浅谈临海市供电局35-kv变电所图像监控系统.doc

  浅谈临海市供电局35 KV变电所图像监控系统
  摘要：随着管理水平的不断提高，图像监控系统在电力系统得到广泛应用，本文从监控系统的基本功能、设计和施工时应考虑的问题等方面浅析了变电站远程图像监控系统，并举例了无人值守变电站中的应用状况。
    关键词：图像监控系统 35 KV无人值守变电站 应用 运行
    在电力系统的自动化中，存在站（厂）分布区域广、监控点分散、监控的对象种类繁多等特点。要实施无人或少人值守，提高管理自动化水平，在四遥（遥测遥信、遥控遥调）基础上，实现第五遥一遥视己是势在必行。一般通过"三遥"或"四遥"系统可完成对变电站电气运行状态的监视、测量、控制和调节，获取远方电气数据，但不能反映变电站运行的其它方面情况，例如：防火、防盗、变压器、开关、刀闸等设备表面检查，甚至RTU遥控操作时执行机构位置是否改变，检修人员是否走错间隔等。所以为了完全掌握无人值班变电站的运行情况，需要定期派人到现场巡视。变电站图像监控系统可满足这类需求，运行人员只需在集控站或中心站完成对几个或几十个变电站的巡视，即可了解变电站各部分情况，把变电站运行值班自动化提高到一个新的水平。
   一、变电站远程图像监控系统的功能
    无人值班变电站远程图像监控系统主要应具备如下基本功能：
    图像监视监听功能：监视变电所的设备运行和操作状况、发热情况，解决防火、防盗问题，并逐渐与操作人员现场操作的远方监视相结合。在监控主站上能灵活、方便、清晰、实时地监视任一路摄像机的画面，并对其云台和镜头进行控制，及对现场进行监听；灯光控制功能；安防和消防报警功能；数字录像功能；摄像机预置功能：如果一台摄像机需要监视多个目标点，带预置功能的一体化摄像机是一种很好的选择，它能预置多个监视位置的云台和镜头参数，使用时，能方便、快速地转到相应预置点，并自动调整好镜头的变焦和图像清晰度；警视连动功能：在发生报警时，监控主机上的图像应能自动切换到相应的摄像机，有预置功能的摄像机还能自动转到预置点，同时自动启动数字录像；超温检测功能：
图像监控系统应配备金属热感探测器或专用红外测温装置，能自动进行超温检测和报警；系统管理和记录功能。包括优先等级和使用权限的设置，用户操作的记录，控制权的自动协商等。
    变电站图像监控系统还应具有：能与一些电力控制设备互联，记录和上报这些设备的运行情况；能与计算机网络系统（如MIS网）互联，使位于网络上的相关科室的计算机也能用做监控主机，有利于领导及时了解、监督和指挥现场工作；多路分屏实时监视，系统能在一台监视器屏幕或电视墙上同时实时显示多路来自不同变电站的图像；多个监控终端能同时监控同一或不同前端；为了确保变电站火灾报警的可靠性，烟雾报警应能与RT U互为备用；兼有会议电视或可视电话功能。
    二、设计和施工时应考虑的问题
    目前我国对35 KV无人值班变电站的远程图像监控还未统一标准，为了确保我局远程图像监控系统能发挥应有作用，我们在系统选型方面重点考虑了以下因素：
    ·系统稳定性：在系统选型时，必须考虑其稳定性，不选用不成熟的系统；
    ·图像监控涉及图像压缩、计算机网络方面的最新技术，选择图像监控方面具有较强研发能力的公司，以保证产品的先进性和升级能力；
    ·图像清晰度：图像质量是图像监控系统的一大指标，一般可用图像传输分辨率和帧率表示图像质量，对于目前的E1或以太网信道，图像监控的分辨率通常为352 X 288点。帧率低时，解压还原的图像有跳跃感，活动不连续，但所用带宽较窄；
    ·系统容量：系统要有良好的可扩充性和升级能力，扩容费用要低，易维护；
    ·资源利用率：要有较高的信道利用率，由于系统通常与局MI S网互联，系统必须能对发送到MIS网上的视频、音频数据进行调控，并采用最有效的网络
通信技术，不影响MI S网的正常运行；
    ·系统功能满足实用要求。
    工程施工也是个重要环节。在施工时充分注意以下一些因素：
    ·由于变电站的电磁干扰较严重，必须有良好的抗干扰措施和正确的接地方法，否则会严重影响图像质量，甚至引起设备损坏。系统选取了抗干扰能力强的设备，如摄像头采用抗干扰能力强的经过DSP处理的摄像头、护罩采用铝合金屏蔽，控制线、视频线、网络线采用带屏蔽的线；
    ·采用恺装等方法保护电缆免受鼠咬；
    ·选用设备及安装施工时要高度重视防雷击保护措施。系统符合ITU建议的抗雷击及过电压保护要求，选用的设备接口均装有雷电保护及过电压保护电路。摄像头选用带脉冲、雷电保护的摄像头或外加脉冲、雷电装置，户外球罩带有双层导电膜。系统中的所有设备都进行了可靠接地，电源、网络、视频、控制线接口安装抗雷击的过电压保护器；
