500kV變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運維分析

艾棣

摘 要：當今，經(jīng)濟大力發(fā)展帶動電力行業(yè)的飛速發(fā)展，為了更好地管理和維護電力系統(tǒng)，出于節(jié)約成本和減小工作人員的勞動強度的考慮，再考慮到安全等其他方面的原因，很多變電站都采用了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。如此就很好地實現(xiàn)了對變電站的監(jiān)控，從而實現(xiàn)對站內故障的遠程監(jiān)控和判斷。在500kV變電站內的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用，將會給500kV變電站的運行帶來極大的方便。

關鍵詞：視頻監(jiān)控系統(tǒng)；圖像；500kV變電站

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

至今，大多數(shù)變電站為了提高工作效率和提高管理，都實現(xiàn)了遙測、遙信、遙控、遙調的監(jiān)控系統(tǒng)。但是在實際的情況之下，還是在有時候并不能觀察到現(xiàn)場實際情況，這樣就導致了無法對故障進行遠程判斷；另外，遙測和遙信等的錯誤報警，同樣也會造成成本的浪費。但是，計算機技術日益完善，這為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎，真正實現(xiàn)遙視。這個目標實現(xiàn)后就可以更好地監(jiān)視變電站的各種情況，并能及時的發(fā)現(xiàn)發(fā)生的突發(fā)情況，大大利于安全可靠的實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的目標。此外通過視頻監(jiān)控，還能對變電站的防火防盜提供幫助。

一、我國500kV變電站的特點

500kV變電站是我國電網(wǎng)的重要樞紐，同時也是目前我國最高電壓等級電網(wǎng)重要的組成部分。500kV變電站由于是地區(qū)供電的重要電源點，因此，其在整個電力系統(tǒng)中占了極其重要的地位。國內500kV變電站一般分為調度、運行以及檢修三個部分，各部門的分工明確，互相配合。而且國內變電站設備的操作和維護工作量比較多。國內的500kV變電站地理位置一般比較偏僻，而且跨度更大；變電站里的設備運行也比較可靠穩(wěn)定；值班人員方面，500kV變電站的也是業(yè)務熟悉，理論知識豐富；所以其在電網(wǎng)里地位也就比較重要。

二、變電站監(jiān)控系統(tǒng)應滿足的要求

變電站的維護和管理工作是變電運行的主要職責。所以，日常工作的需要決定了變電運行的模式和方法。

1 對電磁干擾進行隔離

預防電磁干擾，在超高壓的環(huán)境下是極為重要的。通常變電站的設備會給監(jiān)控系統(tǒng)采集畫面釋放很強的電磁干擾，特別是500kV這種級別的超高壓環(huán)境下，干擾強度很是強大。所以，一個合格的監(jiān)控設備必須要具備隔離干擾的能力，而且還要保證其安全性和數(shù)據(jù)傳輸過程中的可靠性。

2 具備良好的兼容性

合格的監(jiān)控系統(tǒng)可以與上下級的監(jiān)控系聯(lián)網(wǎng)，一旦參與聯(lián)網(wǎng)，就要實現(xiàn)單向或者雙向的數(shù)據(jù)傳輸和轉發(fā)，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)分層。如果不能兼容上下級的監(jiān)控系統(tǒng)，那么就不能使數(shù)據(jù)進行轉發(fā)和傳輸。

3 可拓展性良好

系統(tǒng)的規(guī)模大小和其所檢測設備的數(shù)量、范圍都可以進行方便的擴充，而且該監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構要方便于軟件平臺以及硬件平臺的分布升級。

4 實用性較高

在對監(jiān)控系統(tǒng)的實用性方面做重要考慮，這是設計系統(tǒng)時的重點內容。設計出來的系統(tǒng)一定要有較高水準的總體性能以及綜合能力，以確保其可以實現(xiàn)與已建系統(tǒng)的無縫對接。

