變電站遠程監控系統的設計

王娟

【摘 要】通過國家智能電網的發展趨勢，研究了變電站智能化在智能電網建設中的重要性以及變電站遠程監控系統的發展現狀，對該系統的基本構成、工作原理和特點進行了闡述。該系統可實現數據、圖像采集，圖標顯示，歷史記錄存儲以及事故報警綜合處理等功能。可以實時顯示和采集數據，并且可通過局域網和互聯網在遠程實現對系統的控制和運行數據的傳輸，實現資源共享。為生產運行人員和各級領導及職能部門及時準確的提供變電站各種現場信息，使變電站的運行更加安全可靠。

【關鍵詞】智能電網；變電站；監控系統；遠程控制

0 引言

變電網安全穩定運行水平。隨著用電負荷的快速增長和負荷密度的加大，變電站的電壓等級和變電容量不斷提高，對供電可靠性的要求也越來越高。因此，必須提高變電站的遠程監控系統智能化水平。傳統變電站監控系統采用的是傳統的模擬的監控方案，施工困難，維護困難，視頻監看模糊，數據采集困難等。本次方案設計采用全網絡智能高清化解決方案，相對于傳統監控解決方案來講全網絡智能高清化解決方案戰略，結合網絡嵌入式解碼設備，迎合數字化、高清趨勢，增強整體解決方案能力，數字化、網絡化，為用戶提供更加先進更加合理的方案。

1 設計方案

1.1 系統構成

整個變電所監控系統由變電所站端系統設備，監控中心系統設備及網絡客戶端三個部分組成。系統結構如圖1所示：

1.1.1 站端系統

站端系統主要指變電所的圖像、報警、消防采集與處理，設備主要包括攝像機系統（攝像頭及其輔助設備如護罩、云臺、解碼器等）、紅外/煙霧報警器、網絡視頻編碼服務器等。

站端從攝像機到網絡視頻編碼服務器間采用的是傳統的模擬信號處理方式，即根據監控場所環境和安裝位置要求，有室內安裝和室外安裝兩種形式，以及攝像頭的控制類型包括固定（不可控）式和云臺/鏡頭可控式兩種形式。前端攝像頭的視頻（音頻）信號通過模擬音視頻線、光纖集中傳輸到站內機房的嵌入式網絡視頻編碼服務器，由網絡視頻編碼服務器對模擬信號進行編碼壓縮（采用MPEG 4）后編碼為數字方式的IP信號，并通過TCP/IP網絡向遠端的監控中心傳輸。對可控的云臺/鏡頭的控制，通過從網絡視頻編碼服務器接出的RS485的控制線來實現，發出控制信號命令的可以是由遠端的分控或主控中心通過TCP/IP網絡發出的控制命令。

另外也可以在網絡視頻編碼服務器上接入駐極體話筒和喇叭（或有源音響），用于語音對講；接入紅外報警探頭以及門磁等設備，用于入侵檢測報警；接入聲光報警器，一旦發現有非法入侵，即予發出聲光報警信號。同時，可以將報警信號與攝像機的預置位關聯，聯動控制攝像機的云臺/鏡頭到相應位置，自動捕捉需要的畫面。

1.1.2 監控中心系統

監控中心為系統的維護和管理中心，是整個系統的核心，主要負責視音頻信息的處理，包括遠程監視、錄像、回放等；系統的控制，包括對站端的云臺、鏡頭控制等；系統的管理，包括系統設置/配置等。

監控中心系統的設備主要包括中心服務器、視頻工作站以及控制軟件、存儲設備和介質、電子地圖/報警管理主機、圖像顯示電視墻等，對下屬所有變電站的站端設備（信號）進行集中監控錄像和報警管理。

