電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統的研究與開發

葉 瑋 楊金飛

（國網浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華321000）

0 引言

當前，變電站缺陷匯報與檢修處理狀況存在著很大不足。首先，值班員在巡查變電站時發現設備運行異常或者監控系統報警，趕到變電站現場查看后，再通過電話向檢修人員表述缺陷情況，這種僅靠異地語音通話的方式往往會導致雙方溝通不暢，使檢修人員產生盲人摸象的感覺，結果檢修人員到達現場后發現所帶備品備件不合適或者不齊全，需另派車輛專程送備品備件或者以后再處理，浪費人力、物力和時間。其次，有些缺陷由運行人員在檢修人員的指導下進行簡單、安全風險小的操作便可消除，而運行人員僅憑語音通話不能準確領會檢修人員的指導意圖，常常怕出安全風險拒絕此處理工作。再次，變電站數量多，路途遠，用車費用高。因此，有必要利用電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統來診斷缺陷。

1 電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統實現基礎

當前變電站圖像監控系統的配置為電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統的實現提供了充分的準備。

整個變電站監控系統由監控前端子系統、傳輸子系統、監控中心（瀏覽器端）等組成，是一套完全基于網絡環境，采用開放型B／S（瀏覽器端／服務端）結構設計的數字視頻及環境集中統一平臺監控系統。該系統可進行多級組網，如圖1所示。省局監控中心最多可以監控255個地局中心，每個地局中心可監控255個縣局中心，每個縣局中心可以監控255個變電站。

圖1 B／S統一平臺系統組成圖

多媒體圖像監控系統通過在變電站重要部位安裝攝像機并通過傳輸網絡將圖像傳到監控中心，中心值班人員可通過電腦上的IE實時監控現場情況，及時發現設備異常狀況和故障隱患，以便盡快進行相關處理。

前端子系統主要用于變電站的圖像采集與處理，主要設備包括攝像機系統（攝像機及其輔助設備，如護罩、云臺、解碼器等）、紅外／煙霧報警器、視頻編碼服務器等。前端從攝像機到視頻編碼服務器間采用的是傳統的模擬信號處理方式，根據監控場所環境和安裝位置要求，攝像機有室內安裝和室外安裝2種形式，攝像機的控制類型包括固定（不可控）式和云臺／鏡頭可控式2種形式。前端攝像機的視頻（音頻）信號通過模擬音視頻線纜接入視頻編碼服務器，由視頻編碼服務器對模擬信號進行編碼壓縮（采用MPEG 4）后編碼為數字方式的IP信號，并通過TCP／IP網絡向遠端的監控中心傳輸。對可控的云臺／鏡頭的控制，通過從視頻編碼服務器接出的RS485控制線來實現，控制信號命令可以由遠端的分控或主控中心通過TCP／IP網絡發出。如果需要，可以在視頻編碼服務器上接入拾音器（駐極體話筒）和喇叭（有源音響），用于語音對講；接入紅外報警探頭以及門磁等設備，用于入侵檢測報警；接入聲光報警器，一旦發現有非法入侵，即可發出聲光報警信號。同時，可以將報警信號與攝像機的預置位關聯，聯動控制攝像機的云臺／鏡頭到相應位置，自動捕捉需要的畫面。

變電站監控系統與監控中心之間采用TCP／IP網絡傳輸方式，利用已建的光傳輸網，組成從場站到監控中心二級監控形式的TCP／IP監控專線網。監控中心為系統的維護和管理中心，是整個系統的核心，主要負責視音頻信息的處理，包括遠程監視、錄像、回放等；系統的控制，包括對前端的云臺、鏡頭控制等；系統的管理，包括系統設置／配置、用戶管理等。監控中心系統的設備主要包括服務器、監控工作站以及控制軟件、存儲設備和介質、圖像顯示電視墻等。系統構成如圖2所示。

圖2 監控系統構成原理圖

2 電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統實現方案

通過現有的圖像監控系統、智能管理PC機網絡系統、語音電話稍加擴展即可實現電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統（圖3），具體方案如下：

圖3 電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統

在主控室、繼保室、開關室以及戶外消防室（箱）內增加模擬音視頻線纜接入口，利用線纜與一個可視對講頭盔相連，頭盔上有一個微型視頻攝像頭、麥克風、耳機和微型屏幕，現場運行人員只需戴上這個頭盔，電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統就可使經驗豐富的檢修人員從遠端運行人員的“肩頭上”看到他對現場設備的檢查，仿佛檢修人員親身到了現場。視頻和音頻信號通過頭盔傳送到檢修部門，檢修人員能與遠端運行人員交談并指導現場正在進行的檢查，甚至開展一些信息調閱、重新啟動裝置等不影響安全的簡易工作。

每個集控站配備1～2臺上述可視對講頭盔；任何一臺辦公電腦都可作為終端，只需配備一只耳麥和安裝相關圖像軟件并取得授權權限即可。檢修班組、生技部門、調度甚至廠家均可使用此終端，并可組成一個小型的專家診斷系統。

當然，上述可視對講頭盔可以用手持移動式語音圖像實時傳送裝置（比如高清DV、新聞采訪機）代替。運行人員也可利用攝像機對缺陷部位進行拍攝、錄像，然后將圖像聲音發送到內網專用平臺，檢修人員可以在該平臺上進行一個初步的分析。

隨著IEEE802．11無線局域網等標準的制定，適用于變電站標準的無線通信技術的應用是未來發展的必然趨勢，屆時上述信息交互系統可在整個變電站內采用無線數據傳輸方式。

因此，電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統易于實現，成本低。

3 電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統試驗運行效果

選取1個220kV和2個110kV無人值班變電站作為試點，按照上述配置進行調試，達到預期效果，該信息交互系統適宜在整個電力系統中推廣。

4 結語

將當前變電站圖像監控系統稍加擴展變為電氣設備缺陷遠程診斷信息交互系統，利用該系統檢修人員可以及時、全面、準確掌握缺陷信息，提高缺陷處理的針對性與效率。簡單缺陷可由運行人員在相關人員的遠程指導下處理，這樣就減少了出車成本和時間成本。經過在變電站試運行，該信息交互系統適宜在整個電力系統中推廣。

［1］洪洲，潘功茂，趙江良．變電站圖像監控系統［J］．農村電氣化，2008（10）：26～29

［2］蔡明．利用遠程圖像監控系統實現變電站的無人值守［J］．電工技術，2004（1）：37～40