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无人职守变电站方案

随着电力工业的不断发展，各发电厂、变电站、变电所、通讯站等都要通过监控系统实现少人、无人监管，以提高生产效率和效益。无人值守监控系统通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况报警接收处理，可提高变电站运行和维护的安全性和可*性， 并可逐步实现电网的可视化监控和调度， 使电网调控运行更为安全、可。在电力系统称之为遥视系统。加之遥测、遥信、遥调、遥控等功能，这个“五遥”系统使得变电站实现了真正意义上的无人值守。

需求分析

　　1、设备监视

　　·实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听；

　　·监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的整体运行状态；

　　·监视变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态；

　　·监视变电站内隔离开关和接地刀闸 的分合状态；

　　·监视变电站内主要室内行环境（主控室、高压室、电容器室、独立通信室等）的情况；

　　·监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态；

　　·监视母线区、电缆层的情况；

　　·监视室外、门厅的情况；

　　2、防火防盗

　　·火灾报警监测，在高压室和主控室等地点装设一批烟感或温感探头；

　　·防盗报警监测，在围墙四周安装对射式主动红外线探头；

　　·报警联动， 一但发生报警，即联动切换现场视频画面，并记录下当时情况上传集控中心；

　　3、其它设备的灵活接入

　　·灯光控制 ：为使系统在晚间缺乏照明情况下仍能正常发挥作用，变电站的灯光应具有报警联动、定时开关或远方控制的功能；

　　·和其它设备兼容联动：如报警系统、门禁系统等已经在变电站广泛应用，遥视监控系统要能和这些系统设备连接。这样报警系统、门禁系统的工作情况也能一目了然的反映到指控中心。

系统设计原则

　　本解决方案以满足实际应用为出发点，在视频传输方面尽量利用电力现有的通讯网络以求最大程度降低系统造价， 充分体现了系统的先进性、智能性、高性价比原则。

系统稳定性、可*性

　　·所选硬件设备均选用先进、成熟、可*的产品，且具备良好运行业绩；

　　·独有的断点续传功能，保证网络通畅；

　　·系统自诊断功能，纯物理逻辑防死机；

　　·抗强电干扰能力，可适应变电站中强电磁工作环境。

系统先进性

　　采用目前较先进的H.264硬件视频压缩技术和与之配套的完善软件，图像清晰，画面质量高，网络传输占用带宽小， 实时性强， 视频延时小于0.5S。软件模块化设计，使系统兼容性、升级、扩展、维护更容易。

开放性

　　整个系统是一个开放系统，兼容性强， 能与现有电力MIS系统和其他监控系统（如变电站OA系统）互相兼容，提供完整的维护业务平台。

灵活性

　　·系统提供远程在线和非在线两种升级模式，方便快捷；

　　·可调节图像质量与带宽占用，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量，并具有字符迭加等功能；

　　·多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面、25画面、36画面，并自定义浏览方式；

　　·系统支持IE浏览、动态IP解析、视频代理转发功能，使用方便灵活；

　　·支持电子地图双屏显示功能，视频和电子地图同时显示， 便于集控中心操作。

　　免维护性

　　模块化、层次化的软件设计大大减小系统的维护量。

　　可扩容性

　　网络适应能力强，DDN、ISDN、PSTN、E1、VPN、xDSL等等网络连接均可适用，可根据需要方便地进行网络逐级汇接， 增减各类站级前端设备等。

四、系统构成

　　1、变电站前端

　1.1 视频获取及

　　·在主变室、主控室、高压室、电容器室、各级屋外配电装置等重要设备通常采用全方位云台， 对重要仪器仪表的监控要采用三可变镜头或一体化摄像机，以便于监视图像的特写放大。

　　·在变电站室外门厅可配置定向及定焦的图像监视设备。

　　·在独立通信室、独立用电室、独立装有烟感探头的蓄电池室、大型枢纽站专用通信蓄电池室、层高≥1.8M并装有烟感探头的电缆夹层， 可以根据需要选配合适的前端监视设备。

　　·对于室内变电站需要考虑摄像设备的防尘、散热条件， 配备适当的防护罩。

　　·对于室外变电站需要考虑摄像设备对各种环境和气候变化的适应(加温降温、防雨除霜、通风防尘以及雨刷等功能)。

　　·对特别重要的变电站可采用红外热成像摄像机进行高压设备的运行温度监控。

　　1.2 报警处理

　　1.2.1主动红外对射防盗系统

　　在变电站围墙设置主动红外探测器， 当发生非法入侵时， 应能立刻发出报警信号， 同时联动切换监控图像到相应画面，并启动录像功能和呼叫110报警。

　　1.2.2火灾探测设备

　　·火灾烟雾报警控制器和器材需满足公安部GB-4717-93《火灾报警控制器通用技术条件》中所规定的耐受气候环境、机械环境、电磁干扰的技术要求。

　　·烟雾探测器不论烟雾从任何方向(即360°)进入都要能响应，并且具有分辨空气流入与烟雾流入的能力；

　　·烟雾探测器探头的位置和间距需考虑所保护的具体设备；

　　·在必要时采用定点或带预置位云台的摄像机与烟感探头结合的布置方式 ；当烟雾传感器被触发报警时， 能联动切换至相应画面并启动录像功能， 以便尽早判断事故类型。如变电站已安装火警系统，则应将其接入监控系统。

