变电站所远程监控系统的应用研究

2017-09-28陈亨波

电脑知识与技术 2017年24期

关键词：集中控制子站报警

陈亨波

(国网安徽省池州供电公司，安徽池州247100)

变电站所远程监控系统的应用研究

陈亨波

(国网安徽省池州供电公司，安徽池州247100)

从变电站所高清视频监控、工况数据遥测采集等变电站所远程监控应用场景的需求分析，提出涵盖远程采集、信号传输、主控中心的变电站所远程监控系统框架。

视频监控;远程监控;多业务传输平台;变电站

Abstract：This paper is about the research on remote monitoring frame for power substation.It discussess HD video surveillance,telemetry data acquisition,control center,transmission method and information security etc.

Key words：video surveillance;telemetry data;MSTP;power substation

1 概述

电力通信网作为电力网的重要组成部分，是贯彻国家电网公司“三集五大”发展战略和坚强智能电网建设的重要信息基础支撑，是保障电力网稳定、高效、安全运行的重要平台。伴随国民经济的高速发展，基础设施信息化程度的不断提高，各类企事业单位用电需求越来越大，配变电要求越来越高，有的企事业单位甚至配有多个10KV变电所及低压变电所，各变电站所之间距离分散，分批建设，系统各自独立。若不能实现变电站所统一自动化管理，及时采集上传监控视频、监控数据，变电站所的设备运行保养维护及日常管理将相当繁复。

因此，应将各变电站所整合到统一监控系统，实现站所实时监控视频、配电自动化监测与报警数据的采集和远程传输。

2 变电站所远程监控系统总体框架

变电站所远程监控系统一般涵盖实时视频和现场工况两方面监控数据，由远程采集子站、主控中心和传输通道构成，实现监控数据远端采集，网络传输，集中存储，电子地图统一监控，即“遥测”、“遥信”、“遥控”和“遥视”。一旦遇有突发运行故障报警，远程监控系统将依据相应预案，综合判断处置。

各分散变电站所安装远程采集子站，如图1所示。远程采集子站由电量采集模块、开关量状态采集模块、开关量控制模块、视频监控摄像机、温湿度环境模块、门禁系统模块、电源控制模块以及子站集中控制总成组成。

远程采集子站各模块与子站集中控制总成通过RS232、RS485、IP或其他方式连接，各模块应用自有固定通信协议机制，多线程通信采集，将实时获得子站各模块、各设备的工况数据汇流提交到子站集中控制总成。

远程采集子站集中控制总成汇集全部实时数据，统一处理转换后，一份存储记录于本地硬盘等存储设备，实现局部自治，以防传输网络中断或主控中心系统崩溃时，依然可从本地调出保存视频监控记录、工况数据及故障告警信息，为故障分析提供数据材料；一份上传至主控中心统一集中监控；同时，接收主控中心下发的处置操作命令，并对相应模块或设备执行对应操作。

远程采集子站控制工作站，可访问主控中心服务器调用专门绘图软件，绘制本变电站所一、二次设备的接线配置图，实时图形化展现本地越限、跳闸、相位等告警信息及用电量曲线。

图1 远程采集子站结构

主控中心如图2所示，配置多台工作站，同时连接多个变电站所，接收各变电站所子站集中控制总成上传的实时视频监控、工况数据及故障告警信息，并记录存储，集中现场展示各变电站所实时监控画面，处置告警信息，并下发处置操作命令。主控中心与远程采集子站，应用MSTP多业务传输平台连接，确保双向数据传输稳定可靠。

图2 主控中心结构

3 视频监控应用场景

视频监控运用IP方式组网，将变电站所设备运行与周界环境的实时视频和侦测信息经远程采集子站传送至主控中心。主控中心系统调度与运行维护人员对各变电站所采送的各监控设置点视频画面综合监视、管控，确保变电站所在无人值班状态下，对设备、环境动态监测，实现与安防、消防等系统的预警联动。

3.1 视频侦测模块

各变电站所监控点安装的高清网络摄像头将监控画面，传送到子站集中控制总成的视频监控主机，监控主机可对各摄像头进行光圈、焦距、俯仰、方位等参数适时进行调整控制，对各摄像头画面信号全天不间断地接收、保存，保存周期超过30天，并在画面中叠加所属变电站所名称，监控设备名称、监控日期时间等标识信息。

能够对监视到的画面进行分析，并对画面指定区域进行布防设置，一旦侦测到布防区域的物体移动或者变化异常，超出设定阈值，立即发出相应警报。

3.2 操作管理模块

维护人员登录后，根据所分配权限，可对各变电站所监视画面进行检索，对任意一路摄像头的监视画面回放调用。回放可以选择常速、快速、慢速以及逐帧等多种速度方式，并可对特定图像区域进行比例缩放。

3.2.1 操作权限

主控中心系统调度与运行维护人员拥有各变电站所视频画面的最高控制权限，采集子站本地登录用户拥有对本变电站所视频画面的控制权限，主控中心控制权限优先于采集子站控制权限。

3.2.2 报警管理

采集子站的报警信息划分为安防入侵报警、门禁报警、烟火灾报警、消防喷淋报警、设备故障报警，画面异常报警等类型。一旦出现报警，子站立即启动报警联动功能，摄像头自动切换到报警位置，自动进行录像保存、传送。保存的录像文件及报警信息统计记录满足180天可追溯，确保相关人员随时查看调用。

3.2.3 侦测回放管理

设定在规定时间内，对某个或全部变电站所的所有监控点画面实施自动轮巡。轮巡选择监控点、轮巡次序及轮巡间隔可根据实际需求进行自定义。

监控触发录像存储可根据实际需求选择预设计划、布防侦测、手动以及报警联动等多种方式。存储周期按满足不低于180天可追溯要求设定，存储空间循环使用，当空间不足时，默认自动删除最早录制文件。

4 工况数据采集应用场景

工况数据采集运用RS-485、RS-232通信接口及IP方式组网，将变电站所设备运行电能信息经远程采集子站传送至主控中心。主控中心系统调度与运行维护人员对各变电站所电能信息、故障录波、自动装置及远动装置等按照预案联动处置。

4.1 电量采集模块

运用多功能电力仪表或电量变送器完成采集。多功能电力仪表可编程采集包括电量测量、电能计量、有功参数、无功参数等数据，运用MODBUS-RTU协议、RS-485通信接口等直接接入子站集中控制总成。在没有安装多功能电力仪表的站所，可在测量回路中，加装电量变送器，采集相关电量数据，并以运用MODBUS-RTU协议、RS-485通信接口等接入子站集中控制总成。

4.2 开关量状态采集模块

开关量以1和0两种状态表示，采集开关所处位置即是一组开关量，是实现遥信的重要手段，开关量状态采集模块通过采集开关位置辅助触点，可以得到相应开关的位置信息。对于没有辅助触点的断路器，可通过在开关分合闸控制回路中，加装中间继电器，采集继电器信号。保护信号通过信号继电器采集。新型带电动复归功能电子式继电器更有益于信号采集。采集模块以RS-485通信接口接入子站集中控制总成。