变电站图像监视系统的应用

张新尧 彭波涛 顺德电力设计院有限公司，广东 顺德 528300

变电站图像监视系统的应用

张新尧 彭波涛 顺德电力设计院有限公司，广东 顺德 528300

随着变电所无人值班模式的推广、变电所巡检制度的建立，在电力调度中通过现有的电力通信网对所属无人值班变电所实现远程图像监控，可大大提高变电所运行和维护的安全性和可靠性，基于此，本文在对变电所现有的图像监控系统的现状进行分析的基础上，提出了现代变电所图像监视系统的概念，并对其基本功能、组成、作用及设计原则进行了论述。

图像监视；无人值班变电所；综合自动化

电力工业体制改革的进一步深化，电力事业的发展，不断对电网调度自动化提出新的要求，电网的运行和控制越来越依赖于完善、先进和实用的调度自动化系统;同时，现代科学技术日新月异，许多新理论、新方法、新器件不断出现，也为电网调度自动化技术的不断进步和设备的不断更新提供了技术和物质的保证。现代电网调度自动化系统的内涵也在不断丰富、发展，不仅包括能量管理系统EMS、变电站自动化系统以及电能量自动计量系统、水调自动化系统，电力市场技术支持系统，还将包括变电站图像监视系统等有关内容。

图像监视系统功能：随着变电站综合自动化的发展进程，无人值班、无人值守变电站不断增多，生产现场的可视化及环境监控问题，如防火、防盗、防渍、防爆等就显得不容忽视，而远动系统传统的“四遥”功能遥测、遥信、遥控、遥调却不能支持这一目的。于是，具备警戒作用的“图像监视”功能便成为现代远动系统的一项新内容。现代计算机技术、多媒体技术和通信技术的发展，已能成熟地实现图像、声音信号的数字化，以及对音像信号的处理和远距离传送，从而使远动系统增加“图像监视”在技术上成为可能。图像监视功能主要是实现在调度中心观看生产现场的实景，同时还应具备警戒甚至能启动安全设施的功能，如启动消防系统、排水系统、音响警告非法闯入者等。

1 图像监视系统的基本功能

(1)能在图像监视控制中心观察变电所装设的多个摄像机拍摄的视频信息，还可以对现场进行监听。

(2)能在图像监视控制中心对视频信息采集设备进行远方控制，包括云台的上下左右的旋转、镜头焦距、光圈的调整、灯光的控制、雨刷的控制、视频矩阵的轮巡和设置、快球预置位的设定等。

(3)能对被监控对象的活动图像、声音、报警信息进行数字录像，可以随时、即时地检索、回收记录存储的图像，如可按时间、地点或图像文件进行检索和回放。

(4)可以和变电所内RTU 或综合自动化系统接口，根据RTU或综合自动化系统的信息自动调整摄像机对准监视目标。

(5)可以和所内安防和消防自动化系统接口，根据安防和消防自动化系统的信息自动调整摄像机对准监视目标。

(6)能对多个监视位置的云台、镜头参数进行预设置，以便在需要时能方便、快速地转到相应的预置点。

(7)可以对高压设备进行超温检测和报警。(8)可统一对时。

(9)可以用打印机把计算机存储的图像信息打印成图片。

(10)可以对主控和分控操作人员授予不同权限。

(11)可以与电力系统内其他管理系统，如MIS系统、EMS系统、SCADA系统等接口，以便有关部门和领导即时了解、监督和指挥现场。

(12)可进行远程维护。

2 图像监视系统的组织结构

(1) 站端设备：

包括摄像机、镜头、云台、控制解码器、视频矩阵、报警控制设备、拾音器、编解码器等，在有人值守的远程现场可以设置多媒体控制计算机，也可以设置控制键盘，这些控制设备可以完成图像采集、压缩和远方控制中心的通信工作，同时也可以完成厂站端测控功能。对于无人值守的现场可以不放置计算机，只放置控制键盘。站端在系统中的作用是采集现场的各种视频、音频、数据等信息，并通过编解码器进行处理，将模拟信号数字化并压缩编码，以便于在可利用的数字通讯线路上进行传输。同时厂站端还具有把主站端传输过来的控制命令解码后控制镜头、云台等可控装置。

(2) 通信层：

通信层是厂站端和主站端之间的桥梁，是实现厂站端图像信息、音频信息、报警信息向图像监视控制中心传送和图像监视控制中心的控制命令向站端发送的保证。

通信层包括远传通道和通信设备，一般通过调度数据网复用2M电路传输。远传通道有光纤、微波、专线通道、扩频通道等，相应的通信设备有光端机、微波传输设备、调制解调器、扩频通信机等。

