基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變電站運(yùn)行遠(yuǎn)程管理體系

黃華錫

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞 523000）

前言

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展日新月異，它正在把全世界的計算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)集成起來，形成信息高速公路，也使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域正在經(jīng)歷著一場前所未有的變革，開始向網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，逐漸形成了新的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，在電力系統(tǒng)內(nèi)，尤其是在變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中，已廣泛地采用了計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和圖像處理等最新技術(shù)。

1 變電站系統(tǒng)的現(xiàn)狀及特點(diǎn)

傳統(tǒng)的變電站的監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)上的局限，往往只能到現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視或者一些簡單的報警信息傳輸，無法實(shí)現(xiàn)對視頻信號的遠(yuǎn)距離傳輸，所以，要想準(zhǔn)確、及時地確認(rèn)前端發(fā)生的具體情況是非常困難的。這就在無形中降低了系統(tǒng)的時效性、穩(wěn)定性和安全性。于是，如何提高變電站的安全防范技術(shù)，已成為當(dāng)前變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用發(fā)展的主要方向。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

圖1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)拓樸圖

圖2 監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)拓樸圖

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)就是為了適應(yīng)這種客觀需要而應(yīng)運(yùn)而生的。它應(yīng)用通信技術(shù)對遠(yuǎn)方的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程信號、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)等各項功能。以電力系統(tǒng)為例，電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和用戶的用電設(shè)備等組成，電力調(diào)度控制中心對全系統(tǒng)的遠(yuǎn)行進(jìn)行統(tǒng)一的管理。對電力系統(tǒng)生產(chǎn)過程的監(jiān)測，如按地域的遠(yuǎn)近，則可分為近程監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)測兩大類。發(fā)電廠內(nèi)部鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)等所配備的自動裝置、監(jiān)控盤等都屬于近程監(jiān)測范疇，而調(diào)度控制中心耍對電力系統(tǒng)中分布地域遼闊的發(fā)電廠、變電所等進(jìn)行的監(jiān)控就屬于遠(yuǎn)程監(jiān)測。

3 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控

基于傳統(tǒng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷和新形勢下電力系統(tǒng)發(fā)展的客觀要求，網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控作為一種功能豐富、保障有效、拓展簡便的變電站安全監(jiān)控體系，無疑是解決上述問題的最佳方法。

3.1 系統(tǒng)組成

按其功能劃分，主要有三個子系統(tǒng)：前端信號采集處理子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)，其中前端機(jī)房信號采集處理子系統(tǒng)主要包括：變電站的音、視頻信號采集/處理設(shè)備、數(shù)字報警信息采集設(shè)備、數(shù)字/模擬環(huán)境變量采集設(shè)備等。

信號傳輸子系統(tǒng)主要包括：傳輸控制設(shè)備、驅(qū)動設(shè)備、通訊接口等。

遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件系統(tǒng)、控制設(shè)備等。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能

監(jiān)視本變電站的戶外場區(qū)的環(huán)境，包括出入門/道路/和設(shè)備區(qū)，主控中心、各終端都能遠(yuǎn)程監(jiān)控變電站的圖像；監(jiān)視本變電站的戶外電氣設(shè)備，如主變壓器，開關(guān)，刀閘等各類高壓電氣設(shè)備，尤其是能清晰監(jiān)視每路開關(guān)與刀閘的分合狀態(tài)，閘刀接頭的接觸完好情況，主變壓器油位指示，檔位指示等；監(jiān)視本變電站主控室及各繼保室內(nèi)環(huán)境和運(yùn)行設(shè)備；能自動或手動實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)任意攝像機(jī)以及預(yù)置位畫面的快速切換和調(diào)用；提供多種錄像模式：系統(tǒng)實(shí)時滾動錄像、系統(tǒng)定時錄像、手動錄像和報警錄像。數(shù)字錄像是任一終端都有的功能，它可實(shí)現(xiàn)不間斷錄像，根據(jù)報警自動錄像或定時錄像等多種方式對事故進(jìn)行錄像檢索，方便對歷史錄像的查尋，并從中查找事故原因，做出正確的判斷和應(yīng)對措施；圖像抓拍和自動巡視功能：可任意抓拍屏幕上顯示的活動圖像以及靜止圖像，然后存入磁盤或通過打印機(jī)輸出。并可通過選擇加入自動巡視的前端，設(shè)定巡視時間，進(jìn)行自動圖像巡視；可以多個監(jiān)控終端同時監(jiān)視同一前端，控制權(quán)自動協(xié)商；也可以用一個監(jiān)控終端同時監(jiān)控多個前端，即在計算機(jī)屏幕上可以實(shí)現(xiàn)多畫面分割顯示，詳細(xì)再現(xiàn)每個畫面實(shí)時活動圖像。

