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摘要：電力行業(yè)是一切經濟活動的支柱。隨著國家經濟的快速發(fā)展，能源需求大幅增長，國家加大了電網建設的投資力度。近幾年，電力設施、通信電纜等被偷盜、遭破壞現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，在網站上輸入“電力設施遭破壞”、“電纜被盜”等關鍵詞進行搜索，結果顯示共有數以萬篇相關新聞和網頁。因此電力部門變電站對安全防范系統(tǒng)的需求更為強烈。

關鍵詞：無人值守變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；架構

隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，無人值守變電站逐漸增多，為保障電網安全運行，并解決無人值守變電站的安全防范問題，非常有必要進行變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的建設。圖像監(jiān)控系統(tǒng)將變電站的各被監(jiān)視點，如主控制室全貌、設備情況、斷路器、隔離刀閘現(xiàn)場實際狀態(tài)等通過遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)傳輸到電力局巡檢中心和調度所，對重要變電站，局領導及調度人員可通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)對變電站的環(huán)境進行監(jiān)視；對無人值班站可減少巡檢人員工作強度，彌補變電站取消運行人員直觀性不強的弱點，同時加強對變電站的安全、保衛(wèi)工作、火警進行監(jiān)視，以提高變電站運行水平。

一、無人值守變電站監(jiān)控技術需求

隨著變電站自動化建設和改造不斷發(fā)展完善，電網企業(yè)大多已經實現(xiàn)了對遠方變電站的遙測、遙信、遙控、遙調，即“四遙”功能。當前，各企業(yè)為了提高勞動生產率，增加經濟效益，開始實施變電站/所的實現(xiàn)無人值守模式，圖像監(jiān)控系統(tǒng)是對“四遙”的進一步補充和完善，被行業(yè)稱為“第五遙”-遙視。

二、傳統(tǒng)監(jiān)控無法實現(xiàn)變電站的“五遙”

目前，市場上常見的電力變電站的遠程視頻監(jiān)控解決方案主要有三類。

第一類為基于模擬矩陣級聯(lián)解決方案

這類解決方案的優(yōu)勢在于圖像無損傳輸，切換、控制簡單、方便，適合于監(jiān)控點數較多且較集中的大型變電站。

這種解決方案的劣勢在于視頻的傳輸、多用戶共享以及存儲等方面不夠靈活。

第二類為基于嵌入式DVR的聯(lián)網解決方案

這類方案的優(yōu)勢在于解決了集中監(jiān)控、數字化傳輸、存儲等幾方面的問題，適合于各子站基中監(jiān)控，總站集中管理且網絡條件較好的變電站。

這種解決方案的缺點是只能達到半數字化的程度，系統(tǒng)的擴容、升級都有一定的局限性。

第三類為基于網絡視頻服務器的全數字化解決方案

完全基于網絡的數字化解決方案優(yōu)勢很明顯，系統(tǒng)架構更為簡便，完全數字化的視頻流無論在存儲、傳輸、多用戶共享，還是系統(tǒng)的擴容、升級方面都變得異常簡單、容易。

但是，電力行業(yè)中普遍采用2M網絡，由于帶寬受限，就注定了不能同時掛接過多的網絡終端，系統(tǒng)擴展性受到了一定程度的制約。

三、解決措施

經過多年的建設，目前，電力行業(yè)無人值守系統(tǒng)普遍存在的問題是：用戶在各自的變電站等已實施了部分視頻監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)測和綜合報警系統(tǒng)，但大多分步、分批實施，系統(tǒng)各自獨立運行，甚至每套系統(tǒng)都需要獨立的管理人員，很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，無形中降低了系統(tǒng)的高效性，增加了系統(tǒng)的管理成本。

無人值守解決方案以圖像監(jiān)控為主、數據監(jiān)控為輔，結合多種報警功能，正適應了電力部門無人值守變電站的需要。采用了先進的圖像識別技術，能夠對各變電站的電路短/斷、環(huán)境參量、現(xiàn)場狀況進行監(jiān)控和報警，能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站的情況，及時對發(fā)生的事件做出反應，并且操作簡單方便，適合電力部門維護使用。

◆1、監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

圖一、系統(tǒng)整體拓撲圖

圖二、變電站/所系統(tǒng)詳圖

◆2、系統(tǒng)組成

按功能共分三個子系統(tǒng)：前端信號采集處理子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)、遠程監(jiān)控子系統(tǒng)，其中：

前端信號采集處理子系統(tǒng)主要包括：1～4路網絡視頻服務器、網絡動環(huán)主機、半球、快球及一體化攝像機、各種報警探測器、動環(huán)門禁系統(tǒng)等。

信號傳輸子系統(tǒng)主要包括：各種傳輸線纜、10/100M交換機等通信傳輸模塊。

遠程監(jiān)控子系統(tǒng)包括：集控站監(jiān)控中心和調度局監(jiān)控中心部分。

◆3、系統(tǒng)實現(xiàn)

前端監(jiān)控設備

在變電站設置球機以觀察整個站的總體狀況，在大門出入口設置攝像機觀察整個通道人員的進出情況，在樓通道處設置攝像機以觀察整個通道人員的進出情況，在開關室內設置攝像機觀察各路開關的通斷狀態(tài)，通訊及監(jiān)控室設計球機以觀測直流屏等重要設施，在電容室內設置攝像機以觀察主要電容設備，在高壓室內設置球機以觀察高壓開關情況，并安裝門禁、煙霧探測、紅外報警等探測、報警裝置。

部分監(jiān)控場所需要安裝數據采集模塊，采集溫濕度、電壓電流等數據。

通常從變電站到監(jiān)控中心都有2Mbps的E1通道，將視頻服務器或者交換機通過2M網橋連到光端機等E1通道上，把圖像及相關數據傳送到監(jiān)控中心。

監(jiān)控中心

監(jiān)控中心分為集控站分控中心和調度局監(jiān)控中心。

集控站監(jiān)控中心主要負責管理前端各個變電站設備，相應權限由調度局監(jiān)控中心的密碼驗證服務器統(tǒng)一分配。根據實際情況選擇錄像或者將視頻信號解碼輸出至電視墻。

調度局監(jiān)控中心配置數據庫服務器、密碼驗證服務器、視頻管理服務器、流媒體服務器，負責管理前端所有攝像機、視頻編碼設備、報警設備，并聯(lián)動報警和數字錄像，同時管理后端所有上網監(jiān)控用戶。

調度局監(jiān)控中心擁有最高權限，負責系統(tǒng)里所有設備的權限認證和分配管理工作。

監(jiān)控人員通過綜合監(jiān)控平臺，用指定的用戶名和密碼登陸監(jiān)控服務器，就可以進行遠程監(jiān)控、調度、錄像、報警、電子地圖等一系列功能。

遠程監(jiān)控點

在電力系統(tǒng)網絡內的其他遠程監(jiān)控點安裝若干監(jiān)控主機，監(jiān)控人員通過IE瀏覽器，用指定的用戶名和密碼登陸監(jiān)控服務器，就可以進行遠程調度、監(jiān)控。

四、監(jiān)控系統(tǒng)特點

1、實施方便快捷：充分利用電力行業(yè)現(xiàn)有網絡環(huán)境，易于日后系統(tǒng)擴展。

2、適合構建大型系統(tǒng)：系統(tǒng)支持三級/四級網絡架構，支持大系統(tǒng)聯(lián)網平臺。

3、高度兼容性：系統(tǒng)可以支持多種系統(tǒng)兼容，持PC式監(jiān)控主機，支