基于视频监控的变电站智能巡检系统研究

陈 逸

（国网宜兴市供电公司）

0 引言

变电站安全运行是提高变电站可靠性的重要因素。变电站在运行过程中容易出现主变压器、隔离开关、断路等故障，为了保证变电站稳定运行，提高变电站运行质量，必须全面提高变电站巡检工作的质量。随着科学技术的不断进步，当前的变电站巡检工作已经逐渐应用智能化巡检系统，利用先进的科学技术，提高变电站巡检系统的智能化，是当前变电站巡检工作中的重要发展方向。

1 变电站巡检系统概况

1.1 变电站巡检系统的重要性

在变电站中设置智能巡检系统，是指变电站充分利用现代化的信息技术，在符合变电站安全运行的前提下，统筹变电站的巡检设备以及巡检资源，进而有效掌握变电站的实时运行情况［1］。变电站的智能巡检系统，能有效提高变电站巡检工作的科学化和智能化，通过集中分析变电站的运行状况，能制定更为专业的变电站维护方案。同时，利用变电站智能巡检系统，还能节省人工巡检工作所耗的人力物力，进一步提高变电站巡检工作的质量和效率。在实际运行中，变电站智能化巡检系统能有效实现各种智能应用，如智能警报、智能数据分析、简单的智能决策等功能，并结合视频监控实现对设备状态的可视化监控，有效将设备的运行状况、耗损情况等利用视频或图片传输到运维人员手中，方便运维人员实时了解变电站运维情况。此外，变电站的智能巡检系统还根据视频监控内容和实际运行情况生成巡检报告，帮助运维人员及时掌握设备运行状态，排查安全隐患，提高设备的使用寿命。

1.2 变电站巡检系统的视频监控建设现状

视频监控在我国电力行业中的应用越来越深入，已经从初步的模拟信号系统技术逐渐进步到了综合监控系统技术［2］。随着现代信息技术的进步，视频监控系统与其他信息技术如网络、计算机等之间的联系越来越深，电力行业的监控手段越来越先进。时至今日已经实现了远程数字监控系统。但由于受到电力行业运行复杂性的影响，当前的变电站监控系统中依旧存在着一系列问题，严重影响了变电站巡检系统运行效率的进一步提升（见表1）。

表1 变电站巡检系统问题分类

2 基于视频监控的变电站智能巡检系统架构设计

2.1 变电站智能巡检系统的总体架构设计

智能巡检系统主要分为接口层、服务层、应用层。按照设计标准设计的智能巡检系统接口层能有效获取整个巡检系统的监控数据，是应用层和服务层工作有效开展的基础。服务层中包含了许多的应用功能模块，通过不同模块为系统提供的不同应用功能，是智能巡检系统实现各种应用控制的前提。应用层是主要是根据变电站对电力巡检系统的应用需求而设计的一系列功能（如图1所示）。

图1 变电站智能巡检系统总体架构

2.2 变电站智能巡检系统的数据分类

变电站智能巡检系统中的数据类型主要有实时数据、历史数据、资源数据以及管理数据。其中实时数据是指系统在运行期间直接产生的数据，具有实时性的特点，能够实现第一时间的数据获取［3］。该类数据主要用于巡检指导或巡检处理等情况；历史数据是指设备运行的历史记录数据，对设备状态、设备故障和设备检修情况以及巡检维修情况等历史记录进行统计，为后期巡检工作和维护工作的开展提供一系列理论依据；资源数据包括巡检路线信息、系统属性等数据，是设备运行的基础数据；管理数据的主体是设备的智能巡检系统，其中包含着联动管理数据、管理日志、互联管理数据和用户管理数据等。

2.3 变电站智能巡检系统的逻辑架构

变电站智能巡检系统的逻辑架构的构建依据主要是用户交互层和逻辑层依据数据源，数据来源为电网统一监控平台和系统前端采集数据。在实际运行中，不同的运行层次能实现的运行功能不同，一般来讲可以分为业务逻辑层、用户交互层两个层面，利用视频监控为变电站智能巡检系统提供全面的应用（见表2）。