5 開放性和標準化

由于引進系統(tǒng)是一項投資，因此必須考慮其長期效益，設計和選型一定要注重其開放性是否合格。這里要求當站端即使使用不同廠商的設備，但是圖像監(jiān)控系統(tǒng)都要能接入。此外在標準性方面，其各部分都要達到國際標準以及我國行業(yè)標準。信息格式標準化、系統(tǒng)開發(fā)標準化，都要能滿足系統(tǒng)的擴展和移植。

三、系統(tǒng)的基本功能

1 圖像的監(jiān)視功能

該視頻監(jiān)控系統(tǒng)可在2M以下的帶寬上，完成視頻信號的單向傳輸，在傳輸時，其所需的網(wǎng)絡帶寬在10Kbps～2Mbps范圍內可調。該視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持移動偵測。任何一路攝像機的畫面，都可以在監(jiān)控主站的監(jiān)視器上看見。監(jiān)控主站還可以控制云臺和鏡頭，可以對所有設備進行監(jiān)控。

2 安全防火報警以及燈光控制功能

為了能使防火報警功能的可靠性實現(xiàn)最大化，RTU作為煙霧報警的備用裝置，反之煙霧報警器也是RTU的備用報警功能。需要多遠程圖像進行捕捉或者存儲時，可設置在報警時刻監(jiān)控圖像的存儲時間、方式、存儲間隔時間等，之后便可隨時查詢或者進行打印。

3 警視聯(lián)動功能

一旦發(fā)生報警，監(jiān)控主機的顯示器上面的圖像畫面，自動切換至發(fā)生報警區(qū)域的攝像機。同時，系統(tǒng)會自動的啟動數(shù)字錄像方式，為以后的事故處理和分析提供參考。

4 預置攝像機

如有將多個目標點用一臺攝像機監(jiān)視的需求，可選擇帶預置功能的一體化攝像機。為了在使用時快速的轉換到相應位置，可以在事先對監(jiān)視位置的鏡頭參數(shù)進行預設。此功能還能調試攝像機的圖像清晰度。

5 切換和控制

在主控室的主控機上，可以設置定時自動循環(huán)切換，報警自動切換或者手動切換這三種方式，當切換至自動循環(huán)時，可對切換的間隔時間進行設置。

6 可靠運行

該系統(tǒng)完全滿足可靠性標準，其編碼器、主機、燈光控制器、各攝像機、云臺以及系統(tǒng)的各個軟件，都可以進行長期不間斷的工作，而且工作時狀態(tài)穩(wěn)定，無故障工作的平均時長大于20000h。

四、系統(tǒng)的構成

1 中心站

此視頻監(jiān)控系統(tǒng)與之前的通信網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)是兩個互相獨立的系統(tǒng)。所以，應當在中心站配備以下設備：2臺視頻監(jiān)控工作站、1臺視頻服務器、1臺網(wǎng)絡集線器等。中心站局域網(wǎng)的組建是依賴于網(wǎng)絡集線器設備的。變電站內現(xiàn)場的圖像的解碼以及接收，主要通過視頻監(jiān)控工作站以及視頻服務器這些設備來完成，它還可以管理登錄用戶，還可以根據(jù)所登錄用戶的等級判斷并分配其優(yōu)先權。此外還有，它不僅可以監(jiān)控畫面，還能對各個變電站的有關數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，旨在及時發(fā)現(xiàn)問題。搭建中心站的所有硬件的品質都較高，相應的，其性能也高，為的就是能使中心站的整個監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行。在中心站的顯示器上，甚至可以實現(xiàn)在不同的終端機上顯示2個攝像頭的畫面，而且這兩個攝像頭還是同意個變電站的。所有監(jiān)控畫面都可以經(jīng)過選擇，然后存到服務器內。監(jiān)控畫面的清晰程度可達到VCD效果。endprint

