淺談電力系統(tǒng)自動化中變電站遙視技術(shù)的運用

張偉

【摘 要】現(xiàn)代社會的繁榮發(fā)展離不開我們對于電力的合理運用。我國的電力傳導(dǎo)及應(yīng)用主要得益于變電站的合理使用。當(dāng)今時代下電力資源被應(yīng)用于各種領(lǐng)域當(dāng)中，作為電力傳輸?shù)闹匾画h(huán)：變電站，其工作的穩(wěn)定與否直接決定了人們?nèi)粘Ｉ钷k公是否能順利進行。同樣的，變電站的監(jiān)控與維護不能再只依靠人力來完成，在人力資源有效的情況下為了實現(xiàn)對變電站進行實時的監(jiān)管與維護我們可以用遙視技術(shù)來完成。本文將從變電站遙視技術(shù)的重要性入手，概述電力系統(tǒng)自動化中變電站遙視技術(shù)的構(gòu)建。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);變電站;自動化;遙視技術(shù)

變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分之一其穩(wěn)定性直接關(guān)聯(lián)到了供電關(guān)系的穩(wěn)定。為了實現(xiàn)變電站的半自動化以及提高電氣設(shè)備的穩(wěn)定性，我們需要對遙視技術(shù)進行更加合理的運用。

1 變電站遙視技術(shù)的重要作用

1.1遙視技術(shù)的特點

自動化相較于人工操作更加方便，穩(wěn)定也更容易上手等特點已發(fā)展為主流的電力系統(tǒng)改良方案，國內(nèi)已經(jīng)有成熟的AGC（發(fā)電控制自動化）、DAS（配電自動化）在這個背景下行業(yè)內(nèi)最熱門的便是變電站綜合自動化技術(shù)。本文所討論的變電站遙視技術(shù)屬于綜合自動化范疇，遙視技術(shù)融合了諸多功能可以對變電站進行實時監(jiān)控，在變電站的運行過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)并采集圖像再進行分析處理為操作者提供變電站實時運行的狀態(tài)，確保不會出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障時及時發(fā)出警報信號。由于遙視技術(shù)的直觀性實時性等特點，我們才要將這項技術(shù)廣泛應(yīng)用。

1.2遙視技術(shù)的作用

為了確保電力系統(tǒng)中各個電氣設(shè)備的正常運作我們需要對這些設(shè)備進行二十四小時的實時監(jiān)控，變電站作為供電設(shè)備的一部分更需要進行不間斷的監(jiān)控。監(jiān)控主要體現(xiàn)在對設(shè)備的溫度，運行環(huán)境，照明，消防及空調(diào)等等各種可能影響設(shè)備正常運作的因素，通過遙視技術(shù)的運用操作者可以使監(jiān)視監(jiān)管過程順利進行。遙視技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）通過遙視技術(shù)的合理運用可以在檢測到現(xiàn)場發(fā)生的異常狀況后進行簡單處理，實時將異常狀況呈現(xiàn)給負責(zé)監(jiān)控的人員在相關(guān)人員得到異常信息后及時去對異常進行處理，將風(fēng)險保持在可控范圍內(nèi)不會由于信息傳輸太慢而錯過處理問題的最佳時間。

（2）遙視技術(shù)的合理運用可以對被監(jiān)控設(shè)備發(fā)出的警報信息，各個部件的運行狀況等及時記錄保存在單獨的硬件中，通過數(shù)字與圖像的保存即使某些記錄數(shù)據(jù)的軟件因故障無法正常工作，技術(shù)人員依舊可以通過對硬件的調(diào)試隨時調(diào)取這些數(shù)據(jù)。

（3）遙視技術(shù)不僅能夠遠程控制也可以就地進行控制，遙視系統(tǒng)的圖像監(jiān)控子系統(tǒng)將由監(jiān)控中心與變電站組成，設(shè)備運行的狀態(tài)、工作方式、監(jiān)視目標(biāo)的搜索等可以通過監(jiān)控設(shè)備遠程調(diào)控的同時也可以就地進行調(diào)整。

2 電力自動化中變電站遙視系統(tǒng)的構(gòu)建

2.1 遙視系統(tǒng)的基本配置

遙視系統(tǒng)的組成部分可以分為主站，子站與通信層。子站作為核心組成部分由攝像機，數(shù)據(jù)采集器，編碼器，轉(zhuǎn)換器，傳輸網(wǎng)，麥克風(fēng)等組成，子站的主要作用是要實時采集設(shè)備現(xiàn)場的有關(guān)數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)處理過后傳輸給主站并顯示給用戶層。有人看守的變電站也可以在現(xiàn)場接入相關(guān)的控制設(shè)備，通過現(xiàn)場的調(diào)控實現(xiàn)不同攝像機的實時切換。主站主要有計算機，監(jiān)視器，編碼解碼器，監(jiān)控軟件組成。主要負責(zé)對子站傳輸過來的數(shù)據(jù)進行實時分析，根據(jù)子站傳來的現(xiàn)場數(shù)據(jù)對子站進行監(jiān)視與控制并及時對報警信息作出處理。通信層可以采用先進的高速以太網(wǎng)進行傳輸，其主要組成部分為網(wǎng)絡(luò)部件，通信介質(zhì)和連接部件。高速以太網(wǎng)的最低傳輸速率為100M其通信速度保證了信息傳輸?shù)倪^程中不會出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，能夠保障用戶層即監(jiān)控人員能夠?qū)崟r的接收到設(shè)備現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，高速以太網(wǎng)的價格較低，軟硬件產(chǎn)品豐富足以滿足用戶需求且網(wǎng)絡(luò)元件的運行環(huán)境較為穩(wěn)定抗干擾能力強，簡單的信號裝置就能夠勝任監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)元件的任務(wù)為確保通信的可靠性多加了一層保障。

