳輸距離可達1公里。

2.1 具有夜視紅外的功能小體積高清攝像機的研制。本系統我們需要在保證視頻效果的前提下，改變前端攝像機的外端，便于運行人員的移動。傳統的模擬攝像機，由于模擬編碼比較簡易，可以把模擬攝像機的體積做得很小，但是模擬攝像機的清晰度不高，始終達不到目前主流的720P視頻效果。同時，由于網絡高清攝像機本身結構以及元件大小的緣故，做到體積很小也需要一定的改變。為了滿足對前端攝像機體積小并保證高清夜視功能的這種需求，研制了具有夜視紅外的功能小體積高清攝像機。

2.2 非視距（NLOS）移動（Mobile）無 線（Wireless）實 時 視 頻（Real-time video）傳輸。用128位AES數字加密技術、無線寬帶多載波加密、加擾技術，實現全數字信號處理，同時使用了超大容量FPGA設計，提高系統集成度，這些都保證了整個系統的保密性、穩定性及可靠性，使客戶空中傳輸信息充分得到安全保障。

2.3 遠方監護指揮中心的建立。監護中心包括中心服務器、存儲服務器和監控主機，通過安裝中心管理軟件實現對各變電站點視頻的觀看和存儲，實現對前端視頻設備的控制。

2.4 設備抗電磁干擾的應對策略。變電站運行設備強烈的電磁干擾會影響無線設備的穩定性。在實際運行變電站環境中測試，改變無線設備的頻率或者功率，得出合理的設置值，從而減少并消除這種影響。

3 通信通道與網絡

為了保證運行時的安全需要組建安全可靠的網絡。通道方面，系統搭建在現有1000M光纖互聯的內網基礎之上，保證高清視頻流的傳輸。系統站內部分通過雙絞線與站內接入交換機互聯實現100M接入，站內接入交換機與上聯匯聚層、核心層交換機通過鋪設的1000M光纖通道互聯接入內部網。

通道承載系統分為兩個部分：前端變電站與后端監護指揮中心之間的通道，前端攝像機和前端變電站信息設備之間的通道。前端變電站與后端監護指揮中心之間的通道是基于現有的信息網絡，在現有的信息網絡中劃分一條隔離的通道，使遠方監護指揮中心以及各分變電站點形成一張獨立的專用網絡，不影響其他的信息網絡和通道。

4 系統效果測試

在蔣崗110kV變電站測試倒閘操作遠程監護效果。

前端采用移動式攝像機以及固定的攝像機，后端監護指揮中心采用管理存儲服務器。前端移動式攝像機集成在國家電網專用頭盔，前端無線設備和前端供電蓄電池放置于小背包，頭盔和小背包均由操作人員佩戴，操作人員在蔣崗變電站內移動，包括高壓區，通信區，整個變電站區內移動。無線的接收設備以及天線安裝在通信機房內，通過網絡接入電力劃分的專用信息網。

設備安裝配置完成后，我們在后端管理服務器，通過IE客戶端和網管軟件兩種方式，觀看前端攝像機，監護人員在蔣崗變電站內操作攝錄的相關畫面，并進行了實時的語音雙方交流。同時，在服務器端，進行了相關的存儲，在測試結束后，通過后端服務器，觀看了錄制的畫面。

結語

本文研制了遠方操作監護系統，該系統將改變現有的偏遠變電站的運行模式。變電站留守人員在變電站現場倒閘操作、設備巡視，遠方運行人員利用操作遠方監護系統監護。對于已具備“遠動”條件的操作，還可在SCADA系統上遠方操作，利用遠方操作監護系統監護。在順利完成操作的工作之后，遠方監護中心存儲服務器可將操作的每一個環節記錄并保存，從而實現遠方安全監護。

[1]湖北省電力公司運檢[2012]49號,關于印發湖北省電力公司變電運維一體化工作方案的通知[S].

[2]國家電網安監[2006]904號文,防止電氣誤操作安全管理規定[S].

[3]國家電網生[2009]420號文，生產運行基礎資料管理規范（試行）[S].