電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)的研究與開發(fā)

葉 瑋 楊金飛

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華321000）

0 引言

當(dāng)前，變電站缺陷匯報與檢修處理狀況存在著很大不足。首先，值班員在巡查變電站時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行異?；蛘弑O(jiān)控系統(tǒng)報警，趕到變電站現(xiàn)場查看后，再通過電話向檢修人員表述缺陷情況，這種僅靠異地語音通話的方式往往會導(dǎo)致雙方溝通不暢，使檢修人員產(chǎn)生盲人摸象的感覺，結(jié)果檢修人員到達(dá)現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)所帶備品備件不合適或者不齊全，需另派車輛專程送備品備件或者以后再處理，浪費人力、物力和時間。其次，有些缺陷由運行人員在檢修人員的指導(dǎo)下進行簡單、安全風(fēng)險小的操作便可消除，而運行人員僅憑語音通話不能準(zhǔn)確領(lǐng)會檢修人員的指導(dǎo)意圖，常常怕出安全風(fēng)險拒絕此處理工作。再次，變電站數(shù)量多，路途遠(yuǎn)，用車費用高。因此，有必要利用電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)來診斷缺陷。

1 電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)實現(xiàn)基礎(chǔ)

當(dāng)前變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)的配置為電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了充分的準(zhǔn)備。

整個變電站監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)控中心（瀏覽器端）等組成，是一套完全基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，采用開放型B／S（瀏覽器端／服務(wù)端）結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)字視頻及環(huán)境集中統(tǒng)一平臺監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可進行多級組網(wǎng)，如圖1所示。省局監(jiān)控中心最多可以監(jiān)控255個地局中心，每個地局中心可監(jiān)控255個縣局中心，每個縣局中心可以監(jiān)控255個變電站。

圖1 B／S統(tǒng)一平臺系統(tǒng)組成圖

多媒體圖像監(jiān)控系統(tǒng)通過在變電站重要部位安裝攝像機并通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將圖像傳到監(jiān)控中心，中心值班人員可通過電腦上的IE實時監(jiān)控現(xiàn)場情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀況和故障隱患，以便盡快進行相關(guān)處理。

前端子系統(tǒng)主要用于變電站的圖像采集與處理，主要設(shè)備包括攝像機系統(tǒng)（攝像機及其輔助設(shè)備，如護罩、云臺、解碼器等）、紅外／煙霧報警器、視頻編碼服務(wù)器等。前端從攝像機到視頻編碼服務(wù)器間采用的是傳統(tǒng)的模擬信號處理方式，根據(jù)監(jiān)控場所環(huán)境和安裝位置要求，攝像機有室內(nèi)安裝和室外安裝2種形式，攝像機的控制類型包括固定（不可控）式和云臺／鏡頭可控式2種形式。前端攝像機的視頻（音頻）信號通過模擬音視頻線纜接入視頻編碼服務(wù)器，由視頻編碼服務(wù)器對模擬信號進行編碼壓縮（采用MPEG 4）后編碼為數(shù)字方式的IP信號，并通過TCP／IP網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心傳輸。對可控的云臺／鏡頭的控制，通過從視頻編碼服務(wù)器接出的RS485控制線來實現(xiàn)，控制信號命令可以由遠(yuǎn)端的分控或主控中心通過TCP／IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。如果需要，可以在視頻編碼服務(wù)器上接入拾音器（駐極體話筒）和喇叭（有源音響），用于語音對講；接入紅外報警探頭以及門磁等設(shè)備，用于入侵檢測報警；接入聲光報警器，一旦發(fā)現(xiàn)有非法入侵，即可發(fā)出聲光報警信號。同時，可以將報警信號與攝像機的預(yù)置位關(guān)聯(lián)，聯(lián)動控制攝像機的云臺／鏡頭到相應(yīng)位置，自動捕捉需要的畫面。