3.2.2 切換及控制

視頻切換功能：監(jiān)控終端具有定時自動切換，人工手動切換和報警自動切換等三種方式或設(shè)定其中的幾種切換方式；遠(yuǎn)程控制功能：可遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)鏡頭的360度轉(zhuǎn)動，并可實(shí)現(xiàn)對攝像機(jī)的焦距和光圈的遠(yuǎn)程調(diào)整；地圖輔助功能：可通過點(diǎn)擊地圖的區(qū)域，自動將攝像機(jī)調(diào)整到相應(yīng)位置；燈光控制功能：遠(yuǎn)程控制變電站現(xiàn)場的燈光開關(guān)或者其他動力設(shè)備；門禁控制：可根據(jù)值班人員的IC卡信息，自動判斷是否合法，以便確定是否打開大門，并能自動切換攝像機(jī)到指定的大門位置。

3.2.3 報警聯(lián)動、錄像管理

報警聯(lián)動：前端發(fā)生報警時（如消防設(shè)備報警、電子圍欄報警），監(jiān)控中心自動聯(lián)動相關(guān)聲、光設(shè)備，啟動錄像。報警后可聯(lián)動到攝像機(jī)的預(yù)置位置，并啟動錄像；錄像檢索和回放:錄像記錄可在監(jiān)控終端上進(jìn)行檢索，并對存儲的圖像進(jìn)行IIAnews.com回放。

3.2.4 音頻信號采集和可視對講功能

通過在關(guān)鍵電氣設(shè)備，如變壓器附近安裝高靈敏度的工業(yè)監(jiān)聽頭，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行聲音的實(shí)時采集，方便進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測和故障診斷；可在室內(nèi)或室外的適當(dāng)部位安裝對講系統(tǒng)，用于與監(jiān)控中心和MIS網(wǎng)查詢終端用戶的對講；支持語音對講功能：可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)音量大小，設(shè)定監(jiān)聽和對講功能的開啟和停止。也可直接進(jìn)行單向廣播通知。

3.2.5 集中式遠(yuǎn)程監(jiān)控

在變電站端的設(shè)備采用了高穩(wěn)定性、高可靠性的嵌入式視頻服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可以做到設(shè)備的遠(yuǎn)程設(shè)置和管理，免除了現(xiàn)場人員的操作，所有設(shè)備均在監(jiān)控中心由系統(tǒng)管理員統(tǒng)一設(shè)置和管理。系統(tǒng)還提供了設(shè)備在線監(jiān)測模塊，能隨時監(jiān)控前端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

同時，中心監(jiān)控服務(wù)器能夠同時集中式管理數(shù)十個變電站的數(shù)百臺視頻服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，能夠做到集中報警系統(tǒng)管理與查詢，集中錄像與查詢等。錄像服務(wù)器還可以采用分布式部署。這樣一來，一個供電公司只需建設(shè)一個集中式的監(jiān)控中心，即可7x24小時地對所轄全部變電站實(shí)施嚴(yán)密的安防與設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，大大提高了工作效率，降低了人員配置。

3.2.6 與電力GIS或電子地圖相結(jié)合

系統(tǒng)提供帶監(jiān)控地圖和數(shù)據(jù)地圖編輯功能的地圖引擎。用戶可將各監(jiān)控點(diǎn)的鏡頭分布情況繪制成監(jiān)控地圖，點(diǎn)擊相應(yīng)鏡頭圖標(biāo)自動切換到當(dāng)前攝像機(jī)位置，便于用戶方便、直觀地了解攝像機(jī)的分布情況；也可以通過與電力GIS系統(tǒng)的接口相互調(diào)用數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

電網(wǎng)的管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展，利用現(xiàn)代計算機(jī)、電子測量和通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為變電站進(jìn)行技術(shù)改造，對變電所等實(shí)行基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測和管理，自動進(jìn)行工況記錄和數(shù)據(jù)管理，達(dá)到單人甚至無人管理的生產(chǎn)目的。在變電站運(yùn)行時可能出現(xiàn)一些異常的危險時盡量為變電站設(shè)備減少損失，在電氣設(shè)備事故、外力破壞、防火、防盜、防違章等能起到有力的保證，提高勞動生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益，保障變電站設(shè)備的正常運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)變電站無人值守時的重要保證。

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