邸蘊(yùn)鵬

國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司

變電站無人值守監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用探析

邸蘊(yùn)鵬

國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司

當(dāng)前，電力系統(tǒng)正在大力推廣無人值守變電站，要實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人值守，除了遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控之外，遙視已逐步成為無人值守變電站新增的而且是一個(gè)十分必要的自動(dòng)化項(xiàng)目。所以無人值守變電站的投入使用帶來的一個(gè)巨大好處就是很好的保護(hù)了員工人生安全，節(jié)約了企業(yè)成本，保障了生產(chǎn)活動(dòng)的安全進(jìn)行?；诖?，文章就遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在無人值守變電站的應(yīng)用為例進(jìn)行分析，希望可以提供一個(gè)借鑒。

變電站；無人值守；監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用

1.無人值守變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1.1 組成部分

首先，無人值守變電站主要由主控中心、前端采集站、遠(yuǎn)程操作終端、模擬信息采集設(shè)備構(gòu)成。其基本的操作流程為由主控中心通過遠(yuǎn)程終端和前端的信息采集站對(duì)于無人值守的變電站進(jìn)行模擬信息的收集、整理、分析，匯總，再采用最佳的方案進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控和具體事故、突發(fā)情況的緊急處理。

1.2 主控中心的基本功能

其次，無人值守變電站中主控中心是其大腦和主要的控制設(shè)備。其基本的功能是運(yùn)用遠(yuǎn)程終端對(duì)于無人值守變電站進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理，既減少了人員的管理、又可以高效科學(xué)的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了管理的效率和降低了事故的發(fā)生。

1.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)基本原理

利用視頻監(jiān)控可進(jìn)行遠(yuǎn)程對(duì)生產(chǎn)設(shè)備輔助巡視，系統(tǒng)可執(zhí)行手工巡視和自動(dòng)巡視兩種模式。手工巡視模式，運(yùn)行人員可通過事先配置的巡視表，通過視頻遠(yuǎn)程進(jìn)行巡視。自動(dòng)巡視模式，可根據(jù)配置的巡視計(jì)劃，系統(tǒng)后臺(tái)自動(dòng)執(zhí)行巡視任務(wù)，對(duì)巡視項(xiàng)進(jìn)行拍照記錄，對(duì)可分析表計(jì)通過視頻分析進(jìn)行讀數(shù)，并判斷是否正常。

(1)數(shù)字化，即通過采樣和量化，將來自攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；

(2)數(shù)字圖像壓縮編碼，由于數(shù)字化后的圖像數(shù)據(jù)量非常龐大，必須進(jìn)行壓縮編碼，才能在目前的信道上傳輸；

(3)數(shù)據(jù)復(fù)合，即將壓縮后的圖像碼流與其它如音頻(也經(jīng)過了壓縮)、報(bào)警、控制等數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合，并加入糾錯(cuò)編碼，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流；

(4)信道接口，是用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)的接口設(shè)備。

在接收端是一個(gè)逆過程，但經(jīng)解壓縮后的圖像數(shù)據(jù)可直接顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，或經(jīng)復(fù)合后在電視監(jiān)視器顯示。

2.遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)

2.1 編碼技術(shù)

如果要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，就需要對(duì)視頻的模擬信號(hào)進(jìn)行壓縮以及數(shù)字化，對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮就是從空間上與時(shí)間上，將冗余信息除去。當(dāng)前，在多種視頻編碼算法之中，比較常用的是H.26 x與MPEG。根據(jù)實(shí)際情況的考量，在變電站遙視系統(tǒng)中采用MPEG-4壓縮編碼。

2.2 傳輸技術(shù)

通過數(shù)字化視頻，能夠在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳輸，不會(huì)受到距離的影響，信號(hào)也不容易受到外界的干擾，能夠在和那程度上提高圖像的穩(wěn)定性與品質(zhì)，從而保證了視頻數(shù)據(jù)的同步性與實(shí)時(shí)性。

2.3 基本功能

（1）實(shí)現(xiàn)“五遙”監(jiān)控：在現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中加入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到“五遙”監(jiān)控，即遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)和遙視。實(shí)現(xiàn)在操作員界面上，電力調(diào)度員可以查看相應(yīng)設(shè)備的實(shí)時(shí)圖像信息，同時(shí)在下發(fā)遙控命令時(shí)，可觀察到刀閘等設(shè)備的實(shí)時(shí)情況。