2 監(jiān)控端站

這個站的主要作用就是對現(xiàn)場的音頻、視頻和數(shù)據(jù)等信息進行采集。因為其包含的主要設備就是攝像機單元和網(wǎng)絡視頻服務器，二者都是進行視頻采集和存儲的設備。然后將獲得的信息進行處理，也就是把數(shù)字信號數(shù)字化，最后壓縮解碼，而這一步是通過編碼器進行的，壓縮解碼后，信息就可以在數(shù)字通信線路上進行傳輸了。監(jiān)控端站在整個系統(tǒng)中處于中心站的控制之下，它執(zhí)行中心站發(fā)出的命令，比如在控制云臺和鏡頭的時候。這個站中的視頻編碼器可以處理視頻編碼、實現(xiàn)自動控制等等功能。在整個監(jiān)控系統(tǒng)中，無論是搭建遠程監(jiān)控的各部件還是所需的各個平臺，這些內容都有本站的視頻服務器提供。遠程傳來的圖像，可以在接入以太網(wǎng)的情況之下，用瀏覽器觀察。

3 通信層面

在通信層里，系統(tǒng)采用的是E1數(shù)字通道，這個數(shù)字通道用來配置主站和各個端站的網(wǎng)橋設備，而且，中心站和監(jiān)控端站的網(wǎng)絡也是通過它進行連接的，而在視頻傳輸至中心站的過程中，E1數(shù)字通道配合使用網(wǎng)橋設備與視頻服務器連接，通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)，以上的目的，就是使端站的帶寬能得到保證。在如何解決傳輸?shù)膶崟r性這個問題上，則是通過實時傳輸協(xié)議（RTP）進行解決的，其一般在不可靠協(xié)議層運行。時間信息以及一個相關的序列號都包含在經(jīng)實時傳輸協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包內，這樣做的目的，就是能使混合視頻和音頻信息的時候更簡單容易。混合視頻和音頻信息時要通過一些應用程序的，這些應用程序可以判斷并選擇當前這幀視頻略過時系統(tǒng)要跳到的正確的數(shù)據(jù)包，所以，就要使得平滑的同步每個包相關的時間信息。經(jīng)過通信層傳輸?shù)囊曨l要圖像清晰，所以就要求信號應該連續(xù)可靠，不能出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象、邊緣鋸齒等不流暢的現(xiàn)象。與此同時，降低傳輸碼流，根據(jù)所需，其組網(wǎng)方式如圖1所示，以某500kV變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)為例。

4 系統(tǒng)的運行

500kV變電站引入安裝本系統(tǒng)之后，基本可以實現(xiàn)主控室的值班人員監(jiān)視整個系統(tǒng)的目標。對于有些地理位置偏僻的子站，就可以少派或者不派值班工作人員了，在500kV變電站內的工作人員的數(shù)量也可以減少，但是這并不影響發(fā)現(xiàn)異常情況，這樣一來，極大地減少了各個變電站的工作量，而且還不影響工作結果，大大提高效率。

而500kV變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的搭建是基于原有監(jiān)控系統(tǒng)的基礎之上的，并不需要徹頭徹尾的完全新建，只需引進新的設備和線路即可，一定程度上節(jié)約了成本。另外，系統(tǒng)里新增的編碼器有視頻上傳功能，這能使中心站的維護人員及時反應，迅速處理，有效保證變電站的安全穩(wěn)定運行。

結語

500kV變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的搭建實現(xiàn)，意味著遠程監(jiān)視功能已然具備，對于那些距離較遠的變電站的詳細情況，可以在總站實施監(jiān)控。讓各個子站真正實現(xiàn)少人值守或者無人值守，大大的減少了值班人員的工作強度，同時也不會給工作上帶來損失，這對提高電力系統(tǒng)的效率是具有重要意義的。全面的數(shù)字化必然是視頻監(jiān)控的最終趨勢，也就是說，視頻的網(wǎng)絡化和數(shù)字化，在將來都可以在前段進行。現(xiàn)在有不少500kV變電站也完成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的搭建和改造，不難看出其重要作用和應用前景。本系統(tǒng)值得在電力系統(tǒng)內推廣使用。

參考文獻

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