(3) 图像监视控制中心：

图像监视控制中心是图像监视系统的图像监控中心，主要由编解码器、视频矩阵、音频矩阵、音箱、计算机、监视器、网络视频服务器及监控软件等组成。

图像监视控制中心可设在调度中心或集控站内，其作用是把厂站端采集上来的图像信息、音频信息，通过编解码器解码转化成模拟信号后经视频矩阵进入多媒体电脑、监视器和网络视频服务器，用于监视各个现场。同时收集现场的报警信息，并根据报警信号和监视画面对厂站端的视频信息采集设备进行控制。

3 视频监控系统在变电站应起到的主要作用

(1)实时监视

a）监视变电站区域内场景情况；

b)监视变电站内刀闸的分、合状态；

c)监视变电站内变压器、断路器、CT、 PT、避雷器和绝缘子等重要运行设备的外观状态；

d)监视变电站的内主要室内（主控室、蓄电池室、高压室、电容室等）场景情况并实现双向通话以及温度、湿度和高压场地风力以及电缆沟水浸情况；

e)实现变电站防盗自动化监控、可进行周界、室内、门禁的报警及安全布、撤防；

f)实现变电站内消防系统报警，并对消防系统运行状态进行监视；

h)实现门禁、空调、照明系统等设备的远方监视和控制。

(2)事故追忆

随着技术的发展，视频监视图像可作为对事故追忆的一种有效手段，帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽可能地找到事故发生的原因。

(3)现场操作指示

变电站的各种操作要严格遵守操作规程，但是各种操作也比较繁琐，因此必须要有相应的保证措施——一般都采用系统的“五防”闭锁结合操作人员使用“五防”钥匙的方法来达到这一目的。在视频监视技术出现后，可以利用远程实时监视功能，由调度中心的值班人员对远方变电站操作人员进行操作指导，如果发现不正确的操作，可以通过电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失，例如操作隔离开关，传统的做法是，有人在现场监视操作过程，而一旦设置图像监视系统，可以通过图像监视系统监视隔离开关操作。另外，也可以发现一些在施工现场不容易观察的遗留工作物品，这时可以利用高空摄像机来发现这些遗留物品，从而消除安全隐患。

(4)安全防范

这里说的安全防范是指防火、防盗。系统通过分布在变电站的各种传感器，如烟感传感器、红外微波探头、门禁传感器等，接收并及时地将报警信号传送给调度中心，以做出相应处理。

夜间还可以通过与照明系统联动，当图像画面切换到某个房间，该房间照明自动启动，以便图像能看清楚现场情况。

4 系统设计原则

因此在设计变电站视频监控系统时，须考虑以下设计原则：

安全性：电力系统是一个对安全性要求特别高的特殊领域，须严格按照电力系统的各项规章制度，在不影响电力系统一次设备运行和二次保护、监控系统运行的前提下，进行系统设计、施工。

可靠性：所选用硬件均须进行过严格的测试，能满足长时间连续稳定运行的要求。

先进性：须基于先进的软硬件构架和图像压缩标准，使系统升级、扩展更容易，图像传输速度更快。

易用性：应采用图形化界面，如Microsoft Win32操纵平台（WindowsNT/ 98/2000），简洁直观，用户易学易用。

开放性：应采模块化、层次化的设计，系统可方便地进行扩充，同时系统具有同其他电力自动化系统良好的接口。

图像监视系统不仅能应用于电力系统，也可广泛应用于交通、银行、大型超市等场所。在系统运行后，无论在何地均可通过手提电脑调出各个远端网点的监控图像，为电力调度运行提供方便。远程站点报警时，自动接通管理中心接收主机，将报警现场图像显示在监控屏幕上，值班人员可及时确定报警的性质，掌握报警现场的动态，大大提高安全程度及工作效率。另外，管理中心可通过通信网络调看远端现场的图像，检查基层站点的保安工作情况，及时消除安全隐患。

[1]GB/T13729-2002.远动终端设备[S][2]DL/T860.变电站通信网络和系统

[3]Q/CSG11201-2009.应急指挥平台建设规范

[4]S.00.00.05/Q106-0001-0909-6098G D.变电站视频及环境监控系统技术规范

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.065

张新尧，1977年生，男，汉族，海南人。本科，电力工程师，从事电力设计工作十余载。

彭波涛，1977年生，男，汉族，湖南人。本科，电力工程师，从事通信设计工作十余载。