淺述變電站數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)

胡文娟

（云南電網(wǎng)公司玉溪供電局，云南 玉溪 653100）

圖像監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛應(yīng)用于許多場合。在電子技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展過程中，圖像監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平直接反映了不同階段電子與通訊的技術(shù)狀況，而計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將圖像監(jiān)控技術(shù)提到了一個新的高度。建立圖像監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Ω髯冸娬居嘘P(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、直接地了解和掌握各變電站的情況，并及時對發(fā)生的情況作出反應(yīng)。

1 監(jiān)控內(nèi)容

圖像監(jiān)控：包括主控室、高壓室、開關(guān)場、大門、圍墻等監(jiān)控點。安保環(huán)境監(jiān)控：包括建筑物的紅外防盜、消防煙感、設(shè)備紅外溫度、環(huán)境濕度等。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的組成

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本由監(jiān)控前端、監(jiān)控中心和通信網(wǎng)絡(luò)3部分組成。如圖1所示。

監(jiān)控前端主要由監(jiān)控設(shè)備、視頻服務(wù)器、報警主機(jī)等構(gòu)成。在設(shè)備的周邊，有各種類型的攝像頭同時不間斷的監(jiān)視。固定攝像頭、帶云臺普通攝像頭和球型高級攝像頭擔(dān)負(fù)著不同任務(wù),監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況。通過全方位的檢測和定位，達(dá)到理想的監(jiān)測效果。同時，各種報警器在實行著它們的任務(wù)。紅外對射報警器在一定距離內(nèi)檢測外來人員的入侵，根據(jù)不同的有效距離選擇不同的報警器;煙感報警器根據(jù)煙霧和溫度的綜合檢測，判斷火災(zāi)報警，將數(shù)據(jù)傳給報警主機(jī)。報警時，燈光自動打開。在監(jiān)控的過程中，視頻服務(wù)器起著絕對的作用，它是監(jiān)控前端的核心設(shè)備，通過它完成視頻信號數(shù)字化壓縮、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、云臺控制和報警信號檢測的功能。

監(jiān)控中心對變電站所有的監(jiān)控前端圖像和設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、錄象和控制，一般設(shè)在調(diào)度中心的辦公大樓。監(jiān)控服務(wù)器采用的是性能可靠的PC SERVER，也可用工業(yè)控制計算機(jī)。監(jiān)控服務(wù)器裝有監(jiān)控服務(wù)器軟件，對視頻服務(wù)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，對錄像文件進(jìn)行管理。辦公人員可登陸見空服務(wù)器進(jìn)行終端監(jiān)控。

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可支持雙絞線、電話專線、ISDN、光纖等多種方式，在監(jiān)控前端與監(jiān)控中心的服務(wù)器之間建立數(shù)據(jù)通道。針對目前很多變電站都已經(jīng)架設(shè)起光纖網(wǎng)絡(luò)，采用光纖的E1通道傳送圖像可以說是最佳選擇。因為E1通道傳送圖像的速度和質(zhì)量已基本滿足監(jiān)控的要求，也不會占用太多光纖資源，利用光纖的環(huán)網(wǎng)更可為圖像傳送提供冗余通道。

3 監(jiān)控系統(tǒng)功能

3.1 實時監(jiān)控功能。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過通訊信道或網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)變電站的遠(yuǎn)程圖象傳輸，送到辦公大樓的監(jiān)控中心。工作人員可對監(jiān)控前端進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，在監(jiān)控終端計算機(jī)上，直接瀏覽器軟件連接到監(jiān)控服務(wù)器來監(jiān)視。工作人員只需輸入監(jiān)控服務(wù)器的IP地址，登入數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)后，輸入用戶名與密碼，即可監(jiān)視和控制。對一些重要設(shè)備(如主變壓器)，可選1-2臺不帶云臺的固定攝像機(jī)作專門監(jiān)視;另外再選用1-2臺帶萬向全方位云臺及鏡頭可變焦的攝相機(jī)對場地的其他設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。主控室有較多的儀表和燈光信號，若有需要對控制屏屏面的燈光信號和儀表讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)察，可選用帶云臺且鏡頭自動對焦的攝像機(jī)，這樣可以避免遠(yuǎn)方人工調(diào)整時因為響應(yīng)延時而造成的對焦困難。工作人員可選擇、觀察不同監(jiān)視點的圖象，調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭改變監(jiān)視范圍和觀察效果，選擇多畫面顯示傳輸，以便對變電站現(xiàn)場多個監(jiān)控點進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。當(dāng)監(jiān)控點發(fā)生報警時，系統(tǒng)會自動啟動各種連動設(shè)備，并將視頻切換到相應(yīng)的攝象機(jī)，自動完成錄象，同時發(fā)出聲光報警。

