關于變電站綜合預警可視化系統的開發及其應用

【摘要】隨著我國電力事業迅速發展，供電企業對變電站無人值守有了更大需求，這是企業對精簡人力資源、提高效率的要求。另一方面，變電站在現代電網輸配電中起著舉足輕重的作用，其安全運行問題尤為重要。在變電站實行少人值守或無人值守后，必需解決變電站設備運行的可靠性、變電站安全管理及遠程監視問題。

【中圖分類號】TM63 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0086-01

引言

變電站綜合預警可視化系統是多專業性的綜合技術，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術，實現對整個變電站的安全運行及環境狀況的監視，實時監測變電站的運行環境，對變電站各種設備的運行狀態及影響變電站安全運行的因素實現在線監測。

1、變電站綜合預警系統的主要功能

在變電站綜合預警可視化系統的發展過程中，對變電站綜合自動化系統的功能及要求，曾經有過不同的看法，目前己經逐步趨于一致。系統在變電站的部分由圖像監控單元和安全預警單元兩個模塊組成，分別實現對變電站圖像和環境數據的監控，是系統的硬件主要所在。

圖像監控單元的主要功能就是獲取變電站現場的實景畫面計實時傳輸至遠方控制中心，使得即使值班人員不在現場，也能對現場的運行環境大體上了如指掌；另外，圖像監控單元還應能通過移動偵測、智能識別技術提供變電站異常運行報警信息。所有這些功能的實現依賴于視頻采集和視頻預處理設備。視頻采集設備主要有各種帶云臺的室內室外球形攝像機和室內固定彩色攝像機；視頻預處理則要靠網絡硬盤錄像機來實現，各種模擬攝像機的視頻信號在硬盤錄像機編碼壓縮并存盤，以供監控中心的服務器調用。

2、控制功能

變電站綜合預警可視化系統監控終端具有定時自動循環切換、人工手動切換、報警聯動切換三種方式，操作人員可設定某一種切換方式，或幾種切換方式的循環切換，以便加強對系統的控制能力。

循環切換方式包括不同站點問的輪回切換、同一站點的攝像機切換和有預置功能攝像機的不同預置點的切換。以上3種方式可以任意設定組合，其中切換時間可以任意設定。

同一時刻只允許一個操作員控制同一監控對象，當多個用戶同時進行控制的時候，需要進行控制權的協商，主站監控中心具有最高的控制權限；高級用戶可搶奪低級用戶現有控制權，同時系統自動通知低級用戶，同級用戶須進行協商，低級用戶取得控制權需進行請求。該過程處于系統服務器的全程監控之下。

控制輸出，可通過預警軟件控制球機的旋轉，從而監視變電站周圍環境。本地操作員通過控制鍵盤可以實現對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調整，實現圖像縮放功能、畫中畫功能；如果是帶預置點的云臺，監控中心操作員能控制云臺直接到預置的方向和觀察角度（包括水平轉動角度和垂直轉動角度）；鏡頭的預置點位置以中文列表形式顯示，能控制遠端監控終端的受控設備，如照明燈光等。對于燈光、雨刷等控制設備可以延時自動關閉，以防操作人員打開后忘記關閉，可設延時時間。

3、報警功能

報警功能分為超限報警和異常報警。本系統支持變電站事故報警、電力設備狀態變化及故障報警、消防報警、防盜報警、防火報警等。一旦遠方變電站有人入侵或發生火災，馬上發生報警，當地主機將在03秒內響應，系統能自動切換到相關位置的圖像并啟動警笛，將圖像和報警信息同時傳送到分控中心和監控中心；監控終端（指定的報警服務器）和本地的控制鍵盤能在0.5秒內自動彈出報警信息，以聲光的方式通知值班人員，在主機的地理區域圖上顯示報警點的具體位置，報警類型，自動顯示并在監控終端上實時錄制相關攝像機的圖像，同時發出告警。當發生多點報警時采用覆蓋方式，但保留所有的報警信息，并且對嚴重的報警進行優先處理。

4、安全防范功能

安全防范功能，主要是保障變電站空間范圍內的建筑、設備的安全，及時發現火警、盜警，并啟動報警裝置。一般通過在建筑物、圍墻、重點部位安裝攝像、報警、煙感探頭來實現，這些設備與門禁、監控畫面、錄像、音響等聯動報警。

監視功能主要是保障變電站設備的正常運行，對事故報警的自動錄像，突發事件與主站的聲像通信。例如，通過攝像機、燈光聯動，監視主變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關、主控室的電源盤及控制盤盤面等重要設備，監視場地和高壓配電設備的運行狀態，實現對一二次設備及其運行情況的監視，如主變壓器、開關是否有外部損傷，主變壓器油位及控制盤上的表頭、燈光信號是否正常等。再比如，對重要節點、接頭進行自動溫度監測，防止電力設備過熱。還有通過圖像監視結合遠程和本地人員操作經驗的優勢，避免誤操作及對隔離開關位置的視頻監視等等。

5、通信功能

通訊傳輸部分是整個遠程遙視系統的關鍵組成部分，其作用如同人的脊髓一樣，負責各種信號和指令的上傳下達。變電站實施無人值班有無可靠的通信通道至關重要。影響通信可靠性的因素主要來自兩個方面：一是信道本身的質量；二是環境造成的影響。另外，變電站的停電和在故障時的通信能力也是影響通信可靠性的一個重要因素。所以，在進行無人值班變電站的通信設計時，必須考慮變電站停電和出現故障時，能繼續保持通信的手段。此外，在有條件的地方，無人值班變電站可設兩個獨立的信道互為備用。對于通信方式和設備的選擇應適當超前考慮與綜合考慮，既要考慮它的先進性和可靠性，又要考慮當地的經濟現狀和發展前景，兼顧其經濟性和合理性。本系統采用視頻編解碼器實現圖像遠程傳輸，既充分利用了現有通訊資源，又節省了一定的通道再租賃費用。

6、結論

變電站綜合預警可視化平臺的使用，提高了變電站的防事故、防誤操作、防盜、防火能力，使值班人員和相關領導能及時準確地了解無人值班變電站的現場情況，對操作情況進行全過程的監視和核對，對重點區域進行全方位的防盜防火預警，為工作人員提供了一種切實可行的輔助工具，從而大大降低了無人值班變電站的日常巡視、檢修等費用，產生了良好的社會效益和經濟效益。