关于变电站综合预警可视化系统的开发及其应用

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【摘要】随着我国电力事业迅速发展，供电企业对变电站无人值守有了更大需求，这是企业对精简人力资源、提高效率的要求。另一方面，变电站在现代电网输配电中起着举足轻重的作用，其安全运行问题尤为重要。在变电站实行少人值守或无人值守后，必需解决变电站设备运行的可靠性、变电站安全管理及远程监视问题。

【中图分类号】TM63 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0086-01

引言

变电站综合预警可视化系统是多专业性的综合技术，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术，实现对整个变电站的安全运行及环境状况的监视，实时监测变电站的运行环境，对变电站各种设备的运行状态及影响变电站安全运行的因素实现在线监测。

1、变电站综合预警系统的主要功能

在变电站综合预警可视化系统的发展过程中，对变电站综合自动化系统的功能及要求，曾经有过不同的看法，目前己经逐步趋于一致。系统在变电站的部分由图像监控单元和安全预警单元两个模块组成，分别实现对变电站图像和环境数据的监控，是系统的硬件主要所在。

图像监控单元的主要功能就是获取变电站现场的实景画面计实时传输至远方控制中心，使得即使值班人员不在现场，也能对现场的运行环境大体上了如指掌；另外，图像监控单元还应能通过移动侦测、智能识别技术提供变电站异常运行报警信息。所有这些功能的实现依赖于视频采集和视频预处理设备。视频采集设备主要有各种带云台的室内室外球形摄像机和室内固定彩色摄像机；视频预处理则要靠网络硬盘录像机来实现，各种模拟摄像机的视频信号在硬盘录像机编码压缩并存盘，以供监控中心的服务器调用。

2、控制功能

变电站综合预警可视化系统监控终端具有定时自动循环切换、人工手动切换、报警联动切换三种方式，操作人员可设定某一种切换方式，或几种切换方式的循环切换，以便加强对系统的控制能力。

循环切换方式包括不同站点问的轮回切换、同一站点的摄像机切换和有预置功能摄像机的不同预置点的切换。以上3种方式可以任意设定组合，其中切换时间可以任意设定。

同一时刻只允许一个操作员控制同一监控对象，当多个用户同时进行控制的时候，需要进行控制权的协商，主站监控中心具有最高的控制权限；高级用户可抢夺低级用户现有控制权，同时系统自动通知低级用户，同级用户须进行协商，低级用户取得控制权需进行请求。该过程处于系统服务器的全程监控之下。

控制输出，可通过预警软件控制球机的旋转，从而监视变电站周围环境。本地操作员通过控制键盘可以实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整，实现图像缩放功能、画中画功能；如果是带预置点的云台，监控中心操作员能控制云台直接到预置的方向和观察角度（包括水平转动角度和垂直转动角度）；镜头的预置点位置以中文列表形式显示，能控制远端监控终端的受控设备，如照明灯光等。对于灯光、雨刷等控制设备可以延时自动关闭，以防操作人员打开后忘记关闭，可设延时时间。

3、报警功能

报警功能分为超限报警和异常报警。本系统支持变电站事故报警、电力设备状态变化及故障报警、消防报警、防盗报警、防火报警等。一旦远方变电站有人入侵或发生火灾，马上发生报警，当地主机将在03秒内响应，系统能自动切换到相关位置的图像并启动警笛，将图像和报警信息同时传送到分控中心和监控中心；监控终端（指定的报警服务器）和本地的控制键盘能在0.5秒内自动弹出报警信息，以声光的方式通知值班人员，在主机的地理区域图上显示报警点的具置，报警类型，自动显示并在监控终端上实时录制相关摄像机的图像，同时发出告警。当发生多点报警时采用覆盖方式，但保留所有的报警信息，并且对严重的报警进行优先处理。

4、安全防范功能

安全防范功能，主要是保障变电站空间范围内的建筑、设备的安全，及时发现火警、盗警，并启动报警装置。一般通过在建筑物、围墙、重点部位安装摄像、报警、烟感探头来实现，这些设备与门禁、监控画面、录像、音响等联动报警。

监视功能主要是保障变电站设备的正常运行，对事故报警的自动录像，突发事件与主站的声像通信。例如，通过摄像机、灯光联动，监视主变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、高压室开关、主控室的电源盘及控制盘盘面等重要设备，监视场地和高压配电设备的运行状态，实现对一二次设备及其运行情况的监视，如主变压器、开关是否有外部损伤，主变压器油位及控制盘上的表头、灯光信号是否正常等。再比如，对重要节点、接头进行自动温度监测，防止电力设备过热。还有通过图像监视结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作及对隔离开关位置的视频监视等等。

5、通信功能

通讯传输部分是整个远程遥视系统的关键组成部分，其作用如同人的脊髓一样，负责各种信号和指令的上传下达。变电站实施无人值班有无可靠的通信通道至关重要。影响通信可靠性的因素主要来自两个方面：一是信道本身的质量；二是环境造成的影响。另外，变电站的停电和在故障时的通信能力也是影响通信可靠性的一个重要因素。所以，在进行无人值班变电站的通信设计时，必须考虑变电站停电和出现故障时，能继续保持通信的手段。此外，在有条件的地方，无人值班变电站可设两个独立的信道互为备用。对于通信方式和设备的选择应适当超前考虑与综合考虑，既要考虑它的先进性和可靠性，又要考虑当地的经济现状和发展前景，兼顾其经济性和合理性。本系统采用视频编解码器实现图像远程传输，既充分利用了现有通讯资源，又节省了一定的通道再租赁费用。

6、结论

变电站综合预警可视化平台的使用，提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力，使值班人员和相关领导能及时准确地了解无人值班变电站的现场情况，对操作情况进行全过程的监视和核对，对重点区域进行全方位的防盗防火预警，为工作人员提供了一种切实可行的辅助工具，从而大大降低了无人值班变电站的日常巡视、检修等费用，产生了良好的社会效益和经济效益。