表2 变电站智能巡检系统的逻辑架构与其关联的应用

3 基于视频监控的变电站智能巡检系统的应用功能

应用视频监控可以更好地实现变电站的智能巡检功能，根据功能的应用场景可以分为巡检方案管理、巡视模式管理、巡检任务管理、巡检结果管理、等四个方面。

3.1 巡检方案管理

变电站的巡检工作开展过程中，必须要对变电站管理范围内的空间如电缆室进行智能巡检，同时还要检查区域内的电器设备状态是否正常，随后根据巡检需求指定巡检方案［4］。变电站的智能巡检方案包含了巡检范围、巡检目标、巡检方案、巡检路线、巡检对象等。此外，智能巡检系统还还具备了一定的灵活性，在实际开展过程中会根据开展效果科学修改方案内容，或对巡检顺序等进行微调，最大可能地以提高巡检效果。例如在巡检变电站的主变压器时，巡检系统首先应用视频监控功能检查油温、绝缘子、运行声音、控制箱严密性、油色等进行巡视，随后用户根据需要对相关巡视点、巡视时间等进行设置。如在设置隔离开关和主变压器的巡视程序中，由于巡视内容较多，为了获得全面的巡视数据，应该尽量延长相关环节的巡视时间。

3.2 巡视模式管理功能

巡视模式管理功能是基于视频监控下的变电站智能巡检系统，根据实际巡视需要，对巡视方式进行管理，其中主要有自动巡视模式和手动巡视模式两种方案。在系统的运行过程中，利用自动巡视模式能自动对系统开展巡检工作并对巡检全程进行视频记录，是变电站智能巡视系统的主要巡视方案。手动巡视模式巡检工作人员利用远程操作对区域内的相关设备进行巡视，并在巡检档案中记录相关巡检结果，是对自动巡视模式的补充。

3.3 巡检任务管理功能

巡检任务管理是指变电站智能巡检系统根据巡检方案开展相关巡检工作时所对应的系统巡检任务，智能巡检系统能根据需要完成巡检任务，是巡检方案有效落实的重要保障［5］。

3.4 巡检结果管理

巡检结果是智能巡检系统根据巡检方案使用一定的巡检模式开展巡检工作后的最终巡检结果，是变电站了解设备运行状况，针对设备运行情况制定设备运行优化措施的重要依据，能有效促进设备高效平稳运行。变电站智能巡检系统的巡检结果往往以巡视记录清单的形式呈现出来，利用巡视清单展示相关的巡视范围和巡视时间，并能协助查询相关的设备巡检结果。利用巡视清单，用户能将巡视范围和巡视时间清晰地展示在客户面前，同时，巡视清单还具备相应的打印和留档功能，能为用户提供多功能服务。此外，变电站智能巡检系统的巡检结果管理还包括巡检执行功能，如图2所示。巡检执行功能主要有对巡检范围进行录像、对巡检结果进行指导、对巡检进度进行查询等功能。

图2 巡检执行的技术支撑及功能

4 基于视频监控的变电站智能巡检系统的优化

随着科技的进步和信息技术的发展，为了更好地服务于变电站的巡检工作，还需要根据变电站的实际情况指定个性化的优化方案。例如将视频监控技术与其他应用进行联动［6］。一是电器设备状态保持联动，扩大巡视范围、提高巡视清晰度；二是与报警远程监控平台进行联动，实现对系统的远程管理；三是与前端数据采集装置进行联动，自动化处理简单的运行异常。此外，还应该重视对视频监控技术的研发与利用，进一步提高信息的实时传递功能，进一步为系统提供优质的信息传递服务，提高系统的智能性。

5 结束语

总之，近年来我国经济飞速发展，在社会生产过程中对电力的依赖性逐年提高，因此，电力系统必须要提高对变电站的运维管理力度，提高运行效率，保证电力系统供电的可靠性。变电站的巡检工作直接关系到了电力系统供电的可靠性。基于变电站智能巡检系统通过与视频监控技术的有效结合，能进一步提高系统的智能性与科学性，提高变电站的供电效率和供电质量。然而由于变电站智能巡检系统在建立过程中还会涉及到一系列复杂问题，要想充分利用变电站智能巡检系统，提高变电站巡检效率，必须深入了解变电站智能巡检系统的运行原理和运行功能。