1.1.3 網絡客戶端

網絡客戶端用戶必須登陸監控中心的服務器，輸入用戶名和密碼，完成身份驗證后方可實現遠程監控。

1.2 系統功能的實現

1.2.1 視頻監控部分

采用智能跟蹤網絡高清云臺，用于監看變電站站內和站外的視頻監控，其中遠距離傳輸用光纖高速球。同時前端還配置了網絡硬盤錄像機，用于采集、上傳實時視頻。當產生報警時，網絡硬盤錄像機聯動對應的球機，球機將視角自動轉到報警點位，使工作人員可以第一時間清楚的監看到現場的情況。網絡硬盤錄像機具備移動監測報警和外部報警，即當有人在開閉所走動時和外部報警信號觸發時，都會產生報警并且在中心平臺上聯動視頻監看。

1.2.2 環境量監測

采用燈光控制器、電子圍欄、紅外雙鑒、門禁、煙感探測器、風速探測器、溫濕度探測器和水浸探測器，這些探測器通過無線傳感網將探測到的數據上傳，最終傳送到智能變電站視頻監控中心系統，系統平臺對這些數據進行處理和響應。

當電子圍欄、門禁、紅外雙鑒、煙感探測器產生報警時，這些設備產生報警信號上傳到網絡硬盤錄像機，網絡硬盤錄像機聯動球機自動追蹤到產生報警的設備上，同時網絡硬盤錄像機上傳報警信號到智能變電站綜合監控平臺，平臺自動跳轉到報警視頻上。假設煙感探測器檢測到煙霧濃度超過正常值，產生報警后，平臺可以直接監看到球機已經轉到煙感探測器的位置，直接清楚的監看到現場的情況。

當風速探測器、溫濕度探測器、水浸探測器產生報警時，這些設備產生的報警信號通過無線網絡傳輸到智能變電站綜合監控平臺，平臺自動聯動到前端球機，用戶可以直接監看到前端視頻。假設水浸探測器檢測到有水超過正常值，它將觸發報警信號，通過無線網絡傳輸到平臺上。平臺可以直接監看到球機已經轉到水浸探測器的位置，直接清楚的監看到現場的情況。

1.2.3 中心服務器部分

中心服務器是整個系統的核心。其主要功能如下：

①對所有前端主控設備（PC-DVR、EM-DVR、DVS）遠程管理和維護；

②管理包括視頻工作站、電子地圖/數字矩陣/報警管理主機在內的指揮中心設備；

③集中管理用戶和用戶權限；

④顯示所有設備工作狀態。

1.2.4 電子地圖/報警管理主機部分

①遞進式的二級電子地圖功能；

②遠程接收和管理報警功能；

③日志管理功能；

④方便快捷的圖像調取和云臺控制功能。

1.2.5 監控中心系統

監控中心系統是集控中心部分，主要由圖像監控服務器，監控管理系統和監控客戶終端組成。主要完成圖像接收，圖像解碼，用戶登陸管理，優先權的分配，控制信號的協調，圖像的實時監控，錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復等。具體是監控中心負責管理各遠端或近端的監控現場設備，監控中心與變電所一一對應設置的解碼設備將圖像及報警信號還原后送到主控計算機，通過主控計算機顯示圖像和記錄變電所的各設備、儀器儀表的情況，同時圖像也可以在單獨配置的大屏幕上顯示。監控中心能夠隨意切換控制各變電所所有攝像機，當某變電所發生告警時，通過前端的網絡服務器就可產生聯動控制，如聯動聲光報警，并自動將攝像機切換到告警現場，監控中心可以自動啟動錄像。在電力局本部局域網內，可以通過安裝客戶端，根據權限的不同供局本部其它網絡用戶操作或瀏覽。

2 總結

目前，雖有對各專業的運行歸口協調職能，但不能及時掌握運行狀況和指揮處理運行障礙。各種運行管理聯系松散，依靠原始的人工方式已不能滿足電力系統安全生產的需要。要跟上發展步伐，必須在健全和完善電力網絡的同時建立電力綜合監控系統。電力綜合監控系統將變電站的視頻數據和監控數據由變電站前端的設備采集編碼，并將編碼后的數據通過網絡傳輸到監控中心，實現對前端變電站“立體式”監管。

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[責任編輯：楊玉潔]