3.2 錄象和回放功能。其中包括:①系統(tǒng)定時錄象。工作人員可以設(shè)定多個時間段對某個監(jiān)控前端的圖象定時錄制，數(shù)據(jù)保存在監(jiān)控中心監(jiān)控服務(wù)器硬盤上。②報警自動錄象。不同監(jiān)控前端的報警可同時錄象，同一監(jiān)控前端有多個報警同時發(fā)生時，系統(tǒng)錄制優(yōu)先級高的報警錄象。③手動錄象。工作人員可根據(jù)需要隨時選擇系統(tǒng)各個監(jiān)控前端進(jìn)行錄象控制。

3.3 系統(tǒng)管理功能。其中包括:①用戶安全保護(hù)。系統(tǒng)采用操作密碼機(jī)制。通過網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控前端的訪問實行幾級保護(hù)。保證非工作人員進(jìn)入不了系統(tǒng)，不能了解變電站的相關(guān)設(shè)施，起到一定的"保安"作用，減少可能出現(xiàn)的其他不良影響。②多客戶端監(jiān)視。多個監(jiān)控終端可以同時對某一個監(jiān)控前端進(jìn)行圖象監(jiān)控，而網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)量與一個監(jiān)控終端監(jiān)控時相同。多個監(jiān)控終端中僅有其中一個控制優(yōu)先級高的進(jìn)行控制。③巡更設(shè)置。系統(tǒng)可方便的根據(jù)工作人員的要求設(shè)置巡更點、巡更路線和巡更時間。④報警布防和撤防。通過系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置可進(jìn)行報警的布防和撤防，也可設(shè)置報警點位置、報警設(shè)備類型、攝像頭號及聯(lián)動動作等參數(shù)。所有報警點必須布防，系統(tǒng)才能在報警信號發(fā)生時做出響應(yīng)?？梢愿鶕?jù)需要在不同時段布防和撤防。

3.4 與以太網(wǎng)的連接。其中包括:通過強(qiáng)大、高效的以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，各智能設(shè)備之間可以很方便地實現(xiàn)信息共享。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為變電站自動化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它能把分散的各種智能設(shè)備組成一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)而構(gòu)成功能完備、高可靠、高效率的自動化系統(tǒng)。

3.5 其他功能。主要是:①電子地圖。系統(tǒng)引導(dǎo)采用電子地圖，監(jiān)控前端采用平面示意圖，同時在電子地圖和平面圖上顯示監(jiān)控前端和監(jiān)控點的監(jiān)控信息，當(dāng)發(fā)出報警時，電子地圖和平面圖上顯示監(jiān)控信息會發(fā)出警報，便于用戶操作和監(jiān)控。②在線幫助。系統(tǒng)提供完整的在線幫助，便于用戶操作。③系統(tǒng)自診斷。系統(tǒng)對自身進(jìn)行診斷、故障定位，并主動發(fā)出告警。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的軟、硬件設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成，進(jìn)行變電站視頻信號的采集、壓縮和傳輸;同時采用工業(yè)控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集變電站現(xiàn)場的各種報警信號和環(huán)境參數(shù)，在極大程度上提高了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性，減少了維護(hù)工作，便于實現(xiàn)變電站的無人值守，真正實現(xiàn)了變電站的遙測、遙控、遙調(diào)及遙信，增強(qiáng)了變電站室內(nèi)和室外的圖像監(jiān)視功能。對于變電站的火災(zāi)、爆炸、泄露、失竊和破壞，同樣具有很好的防范作用。

結(jié)束語

隨著無人值守變電站管理模式的推廣，變電站巡檢制度的建立，在巡檢中心、集控中心（集控站）等相關(guān)部門通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對所屬變電站實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時圖像監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障和意外情況告警接收處理，可提高變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性和可靠性，并可逐步實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，使電網(wǎng)變電運(yùn)行更為安全、可靠。

[1]王遠(yuǎn)璋.變電站綜合自動化現(xiàn)場技術(shù)與運(yùn)行維護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]沙占友.智能傳感器系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004.

[3]黃燕新.變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng).華北電力技術(shù)2000(7).