無人值班變電站的發(fā)展

無人值班變電站的發(fā)展

隨著自動核電站技術(shù)的發(fā)展，無人站車站的運(yùn)行模式已成為一種趨勢。目前，許多核電站實(shí)現(xiàn)了“四距離”功能，傳輸現(xiàn)場車站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將設(shè)備狀態(tài)傳輸?shù)竭h(yuǎn)方的規(guī)劃中心（集控站）。同時調(diào)度中心(集控站)也可以對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制及調(diào)節(jié),然而傳統(tǒng)的“四遙”雖能提高變電站的自動化水平,但由于技術(shù)、管理等方面的原因,還難以實(shí)現(xiàn)變電站真正的無人值班,不能徹底的達(dá)到減員增效的目的。因此,許多變電站不得不在“無人值班”的提法下,采取了少人值守的折中模式。電力系統(tǒng)自動化的“四遙”之所以不能完全支持變電站的無人值班,是因?yàn)椤八倪b”不涵蓋對變電站環(huán)境的監(jiān)控內(nèi)容,例如防盜、防火、防爆、防漬、防水氣泄漏等。因此,即使對一個“四遙”功能十分完善的變電站,人們對“無人值班”仍然心存疑慮。變電站的運(yùn)行,管理人員不僅需要在遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心能看到變電站的每一個角落,還要及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境的異常現(xiàn)象,并在遠(yuǎn)方通過遙控進(jìn)行處置。計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展,為我們解決變電站的遠(yuǎn)方監(jiān)視問題提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,圖像、聲音信號的數(shù)字化及壓縮,解壓縮技術(shù)使聲像信號的存貯,加工及遠(yuǎn)傳變得輕而易舉。這一技術(shù)已經(jīng)引入到變電站自動化的領(lǐng)域里,除了實(shí)現(xiàn)“四遙”外,還增加了另一內(nèi)容:遙視。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),并進(jìn)行監(jiān)控、存儲和管理。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,從而推動電網(wǎng)管理的自動化、綜合化、集中化和智能化提供了有力的保障。1應(yīng)該有幾個系統(tǒng)實(shí)用功能1.1變電站安全防范的對策變電站遙視系統(tǒng)所承擔(dān)的任務(wù)主要有兩方面:變電站及設(shè)備的安全。即從安全防范的角度,保障變電站空間范圍內(nèi)的建筑和設(shè)備的安全、防盜、防火。保障變電站設(shè)備正常運(yùn)行和事故信號正常傳輸,保障變電站設(shè)備的正常運(yùn)行,事故的報(bào)警錄像及其突發(fā)事件時與主站的聲像通信等。1.2與變電站的對接變電站遙視系統(tǒng)要達(dá)到實(shí)用化程度,在具備基本的功能外,以下幾項(xiàng)功能也是必需的:系統(tǒng)可遙控或自動控制監(jiān)視現(xiàn)場燈光(風(fēng)扇、空調(diào)等)。具備能同時記錄所有重要攝像點(diǎn)圖像的數(shù)字硬盤錄像裝置,可進(jìn)行遠(yuǎn)程歷史圖像查詢。實(shí)行操作權(quán)限管理和網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù),系統(tǒng)自動生成運(yùn)行日志和打印報(bào)表輸出。系統(tǒng)各部分設(shè)備具備準(zhǔn)確的時間標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)可使用連接在網(wǎng)絡(luò)上的辦公電腦作為監(jiān)視工作站。系統(tǒng)應(yīng)具備良好的擴(kuò)展和多級組網(wǎng)能力。系統(tǒng)應(yīng)具備各種連接接口,可實(shí)現(xiàn)與變電站綜合自動化系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等的連接、也可與MIS、EMS、SCADA等系統(tǒng)接口。主要以變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關(guān)、主控室的電源盤及控制盤等為監(jiān)視對象,通過攝像機(jī),感應(yīng)探頭等裝置,實(shí)現(xiàn)對一、二次設(shè)備及其運(yùn)行情況的監(jiān)視。在變電站的高壓室和主控室等地點(diǎn)裝設(shè)一批煙感或溫感探頭,并在圍墻周圍安裝對射式外線探頭,當(dāng)探頭感到煙霧,高溫或有人闖入時,就會及時向后臺發(fā)出告警信息,同時聯(lián)動切換攝像機(jī)畫面,并記錄下當(dāng)時現(xiàn)場的情況,起到防火防盜的作用。2遙視系統(tǒng)的監(jiān)控安裝變電站彩色遙視系統(tǒng)一般由站端攝像監(jiān)控設(shè)備,高速通信通道和通信設(shè)備,遙視控制中心主站構(gòu)成。站端攝像監(jiān)控設(shè)備位于變電站現(xiàn)場,完成視頻信號,報(bào)警信號的采集,以及攝像機(jī)控制的各項(xiàng)操作,監(jiān)控中心主站一般設(shè)在調(diào)度,監(jiān)控中心運(yùn)行值班部門等處,完成視頻信號的解壓播放,遙控各攝像點(diǎn)燈光,實(shí)現(xiàn)地圖顯示,報(bào)警,圖像存儲,系統(tǒng)設(shè)備管理,與其他自動化系統(tǒng)接口等功能,通信通道完成各種信息的傳遞。變電站內(nèi)攝像機(jī)安裝位置:遙視系統(tǒng)能否發(fā)揮其最大功能,攝像機(jī)在變電站現(xiàn)場的安裝位置是否合適十分關(guān)鍵。一般遙視系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)視變電站的變壓器、高壓出線、開關(guān)柜、主控室、電容器室、通信室、電纜層等位置和設(shè)備,同時監(jiān)控變電站場地、大門、圍墻等。安裝時可根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備狀況決定安裝位置,盡量達(dá)到既能看到設(shè)備全貌又能看清重要細(xì)節(jié)。