變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

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概述

隨著變電站自動化建設(shè)和改造不斷發(fā)展完善，電網(wǎng)企業(yè)大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對遠(yuǎn)方變電站的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，即\四遙\功能。當(dāng)前，各企業(yè)為了提高勞動生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益，開始實(shí)施變電站(所)的實(shí)現(xiàn)無人值守模式，圖像監(jiān)控系統(tǒng)是對\四遙\的進(jìn)一步補(bǔ)充和完善，被行業(yè)稱為\第五遙\－遙視。

遙視系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)控并記錄變電站的安全以及設(shè)備的運(yùn)行狀況，監(jiān)測電力設(shè)備發(fā)熱程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理事故狀況，有助于提高電力系統(tǒng)自動化的安全性和可靠性，并提供事后分析事故的有關(guān)圖像資料。同時(shí)它還具有防火、防盜等功能。因此越來越多的電力公司把遙視系統(tǒng)作為變電站自動化管理的新手段。同時(shí)，各級變電站(所)都建成了光纖或微波通訊網(wǎng)絡(luò)，這為基于網(wǎng)絡(luò)的遙視系統(tǒng)的建設(shè)提供了優(yōu)良條件。

變電站遙視系統(tǒng)就是將變電站的視音頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由變電站的前端設(shè)備采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),進(jìn)行監(jiān)控、存儲、管理。變電站遙視監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施為實(shí)現(xiàn)變電站的無人值守，從而為推動電網(wǎng)的管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供有力的信息技術(shù)保障。需求分析

變電站遙視系統(tǒng)所要承受的任務(wù)主要有2個(gè)方面：第一是從安全防范的角度，保障變電站空間范圍內(nèi)的建筑、設(shè)備的安全，防盜、防火，具體所要實(shí)現(xiàn)的功能有：

圍墻、大門等通過攝像、微波、紅外探頭，防止非法闖入；在建筑物門窗安裝報(bào)警探頭，如門磁、紅外、玻璃破碎探測器；

重點(diǎn)部位攝像機(jī)的安裝，起到24小時(shí)不休止視頻監(jiān)控，可報(bào)警聯(lián)動錄像，有些部位可采用紅外攝像機(jī)；聲光電告警設(shè)備的聯(lián)動；消防設(shè)備的聯(lián)動；

遙視系統(tǒng)其次個(gè)主要功能是保障變電站設(shè)備的正常運(yùn)行，事故的報(bào)警錄像，突發(fā)事件與主站的聲像通訊等，具體有以下內(nèi)容：通過攝像機(jī)、燈光聯(lián)動，監(jiān)視主變壓器等重要設(shè)備，監(jiān)視場地和高壓配電間設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；由于電力系統(tǒng)設(shè)備過熱是一個(gè)不容忽視的現(xiàn)象，因此對重要節(jié)點(diǎn)、接頭進(jìn)行自動溫度監(jiān)測十分重要；通過圖像監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢，避免誤操作；對主控室設(shè)備儀表盤進(jìn)行監(jiān)視；操作刀閘位置的視頻監(jiān)控；

協(xié)同其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動化系統(tǒng)等）的工作；突發(fā)事件應(yīng)急處理的與主站的雙向音視頻交流；

系統(tǒng)組成

現(xiàn)在的供電公司一般都下轄數(shù)十個(gè)不同等級的變電站，每個(gè)變電站都具備至少2M通道連接到變電工區(qū)或供電公司，在每個(gè)變電站安裝攝像機(jī)、報(bào)警輸入輸出設(shè)備、視頻服務(wù)器等前端設(shè)備，在變電工區(qū)監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控終端，安裝\守望者\(yùn)變電站遙視監(jiān)控軟件，對下轄的變電站進(jìn)行監(jiān)控。在供電公司建立主監(jiān)控服務(wù)器，安裝\守望者\(yùn)變電站遙視監(jiān)控主站軟件，通過各變電工區(qū)的監(jiān)控服務(wù)器監(jiān)控全部變電站。公司領(lǐng)導(dǎo)、安監(jiān)和生產(chǎn)部領(lǐng)導(dǎo)即可在自己的辦公微機(jī)上隨時(shí)監(jiān)控各變電站的實(shí)時(shí)圖像、溫度信息，調(diào)用錄像資料。這樣就依靠電力網(wǎng)絡(luò)組成了分級式變電站遙視監(jiān)控模式。

變電站遙視系統(tǒng)組成可分為變電站設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)、變電工區(qū)監(jiān)控主站、供電公司監(jiān)控主站四個(gè)主要部分，如下圖，現(xiàn)在分別加以介紹。

