无人值班变电站远程数字视频监控系统的设计与实现

无人值班变电站远程数字视频监控系统的设计与实现

0无人煤调电技术在变电站的运行效果近年来，综合自动化已成为管理无人设备充电站的重要手段。但在无人值班的情况下,如何更直观地监视并记录变电站的安全以及设备运行情况,提高电网调度自动化的安全性和可靠性,成为一个亟待解决的问题1监控网络的构成远程数字视频监控系统采用IP技术多级方式组网,支持IP组播功能,可以方便地进行网络的逐级汇接,组建一个大规模的监控网络。系统按网络拓扑结构可分为3级:主控中心、区域监控中心、变电站端。远程数字视频监控系统按照设备和控制软件所在的地点,可以分为图像采集及现场监控、网络传输和监控与维护三大部分。系统的结构如图1所示。1.1基于rvu的区域监控此部分位于监控现场,如变电站内,主要由图像采集、现场监控、报警控制、录像等子系统组成。图像采集及现场监控部分的主要功能是将摄像机所采集的图像经过监控矩阵的多选一到达远端视频单元(RVU),RVU对视频信号采集和编码压缩后,通过转换器将信号送入通信链路传向区域监控中心或主控中心,实现区域监控中心或主控中心对远端的实时监控;同时还能将远端报警器所采集到的信号经过RVU送入通信链路上传至区域监控中心或主控中心,并接收中心传送过来的信息,实现报警联动等功能。1.2“神经中枢”网络按层次化设计的必要性视频传输网络承载整个供电局与变电站间的视频传输业务,成为视频数据的“枢纽”与“神经中枢”。视频传输网作为一个大型的IP视频传输网络,合理划分网络层次结构是稳定、高效运行的保证。为减少各部分的相关性,便于实施及管理,网络按层次化设计。网络的构建,从整体上可以将网络划分为核心层、汇聚层、接入层3个层次,如图2所示。1.3高效的视频数据传输监控中心设备主要由系统服务器、web服务器、监控工作站、监控软件以及网络设备如以太网交换机、协议转换器等组成。此部分主要是软件,既可在区域监控中心也可在主控中心进行监控与维护。远端传来的经过压缩编码的图像数据流经过转换器进入区域监控中心的网络,由于RVU采用IP组播的方式,因此区域监控中心或主控中心的任何一台客户机均可通过加入相应的组播组来收看监控影像。利用客户端软件,不仅可以实时解码视频流,并显示出来,还可以发送信令给RVU,控制监控远端的摄像机云台、镜头、电动雨刷等设备。依据实际情况,在整套远程数字视频监控系统的区域监控中心设置一台三层交换机,组成专有的监控局域网,并采用GE或FE与供电局的中心交换机连接,使监控局域网成为办公网的一个VLAN。这样,既做到了监控网与MIS网的完全融合,又不影响办公网的正常通讯。办公网自身出现故障,也不会影响到监控网络。2系统功能根据远程数字视频监控系统的特点和所要承担的任务,其具有三大功能:安全保卫、变电站设备监视和系统的基本应用功能。2.1视频监控系统(1)在围墙四周、大门等处安装摄像头、红外线对射探头,起到24h不间断视频监控,保障变电站空间范围内的建筑、设备的安全。(2)在高压室和主控室等地点安装摄像机,配合烟感系统,可实时监测到站内设备的消防情况。2.2自动录像及监视功能(1)通过摄像机与灯光联动,监视主变压器、断路器、隔离刀闸、高压室开关、站变室、电容室、主控室的控制盘等重要一二次设备的运行状态,对事故报警的自动录像,突发事件与主站的声像通信。(2)变电站隔离开关的远程遥控操作时开关位置的视频监视。(3)通过图像监视结合远程和本地人员操作经验的优势,避免误操作。2.3系统的操作应用(1)报警处理功能:系统必须具有报警录像、画面异动告警、报警联动、报警查询、报警信号上送等基本功能。可以将变电站内的异常情况实时上送调度中心和巡检中心,并对报警情况进行录像,有利于事件的分析和调查。(2)控制操作功能:系统应具有远程灯光开关控制、闭锁遥控、远程重启摄像机、远程安防设防撤防、摄像设备控制等功能。(3)多级电子地图功能:可以方便快捷查找到需要的变电站和该变电站的具体设备(包括所有的摄像机、报警器等)。报警发生时,报警地点以醒目的标记闪烁在电子地图上,以便准确判断报警类型和地点。(4)其它应用功能:具有手工操作摄像设备、预置位、自动轮巡、操作权限设置、统计制表等功能,可以使巡检中心值班人员对变电站内主要设备的运行情况进行远程监视,从而降低巡检人员的劳动强度和风险,提高了工作效率。3现场监控的优势(1)基于标准的IP网络,可扩展性、可维护性强。支持标准的IP网络,理论上支持无级组网,任何IP网络连通的地方均可进行监控,真正实现了无限距离的远程监控。(2)采用IP组播技术,节约了带宽,减少了网络阻塞,减少了对网络的影响,同时真正实现无限距离远程监控。(3)现场监控矩阵采用大规模视频集成电路,稳定可靠,具有强大的控制、切换功能。(4)视频压缩采用国际上最先进的压缩编码标准MPEG-4,保证了视频数据传输的实时性和清晰度。(5)提供了硬件和软件接口,能实现与MIS、消防报警、站端门禁、调试遥测等其他系统互联。(6)实现了安防信号的一发两收,即告警信号可以同时被2个主站端所接收,而且可以由告警信号直接触发系统启动录像,记录现场情况。(7)利用级别和权限控制实现无级监控,利用角色概念简化对操作员的管理。(8)采用集中式数据库管理,对比以往分散式的数据库,便于管理、维护和查看。4系统应用情况中山供电局变电站远程数字视频监控系统从2002年开始建设,首期工程先建立1个监控中心3个图像监视点,实现对3个变电站图像的实时监视。在取得成功经验的基础上,进行大面积的推广,到2009年底已顺利接入90座变电站、9个图像监视点。经过建设过程中的不断完善,系统功能齐全,处于较为稳定可靠的状态。为加快该系统的建设,适应远方操作监视、远方巡视、保安监视的需要,实现对全局管辖范围内变电站电气设备的可视化监控,2005年又投入巨资建设视频传输网,改变过去二级传输模式为三级传输模式。目前,该系统的规模位居国内前列。系统的应用,实现了对变电站全天候的全面监视,便于工作人员及时掌握、监视变电站设备的运行情况,巡检人员由原来的隔天到站一巡改为8天,大大提高了工作效率;同时,监控员对开关和刀闸实施远方分合操作时,以变电站远程数字视频监控系统为辅助手段,这样既提高了变电站设备倒闸操作的效率,减少设备的停送电时间,也提高了调度管理的集成度,防止误操作的发生,避免设备事故对操作者造成伤害。5监视、监听变电站图像远程监控系统的建设和应用,使调