2.2 遙視系統(tǒng)構(gòu)建方法的選擇

通過對網(wǎng)絡(luò)上文獻的收集整理可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的無人值守變電站中視頻監(jiān)控系統(tǒng)類型只要分為三種，分別為DRV系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)編解碼系統(tǒng)和IPC系統(tǒng)。在分析比較后筆者更加推薦將DRV系統(tǒng)作為遙視系統(tǒng)構(gòu)建的首選。

DRV系統(tǒng)的優(yōu)點在于其技術(shù)相對成熟前期建設(shè)成本低且性能穩(wěn)定。DRV技術(shù)采用網(wǎng)絡(luò)與集成管理軟件進行遙視，其具有良好的實時性無論晝夜只要內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)正常運行系統(tǒng)便能正常工作。其無可比擬的穩(wěn)定性與實時性的代價是復(fù)雜的系統(tǒng)線路，布線過于麻煩。

網(wǎng)絡(luò)編解碼系統(tǒng)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在基本上不會產(chǎn)生干擾，但是與DRV系統(tǒng)相比較網(wǎng)絡(luò)編解碼系統(tǒng)的造價過于高昂且存在數(shù)據(jù)延遲的問題，尤其是在夜間溫度下降時將會影響系統(tǒng)運行系統(tǒng)的可靠性，鑒于其高性能與高風(fēng)險這一構(gòu)建方法并不足以作為首選。

IPC系統(tǒng)的優(yōu)點在于其先進的技術(shù)與清晰的視頻圖像。前期投資大，數(shù)據(jù)有延遲，夜間效果不佳是它相較于前兩種構(gòu)造方法存在明顯的劣勢。

2.3 遙視系統(tǒng)的硬件設(shè)計

遙視系統(tǒng)有了穩(wěn)定的后臺只是完成整個系統(tǒng)的五分之二，該系統(tǒng)會更加依賴優(yōu)秀的硬件設(shè)施以及合理的硬件選擇。

遙視系統(tǒng)的重要組成部分之一：攝像機。攝像機的性能優(yōu)劣將會直接關(guān)系到系統(tǒng)的運行情況。由于變電站內(nèi)電氣設(shè)備多采用分布式處理結(jié)構(gòu)的布置各區(qū)域中的設(shè)備配置存在一定差異，因此對攝像機進行合理的選擇。比如變電站主控室及高壓室內(nèi)，由于設(shè)備的運行環(huán)境相對封閉集中而采用具有廣角鏡頭的攝像機來滿足對該區(qū)域設(shè)備全方位的監(jiān)控。監(jiān)控變壓器設(shè)備可以采用固定式攝像機進行更加直觀清晰的監(jiān)控，室外由于晝夜光線強度的不同可以選擇對光照敏感度可控范圍大的球形攝像機進行大范圍監(jiān)控。

視頻編碼器。該設(shè)備通常裝在變電站的通信機房內(nèi)，借通信網(wǎng)絡(luò)將攝像頭采集的數(shù)據(jù)進行編碼后傳輸給控制中心。傳輸?shù)囊曨l要求更好的圖像質(zhì)量而不是追求視頻碼率的提升，用戶可以選擇容錯性能好，網(wǎng)絡(luò)帶寬占用少，數(shù)據(jù)壓縮比率高的H.264視頻編碼器。

2.4 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

遙視系統(tǒng)中主要的功能模塊有視頻采集模塊與音頻采集模塊。

視頻采集模塊在設(shè)計時要選取專用的視頻解碼芯片，這種芯片可以適應(yīng)多種運行環(huán)境并且可以通過主控器對該芯片進行具體配置。該模塊主要負責(zé)采集處理由攝像機拍攝的視頻影像，在專門的芯片處理后傳輸給主控器再由主控器對其進行之后的轉(zhuǎn)化處理。

音頻采集模塊可以采用數(shù)字信號解碼器，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器支持8-96K的采樣頻率?，F(xiàn)場的麥克風(fēng)采集現(xiàn)場設(shè)備的音頻信息經(jīng)過內(nèi)部音配解碼生成數(shù)字數(shù)據(jù)并處理后傳給主控器進行存儲。

3 結(jié)束語

綜上所述，在我國電力系統(tǒng)的改革體制下，電力系統(tǒng)自動化日趨完善越來越多的變電站正逐步實現(xiàn)無人化，自動化進程。相對于尚未實現(xiàn)無人值守的變電站遙視技術(shù)通過對內(nèi)部設(shè)備的實時監(jiān)控等大大降低了故障概率，值得被引入作為主流的自動化技術(shù)。

參考文獻：

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（作者單位：國網(wǎng)赤城縣供電公司）