变电站视频监控技术与实现方式研究

王柄智 吴飞云龙

摘 要：文章首先对变电站应用视频监控技术的重要意义进行简要阐述，随后对变电站视频监控系统的设计方案进行分析，在此基础上对变电站视频监控系统的实现方式进行论述。期望通过本文的研究能够对变电站运行的安全性和稳定性的提升有所帮助。

关键词：变电站；视频监控；系统设计与实现

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）02-0016-03

Research on Video Monitoring Technology and Implementation Mode of Substation

WANG Bingzhi，WU FEI Yunlong

（Inner Mongolia Wuhai Electric Power Bureau Communication Department，Wuhai 016000，China）

Abstract：First，the importance of video monitoring technology in substation is briefly described. Then，the design scheme of substation video monitoring system is analyzed. Based on that，the implementation mode of substation video monitoring system is discussed. It is expected that this study can help improve the safety and stability of substation operation.

Keywords：substation；video surveillance；system design and implementation

1 变电站应用视频监控技术的重要意义

近年来，随着视频监控技术的不断完善，使其应用领域在原有的基础上进一步拓宽，该技术在电力系统中得到了广泛应用，由此为现场电力设备的安全运行提供了可靠的保障，减少了供电过程中不必要的损失，为电力企业带来了一定的经济效益。目前，国内很多变电站都在朝着无人或少人值守的方向发展，视频监控系统在变电站中的应用，可为这一目标的实现提供强有力的支撑。相信在不久的将来，视频监控系统将会成为无人值守变电站的一个重要组成部分。就变电站而言，它是整个电力系统的核心部分，一旦变电站发生运行故障，将会直接对电力供应造成严重的影响，由此导致的损失无法估量。因此，确保变电站安全、稳定地运行尤为重要。通过视频监控系统可以及时了解并掌握站内设备的运行状况，同时，系统会对采集到的信息进行分析处理，发现异常会自动发出告警提示，工作人员收到提示后可在第一时间掌握异常情况，并制定有效的方案进行解决处理，消除异常，使变电站保持稳定运行。

对于变电站而言，视频监控系统是实现无人值守的关键因素，故此在对系统进行设计的过程中，需要实现对变电站运行情况的实时监测。而在变电站运行中，对站内设备进行有效管理，保证设备稳定运行是主要的工作内容。因站内有着大量的电子设备，一旦短路很可能引起火灾，而视频监控系统的告警功能，可对火灾信息进行快速传递，由此可以大幅度降低火灾的损失，变电站的安全也随之得到保障。现如今，我国的电网规模日益扩大，变电站内的设备也越来越多，这都对监控系统提出了更高的要求，虽然很多变电站也配备有监控系统，但由于建设较早，系统的功能并不完善，无法满足使用需要。故此，运用视频监控技术建设相应的系统就显得尤为重要。

2 变电站视频监控系统的设计方案

2.1 设计思路

变电站视频监控系统（以下简称本系統）的主要作用是对站内设备的运行状况进行实时监控，在这一前提条件下，本系统的设计思路非常明确，即利用设置在站内监控点的高清摄像机，对相关的数据信息进行采集，利用数字图像处理技术，对采集到的数据信息进行分析处理，然后传送给硬盘进行录入，若是达到预先设定的告警指标，本系统会自行发出报警信息，并显示在控制中心的屏幕上，提示工作人员进行查看。

2.2 设计原则

当本系统设计目标明确之后，便可对其进行具体的设计，在设计的过程中，应当遵循以下几点原则：（1）可靠性原则。本系统归属于计算机网络系统的范畴，确保可靠运行是其前提和基础，只有这样才能使本系统的作用得以最大限度地发挥。由于视频监控是本系统的主要功能，需要通过它完成现场数据信息的采集，因此，视频监控硬件必须具有良好的可靠性。（2）实用性原则。进行系统设计开发的最终目的是应用，所以必须使设计出来的系统具备较强的实用性，即能够满足使用者的具体工作需要。由于本系统是在变电站内进行应用，所以在设计时，需要从变电站整体角度进行考虑，除了要能够显示数据信息之外，还要能够显示图形信息，功能要齐全，操作要简单，这样才能使系统满足实际应用需要。（3）扩展性原则。从变电站长远发展的角度来看，本系统应当具有良好的扩展性，在系统设计开发完成后，可按照使用者工作需要的变化，扩展功能，为达到这一目标，在设计之初，就必须考虑系统本身的可扩展性，故此，这也是本系统设计时，所必须遵循的一个原则，如果不能扩展，将可能导致重复建设，会增大成本。（4）先进性原则。一个系统的功能是否强大，主要取决于其是否先进，这里所指的先进，既包括硬件方面，也包括软件方面，要选取高性能的硬件和技术先进的软件，辅以相应的系统开发环境，打造最先进的系统，从而满足不同用户对系统的使用需要。