一、變電站設(shè)備

變電站設(shè)備主要由前端視頻服務(wù)器、固定或可控?cái)z象機(jī)、報(bào)警輸入輸出設(shè)備等主要設(shè)備組成。主要完成圖像、聲音的采集、編碼和傳輸、攝象機(jī)的控制和報(bào)警聯(lián)動的輸入/輸出工作。

一般可以考慮在每個(gè)變電站室外場地安裝2個(gè)或數(shù)個(gè)室外可控彩色攝像機(jī)，它可以明白地監(jiān)視變電站場地內(nèi)的人員活動狀況、明白地看見主變或其他室外設(shè)備的具體運(yùn)行狀況；在主控室一般可以考慮安裝一個(gè)或兩個(gè)室內(nèi)可控?cái)z像機(jī)，帶變焦鏡頭，可以明白地看見人員設(shè)備狀況，甚至可以明白地看見儀表盤上的讀數(shù)；

另外，可以在高壓室、設(shè)備間等地安裝固定攝像機(jī)或可控?cái)z像機(jī)。在主控室、設(shè)備間、高壓室等可以安裝紅外報(bào)警器、煙霧探測器、門磁開關(guān)等報(bào)警器，預(yù)防監(jiān)控各種意外狀況。

每個(gè)變電站可以安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器是一個(gè)功能極強(qiáng)的嵌入式設(shè)備，可靠性極高，無需日常維護(hù)，完全能滿足無人值守變電站的要求。視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)把攝像機(jī)的模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，同時(shí)進(jìn)行壓縮，另外也傳輸控制信號，視頻服務(wù)器內(nèi)置10/100M網(wǎng)卡，通過網(wǎng)線接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，視頻服務(wù)器把壓縮后的視頻信號及其他數(shù)據(jù)信號一起通過網(wǎng)絡(luò)上傳到變電工區(qū)或供電公司。

二、通訊線路

目前，各變電站到變電工區(qū)或供電公司主要有以下三種傳輸方式：

以太網(wǎng)傳輸方式：各變電站到監(jiān)控中心的信道直接為以太網(wǎng)接口，光纖或以太網(wǎng)接口，各變電站的圖像數(shù)據(jù)信號經(jīng)過交換機(jī)、路由器或HUB上傳到變電工區(qū)或供電公司。

變電站直接有光纖連接到變電工區(qū)或供電公司，兩端通過光纖收發(fā)器組網(wǎng)。

2M專線傳輸方式：各變電站到供電局的信道為2M專線，通訊傳輸設(shè)備僅提供2M接口，此種方式需要在變電站和變電工區(qū)或供電公司兩端成對安裝2M以太網(wǎng)網(wǎng)橋。目前大多數(shù)傳輸方式都為此種方式。

三、變電工區(qū)監(jiān)控中心

變電工區(qū)監(jiān)控中心主要由監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控客戶終端等組成。主要完成變電站現(xiàn)場圖像接收與顯示，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分派，控制信號的協(xié)調(diào)，圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控，錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。

在變電工區(qū)網(wǎng)絡(luò)上配置一臺監(jiān)控服務(wù)器，安裝中心服務(wù)器監(jiān)控軟件，中心服務(wù)器前端對各變電站的攝像機(jī)、視頻服務(wù)器進(jìn)行管理，后端對所有的上網(wǎng)用戶進(jìn)行管理，同時(shí)擔(dān)負(fù)錄像報(bào)警等眾多功能。在值班室安裝一到數(shù)臺監(jiān)控客戶機(jī)，監(jiān)控用戶首先登陸監(jiān)控服務(wù)器，輸入用戶名密碼，獲得相應(yīng)的授權(quán)后，即能訪問到前端的攝像機(jī)，同時(shí)也可以安裝一臺大屏幕顯示器（或背部投影機(jī)、等離子顯示器等），利用系統(tǒng)軟件的強(qiáng)大功能，可以在大屏幕上同時(shí)顯示出9/16個(gè)攝像機(jī)的畫面。系統(tǒng)也可以采用常規(guī)的電視墻顯示方式。

系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯冸娬?、所有關(guān)數(shù)據(jù)、參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和把握各變電站、所的狀況，并及時(shí)對發(fā)生的狀況作出反應(yīng)。