　　1.3 视频采集处理

　　·可以单画面、多面画、自定义等模式任意调看图像；

　　·系统采用国际领先的H.264图像压缩编码，进行图像的压缩和传输。图像格式704×576，图像帧率25帧/秒。图像占用带宽可调，图像传输延时＜0.5秒；

　　·系统支持来自集控中心的云台、镜头的控制命令和图像切换、分割等命令；

　　·系统支持对变电站内每一个摄像头图像的轮巡， 对于有预置位的摄像头及 其每个预置位都可以参加轮巡， 轮巡的顺序和时间长度可以设定；

　　·系统支持多种协议的网络环境， 以协调不同用户的图像传输请求；

　　·录像与数据的联动可以设置；

　　·系统支持报警预录像功能；

　　·多用户管理机制， 可以对用户设定安全认证与操作权限，拥有相关权限的人员才可以进入系统，高级别的用户享有控制的优先权，确保控制唯一性；

　　·系统对死机、通讯故障等可以自动判断并恢复；

　　1.4 其它系统设备接入

　　·采用安防一体化门禁系统， 安装在变电站各直接入口处和各级屋内重要入口处；

　　·智能门禁系统采用非接触式感应卡， 具备遥控开门功能；

　　·系统自动记录使用人的编号、开/关门的时间、使用地点等信息；

　　·系统可以设置时间段，当发生非法入侵时能发出报警信息，同时联动录像；

　　·系统具备防止误开门功能，在进行遥控开门时， 通过开门按钮开门，在遥控开门命令下达10秒后，如无开门按钮动作，门禁恢复锁定状态。

　　1.5 空调等其它设备

　　要能实现在集控中心观察变电站空调的运行状态， 并能够根据室内温度或湿度手动或自动进行远程遥控其启动或停止。这就要求系统安装湿度和温度探测器，当温度和湿度达到临界值时，传感器报警，集控中心根据报警信息采取启动或者停止空调的操作。

　　1.6 MIS系统接入

　　系统为MIS系统接入预留接口，只要提供相关协议，监控系统就可与MIS系统无缝连接。

　　2、传输网络

　　系统充分考虑不同网络环境的应用，可适应DDN、ISDN、PSTN、E1、VPN、xDSL等等网络传输通道，如上图所示。

　　3、集控中心

　　3.1 视频监控功能

　　·集控中心的位置选择除考虑地理条件、场地和行政业务管辖的因素外，还应考虑与各被监控的无人值守变电站有适宜的可利用的通信通道资源。集控中心的数字视频中心服务器能够连接多达512个终端站点的资源， 如此庞大的数据传输，对网络带宽的要求很高， 对重点变电站的监控需要较大带宽资源， 如8路实时浏览需要10M左右的带宽资源。如此庞大的监控系统视频浏览只需通过IE浏览器连接上变电站监控主机即可，画面清晰流畅；

　　·根据需要， 集控中心可以考虑选择逆向解码系统，能很方便地解决网络视频图像上屏幕墙的问题；

　　·集控中心可以以单画面、多画面或自定义的方式对一个变电站或多个变电站的图像进行监看，并能控制云台、镜头等设备；

　　·集控中心可以设置图像轮巡切换的方式，并进行图像轮巡监看；

　　·报警发生时集控中心服务器会把关联的画面自动切换到当前画面，并提示报警信息；

　　·系统支持报警录像、定时录像和手动录像三种录像方式；

　　·系统的录像数据可以在集控中心端方便地检索、查询和回放；

　　·集控中心可以对远端主机进行控制和参数修改，如设置报警录像和定时录像等功能。

　　3.2 报警处理功能

　　·集控中心可以对各个变电站的数据和报警进行监控，将异常情况写入数据库。并能对可以遥控的设备进行遥控，并跟踪记录操作过程；

　　·报警发生时监控中心业务台可以以声、光、短消息等形式通知值班人员，报警响应时间小于1秒；

　　·系统能自动存储各种历史报警统计数据，支持多种报表形式，便于输出打印，提供给用户事前预测和事后分析的手段。

　　3.3 其它功能

　　·多级别管理机制，根据不同级别设置相应权限；

　　·管理中心可以方便地对系统配置进行查询和修改，并进行系统维护；

　　·系统时钟同步；

　　·音频对讲，如遇紧急情况，管理中心可以实现与前端站点或其它分控中心进行对讲；

　　·电子地图双屏显示，中心用户可以直观而具体地从地图上选择需要监控站点，并实时看到图像。

结语

　　基于计算机网络和先进的音视频处理技术的监控系统在无人值守变电站的应用已越来越广泛，给管理部门进行生产调度、指挥以及灾害和突发事件的应急处理带来的变化日新月异，数字监控的应用确保了变电站内设备的可*运行及人员的安全。