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变电站远程监控系统解决方案


概述
        随着变电站自动化建设和改造不断发展完善,电网企业大多已经实现了对远方变电站的遥测、遥信、遥控、遥调,即"四遥"功能。当前,各企业为了提高劳动生产率,增加经济效益,开始实施变电站(所)的实现无人值守模式,图像监控系统是对"四遥"的进一步补充和完善,被行业称为"第五遥"-遥视。
        遥视系统的主要功能是监控并记录变电站的安全以及设备的运行情况,监测电力设备发热程度,及时发现、处理事故情况,有助于提高电力系统自动化的安全性和可靠性,并提供事后分析事故的有关图像资料。同时它还具有防火、防盗等功能。因此越来越多的电力公司把遥视系统作为变电站自动化管理的新手段。同时,各级变电站(所)都建成了光纤或微波通讯网络,这为基于网络的遥视系统的建设提供了优良条件。
        变电站遥视系统就是将变电站的视音频数据和监控数据由变电站的前端设备采集编码,并将编码后的数据通过网络传输到监控中心,监控中心接收编码后的视频数据和监控数据,进行监控、存储、管理。变电站遥视监控系统的实施为实现变电站的无人值守,从而为推动电网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的信息技术保障。 
 

需求分析


       变电站遥视系统所要承担的任务主要有2个方面:第一是从安全防范的角度,保障变电站空间范围内的建筑、设备的安全,防盗、防火,具体所要实现的功能有:
 

围墙、大门等通过摄像、微波、红外探头,防止非法闯入;
在建筑物门窗安装报警探头,如门磁、红外、玻璃破碎探测器;
重点部位摄像机的安装,起到24小时不间断视频监控,可报警联动录像,有些部位可采用红外摄像机;
声光电告警设备的联动;
消防设备的联动;
遥视系统第二个主要功能是保障变电站设备的正常运行,事故的报警录像,突发事件与主站的声像通讯等,具体有以下内容:
通过摄像机、灯光联动,监视主变压器等重要设备,监视场地和高压配电间设备的运行状态;
由于电力系统设备过热是一个不容忽视的现象,因此对重要节点、接头进行自动温度监测非常重要;
通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势,避免误操作;
对主控室设备仪表盘进行监视;
操作刀闸位置的视频监控;
配合其他系统(如变电站综合自动化系统等)的工作;
突发事件应急处理的与主站的双向音视频交流;
 

系统组成


        现在的供电公司一般都下辖数十个不同等级的变电站,每个变电站都具备至少2M通道连接到变电工区或供电公司,在每个变电站安装摄像机、报警输入输出设备、视频服务器等前端设备,在变电工区监控服务器和监控终端,安装"守望者"变电站遥视监控软件,对下辖的变电站进行监控。在供电公司建立主监控服务器,安装"守望者"变电站遥视监控主站软件,通过各变电工区的监控服务器监控全部变电站。公司领导、安监和生产部领导即可在自己的办公微机上随时监控各变电站的实时图像、温度信息,调用录像资料。这样就依靠电力网络组成了分级式变电站遥视监控模式。
变电站遥视系统组成可分为变电站设备、通讯网络、变电工区监控主站、供电公司监控主站四个主要部分,如图所示,现在分别加以介绍。

 

一、变电站设备
 

        变电站设备主要由前端视频服务器、固定或可控摄象机、报警输入输出设备等主要设备组成。主要完成图像、声音的采集、编码和传输、摄象机的控制和报警联动的输入/输出工作。
一般可以考虑在每个变电站室外场地安装2个或数个室外可控彩色摄像机,它可以清楚地监视变电站场地内的人员活动情况、清楚地看见主变或其他室外设备的具体运行状况;在主控室一般可以考虑安装一个或两个室内可控摄像机,带变焦镜头,可以清楚地看见人员设备情况,甚至可以清楚地看见仪表盘上的读数;
        另外,可以在高压室、设备间等地安装固定摄像机或可控摄像机。在主控室、设备间、高压室等可以安装红外报警器、烟雾探测器、门磁开关等报警器,预防监控各种意外情况。
每个变电站可以安装一个或数个视频服务器,视频服务器是一个功能极强的嵌入式设备,可靠性极高,无需日常维护,完全能满足无人值守变电站的要求。视频服务器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号,同时进行压缩,另外也传输控制信号,视频服务器内置10/100M网卡,通过网线接到网络交换机上,视频服务器把压缩后的视频信号及其他数据信号一起通过网络上传到变电工区或供电公司。
 

