电气设备缺陷远程诊断信息交互系统的研究与开发

叶 玮 杨金飞

（国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江 金华321000）

0 引言

当前，变电站缺陷汇报与检修处理状况存在着很大不足。首先，值班员在巡查变电站时发现设备运行异常或者监控系统报警，赶到变电站现场查看后，再通过电话向检修人员表述缺陷情况，这种仅靠异地语音通话的方式往往会导致双方沟通不畅，使检修人员产生盲人摸象的感觉，结果检修人员到达现场后发现所带备品备件不合适或者不齐全，需另派车辆专程送备品备件或者以后再处理，浪费人力、物力和时间。其次，有些缺陷由运行人员在检修人员的指导下进行简单、安全风险小的操作便可消除，而运行人员仅凭语音通话不能准确领会检修人员的指导意图，常常怕出安全风险拒绝此处理工作。再次，变电站数量多，路途远，用车费用高。因此，有必要利用电气设备缺陷远程诊断信息交互系统来诊断缺陷。

1 电气设备缺陷远程诊断信息交互系统实现基础

当前变电站图像监控系统的配置为电气设备缺陷远程诊断信息交互系统的实现提供了充分的准备。

整个变电站监控系统由监控前端子系统、传输子系统、监控中心（浏览器端）等组成，是一套完全基于网络环境，采用开放型B／S（浏览器端／服务端）结构设计的数字视频及环境集中统一平台监控系统。该系统可进行多级组网，如图1所示。省局监控中心最多可以监控255个地局中心，每个地局中心可监控255个县局中心，每个县局中心可以监控255个变电站。

图1 B／S统一平台系统组成图

多媒体图像监控系统通过在变电站重要部位安装摄像机并通过传输网络将图像传到监控中心，中心值班人员可通过电脑上的IE实时监控现场情况，及时发现设备异常状况和故障隐患，以便尽快进行相关处理。

前端子系统主要用于变电站的图像采集与处理，主要设备包括摄像机系统（摄像机及其辅助设备，如护罩、云台、解码器等）、红外／烟雾报警器、视频编码服务器等。前端从摄像机到视频编码服务器间采用的是传统的模拟信号处理方式，根据监控场所环境和安装位置要求，摄像机有室内安装和室外安装2种形式，摄像机的控制类型包括固定（不可控）式和云台／镜头可控式2种形式。前端摄像机的视频（音频）信号通过模拟音视频线缆接入视频编码服务器，由视频编码服务器对模拟信号进行编码压缩（采用MPEG 4）后编码为数字方式的IP信号，并通过TCP／IP网络向远端的监控中心传输。对可控的云台／镜头的控制，通过从视频编码服务器接出的RS485控制线来实现，控制信号命令可以由远端的分控或主控中心通过TCP／IP网络发出。如果需要，可以在视频编码服务器上接入拾音器（驻极体话筒）和喇叭（有源音响），用于语音对讲；接入红外报警探头以及门磁等设备，用于入侵检测报警；接入声光报警器，一旦发现有非法入侵，即可发出声光报警信号。同时，可以将报警信号与摄像机的预置位关联，联动控制摄像机的云台／镜头到相应位置，自动捕捉需要的画面。

变电站监控系统与监控中心之间采用TCP／IP网络传输方式，利用已建的光传输网，组成从场站到监控中心二级监控形式的TCP／IP监控专线网。监控中心为系统的维护和管理中心，是整个系统的核心，主要负责视音频信息的处理，包括远程监视、录像、回放等；系统的控制，包括对前端的云台、镜头控制等；系统的管理，包括系统设置／配置、用户管理等。监控中心系统的设备主要包括服务器、监控工作站以及控制软件、存储设备和介质、图像显示电视墙等。系统构成如图2所示。

图2 监控系统构成原理图

2 电气设备缺陷远程诊断信息交互系统实现方案

通过现有的图像监控系统、智能管理PC机网络系统、语音电话稍加扩展即可实现电气设备缺陷远程诊断信息交互系统（图3），具体方案如下：

图3 电气设备缺陷远程诊断信息交互系统

在主控室、继保室、开关室以及户外消防室（箱）内增加模拟音视频线缆接入口，利用线缆与一个可视对讲头盔相连，头盔上有一个微型视频摄像头、麦克风、耳机和微型屏幕，现场运行人员只需戴上这个头盔，电气设备缺陷远程诊断信息交互系统就可使经验丰富的检修人员从远端运行人员的“肩头上”看到他对现场设备的检查，仿佛检修人员亲身到了现场。视频和音频信号通过头盔传送到检修部门，检修人员能与远端运行人员交谈并指导现场正在进行的检查，甚至开展一些信息调阅、重新启动装置等不影响安全的简易工作。

每个集控站配备1～2台上述可视对讲头盔；任何一台办公电脑都可作为终端，只需配备一只耳麦和安装相关图像软件并取得授权权限即可。检修班组、生技部门、调度甚至厂家均可使用此终端，并可组成一个小型的专家诊断系统。

当然，上述可视对讲头盔可以用手持移动式语音图像实时传送装置（比如高清DV、新闻采访机）代替。运行人员也可利用摄像机对缺陷部位进行拍摄、录像，然后将图像声音发送到内网专用平台，检修人员可以在该平台上进行一个初步的分析。

随着IEEE802．11无线局域网等标准的制定，适用于变电站标准的无线通信技术的应用是未来发展的必然趋势，届时上述信息交互系统可在整个变电站内采用无线数据传输方式。

因此，电气设备缺陷远程诊断信息交互系统易于实现，成本低。

3 电气设备缺陷远程诊断信息交互系统试验运行效果

选取1个220kV和2个110kV无人值班变电站作为试点，按照上述配置进行调试，达到预期效果，该信息交互系统适宜在整个电力系统中推广。

4 结语

将当前变电站图像监控系统稍加扩展变为电气设备缺陷远程诊断信息交互系统，利用该系统检修人员可以及时、全面、准确掌握缺陷信息，提高缺陷处理的针对性与效率。简单缺陷可由运行人员在相关人员的远程指导下处理，这样就减少了出车成本和时间成本。经过在变电站试运行，该信息交互系统适宜在整个电力系统中推广。

［1］洪洲，潘功茂，赵江良．变电站图像监控系统［J］．农村电气化，2008（10）：26～29

［2］蔡明．利用远程图像监控系统实现变电站的无人值守［J］．电工技术，2004（1）：37～40