變電站監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控中心之間采用TCP／IP網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，利用已建的光傳輸網(wǎng)，組成從場站到監(jiān)控中心二級監(jiān)控形式的TCP／IP監(jiān)控專線網(wǎng)。監(jiān)控中心為系統(tǒng)的維護和管理中心，是整個系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)視音頻信息的處理，包括遠(yuǎn)程監(jiān)視、錄像、回放等；系統(tǒng)的控制，包括對前端的云臺、鏡頭控制等；系統(tǒng)的管理，包括系統(tǒng)設(shè)置／配置、用戶管理等。監(jiān)控中心系統(tǒng)的設(shè)備主要包括服務(wù)器、監(jiān)控工作站以及控制軟件、存儲設(shè)備和介質(zhì)、圖像顯示電視墻等。系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成原理圖

2 電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)實現(xiàn)方案

通過現(xiàn)有的圖像監(jiān)控系統(tǒng)、智能管理PC機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、語音電話稍加擴展即可實現(xiàn)電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)（圖3），具體方案如下：

圖3 電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)

在主控室、繼保室、開關(guān)室以及戶外消防室（箱）內(nèi)增加模擬音視頻線纜接入口，利用線纜與一個可視對講頭盔相連，頭盔上有一個微型視頻攝像頭、麥克風(fēng)、耳機和微型屏幕，現(xiàn)場運行人員只需戴上這個頭盔，電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)就可使經(jīng)驗豐富的檢修人員從遠(yuǎn)端運行人員的“肩頭上”看到他對現(xiàn)場設(shè)備的檢查，仿佛檢修人員親身到了現(xiàn)場。視頻和音頻信號通過頭盔傳送到檢修部門，檢修人員能與遠(yuǎn)端運行人員交談并指導(dǎo)現(xiàn)場正在進行的檢查，甚至開展一些信息調(diào)閱、重新啟動裝置等不影響安全的簡易工作。

每個集控站配備1～2臺上述可視對講頭盔；任何一臺辦公電腦都可作為終端，只需配備一只耳麥和安裝相關(guān)圖像軟件并取得授權(quán)權(quán)限即可。檢修班組、生技部門、調(diào)度甚至廠家均可使用此終端，并可組成一個小型的專家診斷系統(tǒng)。

當(dāng)然，上述可視對講頭盔可以用手持移動式語音圖像實時傳送裝置（比如高清DV、新聞采訪機）代替。運行人員也可利用攝像機對缺陷部位進行拍攝、錄像，然后將圖像聲音發(fā)送到內(nèi)網(wǎng)專用平臺，檢修人員可以在該平臺上進行一個初步的分析。

隨著IEEE802．11無線局域網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)的制定，適用于變電站標(biāo)準(zhǔn)的無線通信技術(shù)的應(yīng)用是未來發(fā)展的必然趨勢，屆時上述信息交互系統(tǒng)可在整個變電站內(nèi)采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式。

因此，電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)易于實現(xiàn)，成本低。

3 電氣設(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)試驗運行效果

選取1個220kV和2個110kV無人值班變電站作為試點，按照上述配置進行調(diào)試，達(dá)到預(yù)期效果，該信息交互系統(tǒng)適宜在整個電力系統(tǒng)中推廣。

4 結(jié)語

將當(dāng)前變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)稍加擴展變?yōu)殡姎庠O(shè)備缺陷遠(yuǎn)程診斷信息交互系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)檢修人員可以及時、全面、準(zhǔn)確掌握缺陷信息，提高缺陷處理的針對性與效率。簡單缺陷可由運行人員在相關(guān)人員的遠(yuǎn)程指導(dǎo)下處理，這樣就減少了出車成本和時間成本。經(jīng)過在變電站試運行，該信息交互系統(tǒng)適宜在整個電力系統(tǒng)中推廣。

［1］洪洲，潘功茂，趙江良．變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)［J］．農(nóng)村電氣化，2008（10）：26～29

［2］蔡明．利用遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電站的無人值守［J］．電工技術(shù)，2004（1）：37～40