二、通讯线路

目前,各变电站到变电工区或供电公司主要有以下三种传输方式:
以太网传输方式:各变电站到监控中心的信道直接为以太网接口,光纤或 以太网接口,各变电站的图像数据信号经过交换机、路由器或HUB上传到变电工区或供电公司。
变电站直接有光纤连接到变电工区或供电公司,两端通过光纤收发器组网。
2M专线传输方式:各变电站到供电局的信道为2M专线,通讯传输设备仅提供2M接口,此种方式需要在变电站和变电工区或供电公司两端成对安装2M以太网网桥。目前大多数传输方式都为此种方式。

三、变电工区监控中心


        变电工区监控中心主要由监控服务器、监控客户终端等组成。主要完成变电站现场图像接收与显示,用户登录管理,优先权的分配,控制信号的协调,图像的实时监控,录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
        在变电工区网络上配置一台监控服务器,安装中心服务器监控软件,中心服务器前端对各变电站的摄像机、视频服务器进行管理,后端对所有的上网用户进行管理,同时担负录像报警等众多功能。在值班室安装一到数台监控客户机,监控用户首先登陆监控服务器,输入用户名密码,获得相应的授权后,即能访问到前端的摄像机,同时也可以安装一台大屏幕显示器(或背部投影机、等离子显示器等),利用系统软件的强大功能,可以在大屏幕上同时显示出9/16个摄像机的画面。系统也可以采用常规的电视墙显示方式。
        系统能够对各变电站、所有关数据、参量、图像进行监控和监视,以便能够实时、直接地了解和掌握各变电站、所的情况,并及时对发生的情况作出反应。
        监控服务器功能强大,可以同时管理数十个变电站系统和数十个甚至是上百个在线用户,在以后变电站扩容时,供电局中心无须增加硬件设备投入;系统能够对数十个活动视频图像的同时接收、满足所有在线客户的转发申请;系统具有完善的录像服务:人工录像、计划录像和报警录像,可存储、检索、备份和恢复大量的图像数据库文件;具有强大的录像回放能力,可以根据用户网上提交的申请独立地为用户提供录像的检索和回放,可以同时响应大量的用户申请;系统也具有完善的用户认证机制(用户名、密码、前端系统密码、优先级)机制,强大的中心协调机制(并发申请、图像转发、录制申请,并发控制协调等),整个系统基于先进的软件平台,符合标准和未来发展方向。

四、供电公司监控终端


        供电公司的监控方式与变电工区基本相同,它可以同时对各变电工区的变电站进行监控,与变电工区的监控终端可以设置不同的优先级别以便协调工作。在供电公司,公司领导、安监部门和生产部门都可以利用办公室微机直接登陆到系统上进行监控和应急指挥。领导出差在外也可以通过上网方式随时监控变电站。

系统功能


        变电站遥视系统采用服务器/浏览器结构,符合电力行业信息系统标准。它可以与各种类型的以太网设备无缝连接。
        采用B/S(Brower/Server)结构,标准的TCP/IP协议,具有很强的开放性和兼容性,完全能融合在电力系统现有网络中,系统具备网络带宽控制机制,可以在保证图像质量的前提下,不影响网络上的其它应用,最有效地利用带宽资源。
集视频、音频、报警、控制、温湿度监控、可视会议于一体,系统功能强大。
采用嵌入式技术,稳定性可靠性高,绝对不会有死机现象,完全满足变电站无人值守的要求。
客户端为标准的IE浏览器,操作界面全部为中文可视化界面,局领导和值班人员使用非常方便。
视频服务器提供远程访问功能,管理员不必到达设备现场,就可修改设备的各项参数,提高的设备维护效率。
由于采取模块化结构,施工方便,无需传统监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等设备,提高了系统整体的稳定性和可靠性。
系统采用模块化的软硬件结构,当变电站扩充时,只需要扩充变电站设备即可,监控中心无需增加任何硬件设备。
可以与常规工业电视监控中心设备结合,如:接入视频矩阵、电视墙功能等。
提供客户功能、使用界面定制等二次开发服务。
各变电站图像监视、声音监听功能;在监控终端、控制台上能清晰、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,还能对现场进行监听;
灯光控制功能;
安防和消防报警联动功能;
数字录像、检索、回放、备份功能;
摄像机位置预置、巡视功能;
报警联动功能:在发生报警时,监控终端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;
温度监测功能:系统可配备金属热感探测器或专用红外测温、红外成像仪等装置,能自动地进行图像分析、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,多重密码保护,用户操作的记录,控制权的分配协调;
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的变电站图像;具备多画面自动轮巡功能;
兼有会议电视或可视电话功能;
分级式电子地图功能,操作界面更简洁明了。

 

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