變電站視頻監控技術及實現

李 清，孫蓉蓉，陳煥彬

（1.深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518048；2.南方電網深圳數字電網研究院有限公司，廣東 深圳 518034）

0 引 言

城市電力系統中，變電站承擔著電壓與電流的變化及分配任務，有效維護了電力系統的安全穩定運行，保障了城市電力資源的正常供應。因此，變電站在城市發展中發揮著不可替代的作用。近年來，隨著我國信息技術的廣泛應用以及智能化設備的更新和優化，視頻監控技術被廣泛應用在變電站的正常運營中[1]。該監控技術通過識別和檢測變電站生產過程中出現的一些異常行為發出警告提示，有效保障了變電站的安全運營。

1 變電站應用視頻監控技術的意義

在電力系統中，變電站應用視頻監控技術，不但有效保障了電力設備的運行安全，還極大地降低了供電過程中所出現的不必要損失，減少了電力企業在電力設備方面的成本投入。目前，我國很多變電站都在朝著無人或少人值守的方向發展，為視頻監控技術提供了更加廣闊的發展空間。

整個電力系統的核心部分是變電站。電力系統正常穩定的運行環境下，如果遇到變電站發生故障，則會直接導致電力供應中斷，對社會及國家發展造成不可估量的損失，因此保障變電站的安全穩定運行顯得極其重要。視頻監控技術能夠實時檢測變電站設備的運行狀況，還能夠分析和處理采集到的變電站運行的相關信息。當其識別到異常情況時會自動發出告警提示，工作人員收到提示后能夠在最短的時間內對故障部位進行檢查維修，及時消除電力系統中出現的異常情況，為變電站的穩定運行提供保障。某變電站視頻監控系統如圖1所示。

圖1 某變電站視頻監控系統

2 變電站視頻監控系統設計人員的設計思路以及需要遵循的原則

2.1 設計思路

變電站視頻監控系統實時監測變電站內各電氣設備的運行狀況，設計人員可在變電站內設置監控點，安裝高清攝像頭，使其及時采集相關的數據，并利用數字圖像處理技術及時分析和處理采集到的數據信息，并將分析結果輸送給硬盤進行錄入。此外，定時發送錄入情況，提示工作人員進行查看。某變電站視頻監控系統部局結構如圖2所示。

圖2 某變電站視頻監控系統部局結構圖

2.2 設計原則

設計人員在明確了視頻監控系統的設計目標后，就可著手進行具體的設計工作，在此過程中需要遵循以下幾個原則。

2.2.1 可靠性

由于視頻監控系統由計算機網絡系統實現，因此計算機網絡系統的可靠運行是保證變電站視頻監控系統正常運行的重要條件，對保證實現變電站視頻監控系統的主要功能起到積極意義。變電站視頻監控系統中，因為變電站現場數據信息的采集需要通過視頻監控完成，所以電力企業一定要保證計算機和攝像頭等硬件設備性能的穩定性。

2.2.2 實用性

變電站中視頻監控技術的應用主要是用計算機代替人工監測各設備的。因此，設計人員要注意設計的視頻監控系統一定要實用，要能夠較好地滿足使用者的工作需求。此外，設計人員還要從整體角度進行分析和考慮。所設計的視頻監控系統不但要能夠正確顯示數據信息，還要能夠顯示出圖形信息，同時保持功能齊全和操作盡可能簡單。

2.2.3 擴展性

設計人員要充分結合變電站的實際情況，站在發展的角度，使得所設計出的視頻監控系統能夠按照工作人員工作需求的變化進行擴展。

2.3 監控系統的邏輯架構

設計人員在設計視頻監控系統邏輯架構時，需要結合實際情況，選擇耦合性低、可塑性好、重用性高以及步數速度快的框架架構。一般情況下，此種邏輯框架架構包括視圖層、業務層以及數據庫共3個層面。其中，視圖層主要存儲短視頻監控系統相關的頁面及文件信息，用戶通過視圖層能夠清楚地理解視頻監控系統的操作頁面，從而進行正確的操作；業務層則主要負責視頻監控、設備管理、警示信息的發送以及報表統計等業務處理；數據庫一般與業務層進行數據共享，對系統中的一些數據進行分析和處理等操作。