監(jiān)控服務(wù)器功能強(qiáng)大，可以同時(shí)管理數(shù)十個(gè)變電站系統(tǒng)和數(shù)十個(gè)甚至是上百個(gè)在線用戶，在以后變電站擴(kuò)容時(shí)，供電局中心無須增加硬件設(shè)備投入；系統(tǒng)能夠?qū)?shù)十個(gè)活動視頻圖像的同時(shí)接收、滿足所有在線客戶的轉(zhuǎn)發(fā)申請；系統(tǒng)具有完善的錄像服務(wù)：人工錄像、計(jì)劃錄像和報(bào)警錄像，可存儲、檢索、備份和恢復(fù)大量的圖像數(shù)據(jù)庫文件；具有強(qiáng)大的錄像回放能力，可以根據(jù)用戶網(wǎng)上提交的申請獨(dú)立地為用戶提供錄像的檢索和回放，可以同時(shí)響應(yīng)大量的用戶申請；系統(tǒng)也具有完善的用戶認(rèn)證機(jī)制（用戶名、密碼、前端系統(tǒng)密碼、優(yōu)先級）機(jī)制，強(qiáng)大的中心協(xié)調(diào)機(jī)制（并發(fā)申請、圖像轉(zhuǎn)發(fā)、錄制申請，并發(fā)控制協(xié)調(diào)等），整個(gè)系統(tǒng)基于先進(jìn)的軟件平臺，符合標(biāo)準(zhǔn)和未來發(fā)展方向。

四、供電公司監(jiān)控終端

供電公司的監(jiān)控方式與變電工區(qū)基本一致，它可以同時(shí)對各變電工區(qū)的變電站進(jìn)行監(jiān)控，與變電工區(qū)的監(jiān)控終端可以設(shè)置不同的優(yōu)先級別以便協(xié)調(diào)工作。在供電公司，公司領(lǐng)導(dǎo)、安監(jiān)部門和生產(chǎn)部門都可以利用辦公室微機(jī)直接登陸到系統(tǒng)上進(jìn)行監(jiān)控和應(yīng)急指揮。領(lǐng)導(dǎo)出差在外也可以通過上網(wǎng)方式隨時(shí)監(jiān)控變電站。

系統(tǒng)功能

變電站遙視系統(tǒng)采用服務(wù)器/瀏覽器結(jié)構(gòu)，符合電力行業(yè)信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。它可以與各種類型的以太網(wǎng)設(shè)備無縫連接。

采用B/S（Brower/Server）結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，具有很強(qiáng)的開放性和兼容性，完全能融合在電力系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)帶寬控制機(jī)制，可以在保證圖像質(zhì)量的前提下，不影響網(wǎng)絡(luò)上的其它應(yīng)用，最有效地利用帶寬資源。集視頻、音頻、報(bào)警、控制、溫濕度監(jiān)控、可視會議于一體，系統(tǒng)功能強(qiáng)大。

采用嵌入式技術(shù)，穩(wěn)定性可靠性高，絕對不會有死機(jī)現(xiàn)象，完全滿足變電站無人值守的要求?？蛻舳藶闃?biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器，操作界面全部為中文可視化界面，局領(lǐng)導(dǎo)和值班人員使用十分便利。

視頻服務(wù)器提供遠(yuǎn)程訪問功能，管理員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，提高的設(shè)備維護(hù)效率。

由于采取模塊化結(jié)構(gòu)，施工便利，無需傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等設(shè)備，提高了系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性。

系統(tǒng)采用模塊化的軟硬件結(jié)構(gòu)，當(dāng)變電站擴(kuò)展時(shí)，只需要擴(kuò)展變電站設(shè)備即可，監(jiān)控中心無需增加任何硬件設(shè)備?？梢耘c常規(guī)工業(yè)電視監(jiān)控中心設(shè)備結(jié)合，如：接入視頻矩陣、電視墻功能等。提供客戶功能、使用界面定制等二次開發(fā)服務(wù)。

各變電站圖像監(jiān)視、聲音監(jiān)聽功能；在監(jiān)控終端、控制臺上能明了、實(shí)時(shí)地監(jiān)視任一路攝像機(jī)的畫面，并對其云臺和鏡頭進(jìn)行控制，還能對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)聽；燈光控制功能；

安防和消防報(bào)警聯(lián)動功能；

數(shù)字錄像、檢索、回放、備份功能；攝像機(jī)位置預(yù)置、巡查功能；

報(bào)警聯(lián)動功能：在發(fā)生報(bào)警時(shí)，監(jiān)控終端上的圖像應(yīng)能自動切換到相應(yīng)的攝像機(jī)，有預(yù)置功能的攝像機(jī)還能自動轉(zhuǎn)到預(yù)置點(diǎn)，

同時(shí)自動啟動數(shù)字錄像；

溫度監(jiān)測功能：系統(tǒng)可配備金屬熱感探測器或?qū)Ｓ眉t外測溫、紅外成像儀等裝置，能自動地進(jìn)行