無人值守變電站設(shè)計研究

【摘要】作為電網(wǎng)樞紐的核心部分---變電站，同時也是電網(wǎng)改造的中心部分，無人值守的變電站能有效幫助電力部門節(jié)約人力資源，同時提高電力部門的管理效率，達(dá)到提升經(jīng)濟(jì)效益的目的?，F(xiàn)今，變電所都有“三遙”（遙控、遙測、遙信）系統(tǒng)，基本可實現(xiàn)調(diào)度中心集中調(diào)度、變電站（所）設(shè)備無人值守。但是，這種傳統(tǒng)意義上的無人值守變電站（所）依然存在一些問題，比如人員入侵、火災(zāi)、水浸、自然災(zāi)害、站內(nèi)設(shè)備安全等。以該通信網(wǎng)為基礎(chǔ)，建立無人值守變電站已經(jīng)成為近幾年國家電網(wǎng)的工作重點。

【關(guān)鍵詞】變電站；無人值守；解決方案；設(shè)計研究；變電所；國家電網(wǎng)

前言

隨著電力部門信息通信網(wǎng)絡(luò)的完善以及遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)真正意義上的無人值守變電站（所）已成為可能。基于多年服務(wù)電力行業(yè)的經(jīng)驗，結(jié)合自身網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品的優(yōu)勢推出了無人值守變電站解決方案：通過在各變電站（所）設(shè)置監(jiān)控點。我們可以把遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控技術(shù)在變電站的應(yīng)用稱作“遙視”，與前“三遙”合稱“四遙”?！八倪b”的應(yīng)用將積極推動電力網(wǎng)自動化、綜合化、集中化、智能化的管理。

1.變電站防范主要監(jiān)控對象

根據(jù)電力行業(yè)用戶的實際需求，大慶油田第七采油廠電力維修大隊提供了整合多系統(tǒng)的無人值守解決方案。以視頻監(jiān)控為主的無人值守變電站，還應(yīng)以動力環(huán)境監(jiān)測、綜合報警處理和門禁控制信息等為輔。因為無人值守變電站要么無人，要么很少人，因此在后續(xù)管理中應(yīng)對前面的所有情況及信息全部掌握，才能達(dá)到真正做到無人或者很少人值守。本設(shè)計采用高科技的圖像識別技術(shù)，能夠應(yīng)對變電站的電路短或斷路、環(huán)境參量、現(xiàn)場狀況等進(jìn)行監(jiān)控和報警，能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各變電站的的情況，及時對發(fā)生的事件做出反應(yīng)，并且操作簡單方便，適合電力部門維護(hù)使用。

2.變電站防范系統(tǒng)組成

按功能共分三個子系統(tǒng)：前端信號采集處理子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)，其中：前端信號采集處理子系統(tǒng)主要包括：網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理主機(jī)、視頻攝像機(jī)、各種報警探測器、動環(huán)門禁系統(tǒng)及消防探測器、環(huán)境監(jiān)測探測器等。信號傳輸子系統(tǒng)主要包括：各種傳輸線纜、10/100M交換機(jī)等通信傳輸模塊。遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)包括：集控站監(jiān)控中心和調(diào)度局監(jiān)控中心部分。

3.變電站防范策略

大慶油田第七采油廠電力維修大隊在無人值守變電站安防解決方案項目已有很多成功案例。無人值守變電站離不開微機(jī)保護(hù)，微機(jī)保護(hù)無人值守是先決條件，應(yīng)由三大部分組成，第一部分：前端綜合監(jiān)控設(shè)備（音視頻監(jiān)控、環(huán)境變量監(jiān)控、出入口監(jiān)控等）、綜合監(jiān)控主機(jī)、綜合監(jiān)控軟件；第二部分：網(wǎng)絡(luò)傳輸部分（寬帶網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、ADSL或行業(yè)用戶專網(wǎng)）；第三部分：管理中心軟件平臺，無人值守服務(wù)器、監(jiān)控終端、MIS網(wǎng)絡(luò)終端等。

大慶油田第七采油廠電力維修大隊基于成熟穩(wěn)定的門禁控制、視頻監(jiān)控和防盜報警產(chǎn)品，針對電力行業(yè)的特殊需求，推出了無人值守變電站的安防系統(tǒng)解決方案。集控中心對各變電站中各重要部位實施出入口管理和控制，不同權(quán)限的門卡保證了出入口管理的安全性和靈活性，這在電力系統(tǒng)中尚屬首例。此外，基于合理的模塊設(shè)計與強(qiáng)大的系統(tǒng)擴(kuò)展功能，安防的解決方案實現(xiàn)了門禁系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的聯(lián)動，完善了遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全生產(chǎn)監(jiān)控、周界報警和環(huán)境報警等功能，其集成化程度在同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。對于變電站的應(yīng)用來說，一般有夜間監(jiān)控的需求，因此攝像機(jī)需要支持彩轉(zhuǎn)黑，必要時可根據(jù)現(xiàn)場實際情況配置紅外燈和補償光源。