3 變電站視頻監控技術的實現

3.1 功能模塊的實現

視頻監控系統中各功能模塊的實現是極其關鍵的環節。當一些模塊的功能實現后，應及時對其進行軟件測試，進一步對監控系統的功能進行檢驗。此次在視頻監控系統中設計了以下3個主要功能模塊。

3.1.1 視頻監控管理模塊

這一模塊是變電站視頻監控系統的核心模塊。視頻監控技術在變電站中的應用，可以通過視頻監控管理模塊對變電站中的各電氣設備和人員作業情況等進行實時監控與視頻管理，通過監控變電站電氣設備的運行狀態，有效提高變電站運行的安全性和穩定性。在視頻監控管理模塊功能的實現方面，主要立足于變電站管理工作，相關工作人員通過視頻監控系統中的視頻管理模塊功能及時獲取變電站內各電氣設備的運行狀況，進而分析變電站的實際運行情況。視頻監控管理模塊中的監控信息管理頁面如圖3所示，為變電站管理人員提供了所有監控信息，工作人員登錄監控信息管理頁面后，可以按照工作的需求選擇不同功能的模塊，還能夠通過此模塊查詢到監控的類型、范圍、監控設備的類型、告警等級以及報警聯系人等信息。

圖3 視頻監控管理模塊

3.1.2 監控設備管理模塊

變電站中應用視頻監控系統，工作人員能夠通過監控設備管理模塊查詢監控設備的相關信息情況，從而對監控系統中的監控設備進行信息管理。變電站工作人員可通過此模塊實現電氣設備的維護、增加、修改以及刪除等操作。對變電站來說，通過監控設備管理模塊使用較多的功能就是綜合信息的查詢，工作人員可根據工作需求和條件進行信息查詢，輸入需要查詢的條件信息后，系統就會自動查詢。

3.1.3 告警管理模塊

此模塊主要功能是信息管理、告警功能的設置以及告警信息的處理等。告警功能的設置是該模塊的核心，工作人員能夠通過此模塊設置告警方式、告警項目以及告警等級等。工作人員登錄告警管理模塊頁面可以查看到變電站監控系統監控的類型、監控的范圍、實施監控工作的設備類型、監控設備的名稱、所發出的告警等級以及告警類別等多個方面的信息。

3.2 軟件的實現

視頻監控系統在正常運行之前，相關工作人員一定要對系統進行軟件測試。由于變電站中使用的視頻監控系統所具備的功能較多，因此技術人員可從中選取出一些比較重要的功能進行測試。如告警功能，工作人員能夠通過接收告警功能發出的告警信號，及時處理變電站內出現的異常情況。

4 結 論

變電站應用視頻監控技術是實現無人值守的重要因素。設計人員在設計視頻監控系統時，一定要保障視頻監控系統能夠實時監測變電站的運行情況。管理人員加強對變電站內各電力設備的有效管理，保證各電力設備的穩定運行，對促進實現變電站的穩定運行極其重要[2]。一般來說，變電站內有著極多的電氣設備，一旦變電站內某條線路出現短路，輕則將會引發設備故障或火災等事故，重則會影響變電站內部工作人員的人身安全。視頻監控技術包含告警功能，能夠將識別到的火災信息快速地傳遞給工作人員，在降低火災損失的同時，保障變電站的安全穩定運行。近年來，隨著居民生活水平的提高，用電需求量日益增多，很多地區電網規模也在日益擴大，變電站內的電氣設備逐漸增多，對視頻監控系統提出了更高的要求。希望各電力企業能及時完善視頻監控系統的相應功能，使其能夠更好地滿足變電站的發展使用需求，為我國電力行業的發展作出貢獻。