    ·合理选择摄像机的安装位置，使用较少的摄像机监视较多的目标，并应考虑维护方便；
·入侵报警和火灾报警探测器的安装都选择了最佳有效的位置，并充分注意到免受干扰和误触发。
    三、工程实例
    我局35 KV无人值班变电所远程图像监控系统按照"先试点、再推广"的原则分步实施。系统前端变电所监控设备安装在变电所主控室内；监控主机安装在集控站内，监控服务器设备安装在信息机房内；信息中心的图像信息数据上局域计算机网。采用UPS不间断供电电源，保证在站内电源消失后图像监控系统仍能正常工作。
    监控系统由变电所监控前端、光路2M网、主站端（监控中心）、客户端组成。前端变电所的图像监控信号通过光纤网络的2M接口传输到信息中心，并通过局MIS网实现视频信息的共享。考虑到使用数字信道传输图像，具有图像质量
稳定、可靠性高、传输距离远等优点，通过计算机网络路由方式连接，扩容很方便，可以方便实现其他办公室远程图像的调用。信息中心图像监控计算机与局网络用户、前端变电所均以网络路由方式进行连接，构成支持TCP/IP协议的远程网络。
    本次我局的35 KV邵家渡、东睦变电所图像监控系统分别采用了浙江南望图像信息产业有限公司、深圳天亿飞实业有限公司两家产品。其建设规模为：对变电所的主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的视频安全监控，满足变电站安全生产所需监视设备关键部位的要求。

   工程范围及监控对象（见图I）为：在变电所配置一套视频监控系统；通过光纤2M口将变电所的图像传输到供电局的监控中心，并连在MI S网上，实现远程监控；变电站设备监控范围：主控室、主变压器、开关室、高压设备区、电容器室、配电装置区等；变电站环境监控范围：大门、变电站出入口、周边环境、站内各设备间的出入口、道路等；监视户内外设备及设备的防盗；实现视频监控系统与火灾报警系统和防盗报警系统的联动功能。
    变电站：通过摄像机控制单元和输入输出模块接收各种报警信号并控制灯光、警笛等输出；使用一台数码画面处理器来实现多画面功能及视频切换功能；配置一台视频编码器用于远程图像压缩及传输，视频编码器的控制信号连接到现场的画面处理器、球型摄像机控制单元、一体化摄像机控制单元及数字输入输出控制单元等控制设备，实现控制。图像压缩采用前端硬件压缩成数据包，系统在前端与监控中心之间的数据通道采用光纤2M口信道，监控中心采用硬件解压缩数据包。视频解码器输出的视频信号接到大屏幕和视频监控管理主机上进行监视。变电站现场设为无人值守。
    传输：通过2M编码器和光纤网络，将现场信息传送至局信息中心八楼机房，并通过2M解码器将信息送至视频管理服务器。
    主站端（监控中心）：由监控主机、网络交换机、图像监控管理服务器等组成。中心控制接收采用一套控制计算机和监控管理系统进行控制管理。为确保电脑监控主机连续工作，选用工业控制电脑，该电脑既可用于对现场变电站监视录像及控制用，又可用于作LAN的网络用户工作站的视频服务器。视频监控管理主机以压缩方式处理视频信息，采用组播协议将数据传输到监控中心的网络上，确保系统对网络资源的最低占用，速率大于25恤秒，而带宽只需占用512K。各监控终端（信息中心各MI S用户）和视频监控管理主机相连，集控站采用专用客户端软件进行监控，各级部门采用软件或WEB方式进行监控。监控主机作为一个
网络终端用户，具有最高优先控制权。局端管理部门的图像监控采用软件或Web方式进行监控（利用原有MI S网用户计算机的Internet浏览器）。系统实行分级控制，根据业务的需要实现合理和安全的优先等级控制，各授权分控可随时调看监控系统的图像。
    四、结束语
    我局变电站图像监控系统自投运以来，系统运行稳定，从未发生过图像死机现象，系统各项功能运行正常，操作简单，使用方便。解决了变电所自动化遥视需求，使变电所自动化水平又上了一个新的台阶。实践表明，远程图像监控系统运行稳定、可靠、信息准确，图像监控系统具有远方巡视、远方核查、安防报警和多媒体交互等功能，提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力，对变电站的操作规范、人员到位等起到监督作用，减轻了操作维护的劳动强度。并及时准确地了解无人值班变电所的现场情况，对操作情况进行全过程的监视和核对，对重点区域进行全方位的防盗防火预警，为工作人员提供了一种很好的辅助工具，从而大大降低了日常巡视、检修等费用，提高了供电可靠性，产生了良好的社会效益和经济效益。（收稿日期：2003-07-31）