一般變電站是由主控通訊樓、配電室、繼電器室等建筑組成。而這些建筑內(nèi)的各個機(jī)房、配電室內(nèi)的重要設(shè)備是各種功能的機(jī)柜，如何更有效保證系統(tǒng)的可靠運行，對變電站實行如下防范策略：（1）周邊環(huán)境防護(hù)：周界紅外對射；視頻圖像監(jiān)控；通道出入管理。（2）重要室外設(shè)備：視頻圖像監(jiān)控；高級視頻分析。（3）重要設(shè)備房間：視頻圖像監(jiān)控；室內(nèi)防范報警；門禁通道管理；環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；火災(zāi)報警系統(tǒng)。（4）事件報警關(guān)聯(lián)圖像：事件與視頻圖像關(guān)聯(lián)；報警與視頻圖像關(guān)聯(lián)。

4.系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

4.1出入口數(shù)字化控制

本系統(tǒng)在變電站中的大門、主控室、高壓室、電容室等部位安裝了門禁設(shè)備后，管理中心即可對這些重要部位進(jìn)行管理控制。管理中心可對有關(guān)人員進(jìn)出這些重要部位的時間、位置、姓名進(jìn)行監(jiān)控（如管理日常進(jìn)出），可手動控制大門的打開、關(guān)閉，可對不同的工作人員發(fā)放不同權(quán)限的卡，通過不同權(quán)限的感應(yīng)卡開啟不同的門，進(jìn)入不同的功能區(qū)（如變電站中操作隊為抄表人員遠(yuǎn)程操作開關(guān)門等）。每張卡的權(quán)限可隨時更改，避免丟失的卡被人利用。

4.2入侵報警系統(tǒng)與閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動控制

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)與報警聯(lián)動，目的為了實現(xiàn)：報警錄像，報警跳出實時監(jiān)控畫面（還有一些預(yù)置位云臺等），報警聯(lián)動控制燈光等幾個方面。監(jiān)控系統(tǒng)主控端是與報警聯(lián)動的主要設(shè)備：主控端有：矩陣，PC式錄像機(jī)，嵌入式錄像機(jī)，卡帶錄像機(jī)（早期用的，現(xiàn)在基本上沒有的）。

當(dāng)硬盤錄像機(jī)檢測到攝像機(jī)信號丟失時，就會發(fā)出報警信號。硬盤錄像機(jī)輸出這個信號，可以接到喇叭驅(qū)動電路上（這個信號可以接到任何第三方報警接口上去做為驅(qū)動信號），當(dāng)你聽到喇叭叫了就知道有情況發(fā)生了。硬盤錄像機(jī)本身也可以通過發(fā)電子郵件發(fā)短信或撥打預(yù)先設(shè)置的電話號碼進(jìn)行報警，你聽到電話或看到短信也就知道發(fā)生情況了。

4.3出入口控制子系統(tǒng)與閉路電視監(jiān)控子系統(tǒng)的的聯(lián)動控制

出入門警報信息與現(xiàn)場關(guān)聯(lián)區(qū)域錄像機(jī)的聯(lián)動控制。假如有非法闖入、初入門開關(guān)時間過長、卡刷門系統(tǒng)無效等問題可通過軟件聯(lián)動的設(shè)置驅(qū)動監(jiān)控電子系統(tǒng)的對象攝像頭，進(jìn)行有效的聯(lián)動監(jiān)控。中控機(jī)就能實現(xiàn)：當(dāng)報警系統(tǒng)報警時電視自動切換到監(jiān)控視頻、燈光閃動、也可與背景音樂聯(lián)動。

5.總結(jié)

圖像的采集和上傳是本系統(tǒng)最基本的功能，通過監(jiān)控現(xiàn)場攝像機(jī)和編碼器可把圖像信息通過IP網(wǎng)絡(luò)上傳到調(diào)度中心，調(diào)度員使用電腦可以對現(xiàn)場情況進(jìn)行實時瀏覽，同時可通過解碼器解碼輸出到電視墻顯示，便于調(diào)度中心隨時掌握變電站情況。管理員可通過控制軟件或鍵盤對前端攝像機(jī)進(jìn)行遙控、抓拍等操作，更細(xì)致地了解變電站情況。領(lǐng)導(dǎo)在辦公室也可以通過電腦隨時了解變電站情況。

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