变电站视频监控技术及实现

李 清，孙蓉蓉，陈焕彬

（1.深圳供电局有限公司，广东 深圳 518048；2.南方电网深圳数字电网研究院有限公司，广东 深圳 518034）

0 引 言

城市电力系统中，变电站承担着电压与电流的变化及分配任务，有效维护了电力系统的安全稳定运行，保障了城市电力资源的正常供应。因此，变电站在城市发展中发挥着不可替代的作用。近年来，随着我国信息技术的广泛应用以及智能化设备的更新和优化，视频监控技术被广泛应用在变电站的正常运营中[1]。该监控技术通过识别和检测变电站生产过程中出现的一些异常行为发出警告提示，有效保障了变电站的安全运营。

1 变电站应用视频监控技术的意义

在电力系统中，变电站应用视频监控技术，不但有效保障了电力设备的运行安全，还极大地降低了供电过程中所出现的不必要损失，减少了电力企业在电力设备方面的成本投入。目前，我国很多变电站都在朝着无人或少人值守的方向发展，为视频监控技术提供了更加广阔的发展空间。

整个电力系统的核心部分是变电站。电力系统正常稳定的运行环境下，如果遇到变电站发生故障，则会直接导致电力供应中断，对社会及国家发展造成不可估量的损失，因此保障变电站的安全稳定运行显得极其重要。视频监控技术能够实时检测变电站设备的运行状况，还能够分析和处理采集到的变电站运行的相关信息。当其识别到异常情况时会自动发出告警提示，工作人员收到提示后能够在最短的时间内对故障部位进行检查维修，及时消除电力系统中出现的异常情况，为变电站的稳定运行提供保障。某变电站视频监控系统如图1所示。

图1 某变电站视频监控系统

2 变电站视频监控系统设计人员的设计思路以及需要遵循的原则

2.1 设计思路

变电站视频监控系统实时监测变电站内各电气设备的运行状况，设计人员可在变电站内设置监控点，安装高清摄像头，使其及时采集相关的数据，并利用数字图像处理技术及时分析和处理采集到的数据信息，并将分析结果输送给硬盘进行录入。此外，定时发送录入情况，提示工作人员进行查看。某变电站视频监控系统部局结构如图2所示。

图2 某变电站视频监控系统部局结构图

2.2 设计原则

设计人员在明确了视频监控系统的设计目标后，就可着手进行具体的设计工作，在此过程中需要遵循以下几个原则。

2.2.1 可靠性

由于视频监控系统由计算机网络系统实现，因此计算机网络系统的可靠运行是保证变电站视频监控系统正常运行的重要条件，对保证实现变电站视频监控系统的主要功能起到积极意义。变电站视频监控系统中，因为变电站现场数据信息的采集需要通过视频监控完成，所以电力企业一定要保证计算机和摄像头等硬件设备性能的稳定性。

2.2.2 实用性

变电站中视频监控技术的应用主要是用计算机代替人工监测各设备的。因此，设计人员要注意设计的视频监控系统一定要实用，要能够较好地满足使用者的工作需求。此外，设计人员还要从整体角度进行分析和考虑。所设计的视频监控系统不但要能够正确显示数据信息，还要能够显示出图形信息，同时保持功能齐全和操作尽可能简单。

2.2.3 扩展性

设计人员要充分结合变电站的实际情况，站在发展的角度，使得所设计出的视频监控系统能够按照工作人员工作需求的变化进行扩展。

2.3 监控系统的逻辑架构

设计人员在设计视频监控系统逻辑架构时，需要结合实际情况，选择耦合性低、可塑性好、重用性高以及步数速度快的框架架构。一般情况下，此种逻辑框架架构包括视图层、业务层以及数据库共3个层面。其中，视图层主要存储短视频监控系统相关的页面及文件信息，用户通过视图层能够清楚地理解视频监控系统的操作页面，从而进行正确的操作；业务层则主要负责视频监控、设备管理、警示信息的发送以及报表统计等业务处理；数据库一般与业务层进行数据共享，对系统中的一些数据进行分析和处理等操作。

3 变电站视频监控技术的实现

3.1 功能模块的实现

视频监控系统中各功能模块的实现是极其关键的环节。当一些模块的功能实现后，应及时对其进行软件测试，进一步对监控系统的功能进行检验。此次在视频监控系统中设计了以下3个主要功能模块。

3.1.1 视频监控管理模块

这一模块是变电站视频监控系统的核心模块。视频监控技术在变电站中的应用，可以通过视频监控管理模块对变电站中的各电气设备和人员作业情况等进行实时监控与视频管理，通过监控变电站电气设备的运行状态，有效提高变电站运行的安全性和稳定性。在视频监控管理模块功能的实现方面，主要立足于变电站管理工作，相关工作人员通过视频监控系统中的视频管理模块功能及时获取变电站内各电气设备的运行状况，进而分析变电站的实际运行情况。视频监控管理模块中的监控信息管理页面如图3所示，为变电站管理人员提供了所有监控信息，工作人员登录监控信息管理页面后，可以按照工作的需求选择不同功能的模块，还能够通过此模块查询到监控的类型、范围、监控设备的类型、告警等级以及报警联系人等信息。

图3 视频监控管理模块

3.1.2 监控设备管理模块

变电站中应用视频监控系统，工作人员能够通过监控设备管理模块查询监控设备的相关信息情况，从而对监控系统中的监控设备进行信息管理。变电站工作人员可通过此模块实现电气设备的维护、增加、修改以及删除等操作。对变电站来说，通过监控设备管理模块使用较多的功能就是综合信息的查询，工作人员可根据工作需求和条件进行信息查询，输入需要查询的条件信息后，系统就会自动查询。

3.1.3 告警管理模块

此模块主要功能是信息管理、告警功能的设置以及告警信息的处理等。告警功能的设置是该模块的核心，工作人员能够通过此模块设置告警方式、告警项目以及告警等级等。工作人员登录告警管理模块页面可以查看到变电站监控系统监控的类型、监控的范围、实施监控工作的设备类型、监控设备的名称、所发出的告警等级以及告警类别等多个方面的信息。

3.2 软件的实现

视频监控系统在正常运行之前，相关工作人员一定要对系统进行软件测试。由于变电站中使用的视频监控系统所具备的功能较多，因此技术人员可从中选取出一些比较重要的功能进行测试。如告警功能，工作人员能够通过接收告警功能发出的告警信号，及时处理变电站内出现的异常情况。

4 结 论

变电站应用视频监控技术是实现无人值守的重要因素。设计人员在设计视频监控系统时，一定要保障视频监控系统能够实时监测变电站的运行情况。管理人员加强对变电站内各电力设备的有效管理，保证各电力设备的稳定运行，对促进实现变电站的稳定运行极其重要[2]。一般来说，变电站内有着极多的电气设备，一旦变电站内某条线路出现短路，轻则将会引发设备故障或火灾等事故，重则会影响变电站内部工作人员的人身安全。视频监控技术包含告警功能，能够将识别到的火灾信息快速地传递给工作人员，在降低火灾损失的同时，保障变电站的安全稳定运行。近年来，随着居民生活水平的提高，用电需求量日益增多，很多地区电网规模也在日益扩大，变电站内的电气设备逐渐增多，对视频监控系统提出了更高的要求。希望各电力企业能及时完善视频监控系统的相应功能，使其能够更好地满足变电站的发展使用需求，为我国电力行业的发展作出贡献。