（2）多站點(diǎn)管理：系統(tǒng)能在一臺(tái)監(jiān)視器屏幕或電視墻上同時(shí)實(shí)時(shí)顯示來自不同變電站的多路圖像；多個(gè)監(jiān)控終端能同時(shí)監(jiān)控同一或不同的變電站圖像；具備多畫面自動(dòng)輪巡功能；兼有會(huì)議電視或可視電話功能。

（3）圖像監(jiān)視：在電力調(diào)度室的值班員可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視各個(gè)變電站圖像，分布在變電站的各個(gè)攝像機(jī)不停地將現(xiàn)場(chǎng)的情況傳給值班員，網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)小，只要攝像機(jī)布置合理，完全可以實(shí)現(xiàn)變電站無人值班。

（4）硬盤錄像：凡是可以看到圖像的計(jì)算機(jī)都可以進(jìn)行本地錄像，將視頻數(shù)據(jù)保存在硬盤上，這樣就形成了變電站錄像、電力調(diào)度中心錄像等多級(jí)錄像體系，需要時(shí)還可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程瀏覽錄像文件。

（5）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制：同時(shí)具備遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)、燈光、云臺(tái)、畫面分割器、矩陣等各種動(dòng)力設(shè)備，有效實(shí)施遠(yuǎn)程控制。

（6）監(jiān)控門禁：在具體的管理措施中，無人值守變電站的出入人員必須得憑借具有出入權(quán)限的磁卡或在門禁設(shè)備上輸入正確的口令才能進(jìn)出變電站，而在主控中心通過運(yùn)用綜合記錄管理系統(tǒng)可以對(duì)于出入的人員進(jìn)行集中記錄、查詢、視頻跟蹤監(jiān)控、報(bào)警等全方位的功能，保障無人值守變電站設(shè)備的安全。

（7）報(bào)警聯(lián)動(dòng)：系統(tǒng)可以 24 小時(shí)全天監(jiān)測(cè)所有探測(cè)器的外部工作環(huán)境以及自身的工作狀況，一旦探測(cè)器監(jiān)測(cè)到異常情況，報(bào)警器會(huì)立刻啟動(dòng)，同時(shí)開啟報(bào)警點(diǎn)的攝像系統(tǒng)，通過電子地圖的分析、攝像傳輸回來的報(bào)警點(diǎn)信息，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)的記錄與保存。

（8）安全防范：氣體泄漏報(bào)警監(jiān)視、溫感、煙感、報(bào)警監(jiān)視、與空調(diào)、配電系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制、多功能早期預(yù)警系統(tǒng)、各種門禁系統(tǒng)（磁卡、IC 卡、感應(yīng)卡、指紋門）監(jiān)視、管理等等。

3.變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況

系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來已充分顯示出其重要性和必要性，已為變電站的安全生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：1）實(shí)現(xiàn)了管理的信息化和自動(dòng)化。變電站的自動(dòng)化技術(shù)水平得到全面提升，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)了操作班變電站現(xiàn)場(chǎng)巡查流程，減少了人為因素帶來的可能事故和隱患，保證了電力生產(chǎn)正常運(yùn)行，同時(shí)減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率；2）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與消防、電子圍欄、門禁等聯(lián)動(dòng)報(bào)警，使變電站安全性得到了顯著提高。系統(tǒng)使所有重要的運(yùn)行設(shè)備和場(chǎng)所均處于嚴(yán)密的監(jiān)視和受控之中，真正為變電站少人值守甚至無人值守創(chuàng)造了必要條件。

綜上，近年來，生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)已在變電站重大操作、檢修和施工作業(yè)項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，取得了良好的效果，有效控制了現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，相信變電站安防將有更為廣闊的技術(shù)發(fā)展空間和市場(chǎng)回報(bào)。

[2]劉祥志，婁堅(jiān)鑫，鄭清風(fēng)，等.變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)中行為識(shí)別功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，34(22)：117-119.

[2]黃磊，鄔振武，穆松.蒙自變電站空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析[J].華東電力，2010，38(4)：513-514.

[3]胡珊，顧其威.無人值守變電站智能化遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程，2003，29(2):218-220.