变电站远程监控系统的设计

王娟

【摘 要】通过国家智能电网的发展趋势，研究了变电站智能化在智能电网建设中的重要性以及变电站远程监控系统的发展现状，对该系统的基本构成、工作原理和特点进行了阐述。该系统可实现数据、图像采集，图标显示，历史记录存储以及事故报警综合处理等功能。可以实时显示和采集数据，并且可通过局域网和互联网在远程实现对系统的控制和运行数据的传输，实现资源共享。为生产运行人员和各级领导及职能部门及时准确的提供变电站各种现场信息，使变电站的运行更加安全可靠。

【关键词】智能电网；变电站；监控系统；远程控制

0 引言

变电网安全稳定运行水平。随着用电负荷的快速增长和负荷密度的加大，变电站的电压等级和变电容量不断提高，对供电可靠性的要求也越来越高。因此，必须提高变电站的远程监控系统智能化水平。传统变电站监控系统采用的是传统的模拟的监控方案，施工困难，维护困难，视频监看模糊，数据采集困难等。本次方案设计采用全网络智能高清化解决方案，相对于传统监控解决方案来讲全网络智能高清化解决方案战略，结合网络嵌入式解码设备，迎合数字化、高清趋势，增强整体解决方案能力，数字化、网络化，为用户提供更加先进更加合理的方案。

1 设计方案

1.1 系统构成

整个变电所监控系统由变电所站端系统设备，监控中心系统设备及网络客户端三个部分组成。系统结构如图1所示：

1.1.1 站端系统

站端系统主要指变电所的图像、报警、消防采集与处理，设备主要包括摄像机系统（摄像头及其辅助设备如护罩、云台、解码器等）、红外/烟雾报警器、网络视频编码服务器等。

站端从摄像机到网络视频编码服务器间采用的是传统的模拟信号处理方式，即根据监控场所环境和安装位置要求，有室内安装和室外安装两种形式，以及摄像头的控制类型包括固定（不可控）式和云台/镜头可控式两种形式。前端摄像头的视频（音频）信号通过模拟音视频线、光纤集中传输到站内机房的嵌入式网络视频编码服务器，由网络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，通过从网络视频编码服务器接出的RS485的控制线来实现，发出控制信号命令的可以是由远端的分控或主控中心通过TCP/IP网络发出的控制命令。

另外也可以在网络视频编码服务器上接入驻极体话筒和喇叭（或有源音响），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，即予发出声光报警信号。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。

1.1.2 监控中心系统

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，包括对站端的云台、镜头控制等；系统的管理，包括系统设置/配置等。

监控中心系统的设备主要包括中心服务器、视频工作站以及控制软件、存储设备和介质、电子地图/报警管理主机、图像显示电视墙等，对下属所有变电站的站端设备（信号）进行集中监控录像和报警管理。

1.1.3 网络客户端

网络客户端用户必须登陆监控中心的服务器，输入用户名和密码，完成身份验证后方可实现远程监控。

1.2 系统功能的实现

1.2.1 视频监控部分

采用智能跟踪网络高清云台，用于监看变电站站内和站外的视频监控，其中远距离传输用光纤高速球。同时前端还配置了网络硬盘录像机，用于采集、上传实时视频。当产生报警时，网络硬盘录像机联动对应的球机，球机将视角自动转到报警点位，使工作人员可以第一时间清楚的监看到现场的情况。网络硬盘录像机具备移动监测报警和外部报警，即当有人在开闭所走动时和外部报警信号触发时，都会产生报警并且在中心平台上联动视频监看。

1.2.2 环境量监测

采用灯光控制器、电子围栏、红外双鉴、门禁、烟感探测器、风速探测器、温湿度探测器和水浸探测器，这些探测器通过无线传感网将探测到的数据上传，最终传送到智能变电站视频监控中心系统，系统平台对这些数据进行处理和响应。

当电子围栏、门禁、红外双鉴、烟感探测器产生报警时，这些设备产生报警信号上传到网络硬盘录像机，网络硬盘录像机联动球机自动追踪到产生报警的设备上，同时网络硬盘录像机上传报警信号到智能变电站综合监控平台，平台自动跳转到报警视频上。假设烟感探测器检测到烟雾浓度超过正常值，产生报警后，平台可以直接监看到球机已经转到烟感探测器的位置，直接清楚的监看到现场的情况。

当风速探测器、温湿度探测器、水浸探测器产生报警时，这些设备产生的报警信号通过无线网络传输到智能变电站综合监控平台，平台自动联动到前端球机，用户可以直接监看到前端视频。假设水浸探测器检测到有水超过正常值，它将触发报警信号，通过无线网络传输到平台上。平台可以直接监看到球机已经转到水浸探测器的位置，直接清楚的监看到现场的情况。

1.2.3 中心服务器部分

中心服务器是整个系统的核心。其主要功能如下：

①对所有前端主控设备（PC-DVR、EM-DVR、DVS）远程管理和维护；

②管理包括视频工作站、电子地图/数字矩阵/报警管理主机在内的指挥中心设备；

③集中管理用户和用户权限；

④显示所有设备工作状态。

1.2.4 电子地图/报警管理主机部分

①递进式的二级电子地图功能；

②远程接收和管理报警功能；

③日志管理功能；

④方便快捷的图像调取和云台控制功能。

1.2.5 监控中心系统

监控中心系统是集控中心部分，主要由图像监控服务器，监控管理系统和监控客户终端组成。主要完成图像接收，图像解码，用户登陆管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。具体是监控中心负责管理各远端或近端的监控现场设备，监控中心与变电所一一对应设置的解码设备将图像及报警信号还原后送到主控计算机，通过主控计算机显示图像和记录变电所的各设备、仪器仪表的情况，同时图像也可以在单独配置的大屏幕上显示。监控中心能够随意切换控制各变电所所有摄像机，当某变电所发生告警时，通过前端的网络服务器就可产生联动控制，如联动声光报警，并自动将摄像机切换到告警现场，监控中心可以自动启动录像。在电力局本部局域网内，可以通过安装客户端，根据权限的不同供局本部其它网络用户操作或浏览。

2 总结

目前，虽有对各专业的运行归口协调职能，但不能及时掌握运行状况和指挥处理运行障碍。各种运行管理联系松散，依靠原始的人工方式已不能满足电力系统安全生产的需要。要跟上发展步伐，必须在健全和完善电力网络的同时建立电力综合监控系统。电力综合监控系统将变电站的视频数据和监控数据由变电站前端的设备采集编码，并将编码后的数据通过网络传输到监控中心，实现对前端变电站“立体式”监管。

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[责任编辑：杨玉洁]