對正在設(shè)計(jì)的新站,可結(jié)合遙視系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。3站端及主站端電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)由主站系統(tǒng)(監(jiān)控中心),子站系統(tǒng)(監(jiān)控前端)及傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。主站系統(tǒng)由監(jiān)控終端、管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)橋、逆變電源、中心工作站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成,實(shí)現(xiàn)對變電站監(jiān)控設(shè)備的管理控制,告警信息查詢,圖像瀏覽和控制等功能,掌握站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況;子站系統(tǒng)主要包括視頻服務(wù)器、云臺控制器、燈光控制器、逆變電源,以及室外或室內(nèi)各種智能攝像設(shè)備,視頻服務(wù)器含報(bào)警處理軟件、雙向語音軟件及視頻壓縮軟件等,通過視頻服務(wù)器可將站內(nèi)視頻、音頻、告警信息等壓縮編碼后,通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心,完成實(shí)時監(jiān)控。站端包括攝像單元、控制解碼器、視頻服務(wù)器、報(bào)警控制設(shè)備、麥克風(fēng)和音箱、編解碼器等。在有人值守的遠(yuǎn)程現(xiàn)場可以設(shè)置多媒體控制計(jì)算機(jī),也可以設(shè)置控制鍵盤,這些控制設(shè)備可以控制該現(xiàn)場的攝像機(jī)切換,鏡頭、云臺動作,并且可以處理報(bào)警信息。站端在系統(tǒng)中的作用是采集現(xiàn)場的各種視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息,并通過編解碼器進(jìn)行處理,將模擬信號數(shù)字化并壓縮編碼,以便于在可利用的數(shù)字通信線路上進(jìn)行傳輸。同時站端還具有把主站端傳輸過來的控制命令解碼后控制鏡頭、云臺等可控裝置,實(shí)現(xiàn)云臺、鏡頭和燈光等控制,以及進(jìn)行報(bào)警的布防和撤防。通信層可用光纖、微波、電話網(wǎng)、DDN、ISDN、通信衛(wèi)星、無線擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)器等,不同通道所傳送的圖像質(zhì)量會有很大的差別,目前都架設(shè)了光纖網(wǎng)絡(luò),可采用光纖的E1通道傳送圖像,也能獲得較理想效果?？衫霉饫w的環(huán)網(wǎng)為圖像傳送提供冗余通道,也能獲得較理想的效果。如采用光纖以太網(wǎng)通道,這樣將有利于提高信道的利用率和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。主站端(集控)包括編解碼器、視頻矩陣、音頻矩陣、麥克風(fēng)、音響以及視頻監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控器及監(jiān)控軟件、硬盤錄象機(jī)等。主站端的作用是將通信線路采集的數(shù)字信號通過編解碼轉(zhuǎn)化后的模擬信號經(jīng)視頻矩陣進(jìn)入視頻監(jiān)控服務(wù)器,用于監(jiān)視各個現(xiàn)場,并收集現(xiàn)場的報(bào)警信息,同時供網(wǎng)絡(luò)層傳輸圖形等信號。子站系統(tǒng)工作過程及功能:子站系統(tǒng)對視頻流的處理是攝像機(jī)將模擬視頻信號送到矩陣,由矩陣統(tǒng)一收斂,然后輸出到編碼站,由編碼站完成數(shù)字化并作壓縮處理,最后打包成TCP/IP數(shù)據(jù)包,語音信號的處理和視頻信號類似。報(bào)警和控制信號的處理與視頻信號有所不同,從報(bào)警探頭采集來的告警狀態(tài)最先經(jīng)過告警主機(jī)的處理,并完成一些邏輯關(guān)系,轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的形式通過RS232串口上傳到編碼站。在網(wǎng)絡(luò)上控制信號與圖像信號分開傳輸,不是打在一個數(shù)據(jù)包中的。4數(shù)字信道接口數(shù)字化過程:數(shù)字遙視系統(tǒng)與會議電視,可視電話有相似之處,核心都是利用數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻通信。我國采用的PAL制電視信號,是由圖像序列組成,為了在數(shù)字信道上傳輸,必須先經(jīng)過:數(shù)字化,即通過采樣和量化,將來自攝像機(jī)模擬視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。數(shù)字圖像壓縮編碼,由于數(shù)字化后的圖像數(shù)據(jù)量非常大,達(dá)100Mbit/s以上,必須進(jìn)行壓縮編碼,才能在目前的信道上傳輸。數(shù)據(jù)復(fù)合,即將壓縮后的圖像碼流于其他數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合,并加入糾錯編碼,形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流。信道接口。是用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)的接口設(shè)備。在接收端是一逆過程,但經(jīng)解壓縮后的圖像數(shù)據(jù)可直接顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,或經(jīng)復(fù)合后在電視監(jiān)視器顯示。5系統(tǒng)綜合功能的實(shí)現(xiàn)隨著我國電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展,變電站遙視系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入快速增長期。由于多媒體遙視警戒系統(tǒng)具