2.3 逻辑架构设计

本系统在逻辑架构设计中，运用了当前较为流行的MVC框架，之所以选用该框架，是因为它具备耦合性低、重用性高、可维护性好、部署快等优点。本系统的逻辑架构分为三层，即视图层、业务层和数据库。（1）视图层。该层可存储与本系统相关的页面及HTML文件等内容，用户通过该层能够理解本系统操作界面的设计意图，以便更好地对本系统进行操作。（2）业务层。在该层当中，存放着MVC框架中的模型层和控制层，绝大多数功能业务存放在该层，如视频监控、设备管理、告警信息、统计报表等。（3）数据库。该层中存储着与本系统的相关数据，其能够与业务层进行数据通信，并对系统中的数据进行相关处理。

3 变电站视频监控系统的实现方式

在变电站视频监控系统的实现过程中，相关功能模块的实现是关键环节，同时，在功能实现后，应当进行软件测试，借此来检验系统的功能是否正常。

3.1 功能模块的实现

本系统设计了如下功能模块：视频监控管理、监控设备管理、告警管理。下面重点对这些功能模块的实现方式进行分析。（1）视频监控管理模块。这是本系统的核心模块，通过该模块可以实现如下功能：实时监控、定时监控、视频管理、监控范围管理等。本系统设计开发的目的是通过对站内设备运行状态的监控，提高变电站的运行安全性。在模块功能的实现上，要以变电站的管理工作为立足点，从而使站内的工作人员借助本系统及时获取设备的运行状况，为异常情况处理提供依据。本系统所有监控信息的生成及查询全部在监控信息管理页面上进行，该页面的上半部分为菜单显示，用户登录页面后，可按照实际需要，对菜单中不同的功能模块进行选择；页面下半部分能够对监控视频的有关信息进行显示，如监控类型及范围、设备类型及名称、告警等级、联系人等。以监控范围管理功能的实现为例，用户先进入系统的页面当中，在菜单中选取监控范围管理页面，并在该页面内，按照需要进行监控范围进行设置，随后本系统会自行对该设置进行判断，若是超出范围或是设置不正确，页面上会出现设置失败的提示信息，同时本次操作结束。当成功设置好监控范围后，便可查看该范围内的监控视频，在这一过程中，本系统会自动对输出的视频信息进行校验，确保了视频信息的正确性。（2）监控设备管控模块。该模块主要实现的功能包括：监控设备相关信息管理、信息查询等。用户可通过该模块对本系统中的监控设备信息进行管理。在管理界面中，为用户提供了诸多的维护功能，如增添、删除、修改等，同时，用户可按照设备的编号对监控设备的相关信息进行实时查询。从用户的角度来讲，综合信息查询是使用较多的功能，数据检索是该功能实现的基础，当用户输入正确的查询条件后，本系统会据此对数据库当中存储的相关数据信息进行调取，若是存在用户所需的内容，本系统会自动将查询结果显示到屏幕上，如果数据库中没有存储与用户输入的查询条件相符的数据信息，则会在屏幕上显示无查询结果。此时需要用户重新输入查询条件。（3）告警管理模块。该模块主要实现的功能包括告警类别及信息管理、告警功能设置及告警处理等。其中，告警功能设置是该模块的核心，通過它可以实现如下功能的设置：告警方式、告警等级以及告警项等。在该模块的管理界面当中，用户可进行如下告警信息的生成：监控类型及范围、设备类型及名称、告警等级及类别等。

3.2 软件测试

在对本系统进行软件测试时，因本系统所具备的功能相对较多，限于篇幅无法一一对测试过程进行论述，故此，从中选取重要性较高的告警功能，以此为例进行测试。告警功能是本系统中较为重要的功能之一，通过告警提示，可以使工作人员在第一时间内对变电站的异常运行情况进行解决处理。本系统配置报警功能并与客户端联动后，一旦系统发出告警信息，客户端便可实时接收，此时工作人员可对弹出的视频图像进行查看，确认异常后，及时制定处理方案。具体测试过程如下：步骤1：当有报警信息发送给客户端时，相关的视频图像信息自动弹出，并配有详细的文字描述，当有多个报警同时出现时，会按照时间的先后顺序弹出，依次显示；步骤2：在菜单中点击报警信息的窗口，对出现的报警信息进行确认，如果点击手动报警选项，则会进入相应的界面，在该界面中，可选择相关用户，向其发送报警信息，具体的内容可自行定义；步骤3：打开视图菜单，单击撤防按钮，进入相应界面，选择监控点报警或是报警器报警，完成临时布防或撤防。通过测试上述功能全部有效，由此可知，本系统的告警功能正常，可发挥出相应的作用。

4 结 论

综上所述，本文设计的系统已在某110kV变电站中进行试应用，自该系统投入运行之后，工作人员可以在第一时间内接收到告警信息，对现场的异常情况进行分析，同时制定有效的处置方案，由此确保了变电站的安全、可靠运行。本系统的运行较为稳定，各项功能全部正常，其在变电站中的作用得到充分发挥。由此可见，该系统具有一定的推广使用价值。

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