500kV变电站视频监控系统的运维分析

艾棣

摘 要：当今，经济大力发展带动电力行业的飞速发展，为了更好地管理和维护电力系统，出于节约成本和减小工作人员的劳动强度的考虑，再考虑到安全等其他方面的原因，很多变电站都采用了视频监控系统。如此就很好地实现了对变电站的监控，从而实现对站内故障的远程监控和判断。在500kV变电站内的视频监控系统的应用，将会给500kV变电站的运行带来极大的方便。

关键词：视频监控系统；图像；500kV变电站

中图分类号：TM63 文献标识码：A

至今，大多数变电站为了提高工作效率和提高管理，都实现了遥测、遥信、遥控、遥调的监控系统。但是在实际的情况之下，还是在有时候并不能观察到现场实际情况，这样就导致了无法对故障进行远程判断；另外，遥测和遥信等的错误报警，同样也会造成成本的浪费。但是，计算机技术日益完善，这为视频监控系统的发展提供了基础，真正实现遥视。这个目标实现后就可以更好地监视变电站的各种情况，并能及时的发现发生的突发情况，大大利于安全可靠的实现电力系统自动化的目标。此外通过视频监控，还能对变电站的防火防盗提供帮助。

一、我国500kV变电站的特点

500kV变电站是我国电网的重要枢纽，同时也是目前我国最高电压等级电网重要的组成部分。500kV变电站由于是地区供电的重要电源点，因此，其在整个电力系统中占了极其重要的地位。国内500kV变电站一般分为调度、运行以及检修三个部分，各部门的分工明确，互相配合。而且国内变电站设备的操作和维护工作量比较多。国内的500kV变电站地理位置一般比较偏僻，而且跨度更大；变电站里的设备运行也比较可靠稳定；值班人员方面，500kV变电站的也是业务熟悉，理论知识丰富；所以其在电网里地位也就比较重要。

二、变电站监控系统应满足的要求

变电站的维护和管理工作是变电运行的主要职责。所以，日常工作的需要决定了变电运行的模式和方法。

1 对电磁干扰进行隔离

预防电磁干扰，在超高压的环境下是极为重要的。通常变电站的设备会给监控系统采集画面释放很强的电磁干扰，特别是500kV这种级别的超高压环境下，干扰强度很是强大。所以，一个合格的监控设备必须要具备隔离干扰的能力，而且还要保证其安全性和数据传输过程中的可靠性。

2 具备良好的兼容性

合格的监控系统可以与上下级的监控系联网，一旦参与联网，就要实现单向或者双向的数据传输和转发，进而实现数据分层。如果不能兼容上下级的监控系统，那么就不能使数据进行转发和传输。

3 可拓展性良好

系统的规模大小和其所检测设备的数量、范围都可以进行方便的扩充，而且该监控系统的网络结构要方便于软件平台以及硬件平台的分布升级。

4 实用性较高

在对监控系统的实用性方面做重要考虑，这是设计系统时的重点内容。设计出来的系统一定要有较高水准的总体性能以及综合能力，以确保其可以实现与已建系统的无缝对接。

5 开放性和标准化

由于引进系统是一项投资，因此必须考虑其长期效益，设计和选型一定要注重其开放性是否合格。这里要求当站端即使使用不同厂商的设备，但是图像监控系统都要能接入。此外在标准性方面，其各部分都要达到国际标准以及我国行业标准。信息格式标准化、系统开发标准化，都要能满足系统的扩展和移植。

三、系统的基本功能

1 图像的监视功能

该视频监控系统可在2M以下的带宽上，完成视频信号的单向传输，在传输时，其所需的网络带宽在10Kbps～2Mbps范围内可调。该视频监控系统支持移动侦测。任何一路摄像机的画面，都可以在监控主站的监视器上看见。监控主站还可以控制云台和镜头，可以对所有设备进行监控。

2 安全防火报警以及灯光控制功能

为了能使防火报警功能的可靠性实现最大化，RTU作为烟雾报警的备用装置，反之烟雾报警器也是RTU的备用报警功能。需要多远程图像进行捕捉或者存储时，可设置在报警时刻监控图像的存储时间、方式、存储间隔时间等，之后便可随时查询或者进行打印。

3 警视联动功能

一旦发生报警，监控主机的显示器上面的图像画面，自动切换至发生报警区域的摄像机。同时，系统会自动的启动数字录像方式，为以后的事故处理和分析提供参考。

4 预置摄像机

如有将多个目标点用一台摄像机监视的需求，可选择带预置功能的一体化摄像机。为了在使用时快速的转换到相应位置，可以在事先对监视位置的镜头参数进行预设。此功能还能调试摄像机的图像清晰度。

5 切换和控制

在主控室的主控机上，可以设置定时自动循环切换，报警自动切换或者手动切换这三种方式，当切换至自动循环时，可对切换的间隔时间进行设置。

6 可靠运行

该系统完全满足可靠性标准，其编码器、主机、灯光控制器、各摄像机、云台以及系统的各个软件，都可以进行长期不间断的工作，而且工作时状态稳定，无故障工作的平均时长大于20000h。

四、系统的构成

1 中心站

此视频监控系统与之前的通信网监控管理系统是两个互相独立的系统。所以，应当在中心站配备以下设备：2台视频监控工作站、1台视频服务器、1台网络集线器等。中心站局域网的组建是依赖于网络集线器设备的。变电站内现场的图像的解码以及接收，主要通过视频监控工作站以及视频服务器这些设备来完成，它还可以管理登录用户，还可以根据所登录用户的等级判断并分配其优先权。此外还有，它不仅可以监控画面，还能对各个变电站的有关数据进行监控，旨在及时发现问题。搭建中心站的所有硬件的品质都较高，相应的，其性能也高，为的就是能使中心站的整个监控系统稳定可靠的运行。在中心站的显示器上，甚至可以实现在不同的终端机上显示2个摄像头的画面，而且这两个摄像头还是同意个变电站的。所有监控画面都可以经过选择，然后存到服务器内。监控画面的清晰程度可达到VCD效果。endprint

2 监控端站

这个站的主要作用就是对现场的音频、视频和数据等信息进行采集。因为其包含的主要设备就是摄像机单元和网络视频服务器，二者都是进行视频采集和存储的设备。然后将获得的信息进行处理，也就是把数字信号数字化，最后压缩解码，而这一步是通过编码器进行的，压缩解码后，信息就可以在数字通信线路上进行传输了。监控端站在整个系统中处于中心站的控制之下，它执行中心站发出的命令，比如在控制云台和镜头的时候。这个站中的视频编码器可以处理视频编码、实现自动控制等等功能。在整个监控系统中，无论是搭建远程监控的各部件还是所需的各个平台，这些内容都有本站的视频服务器提供。远程传来的图像，可以在接入以太网的情况之下，用浏览器观察。

3 通信层面

在通信层里，系统采用的是E1数字通道，这个数字通道用来配置主站和各个端站的网桥设备，而且，中心站和监控端站的网络也是通过它进行连接的，而在视频传输至中心站的过程中，E1数字通道配合使用网桥设备与视频服务器连接，通过TCP/IP协议实现，以上的目的，就是使端站的带宽能得到保证。在如何解决传输的实时性这个问题上，则是通过实时传输协议（RTP）进行解决的，其一般在不可靠协议层运行。时间信息以及一个相关的序列号都包含在经实时传输协议传输的数据包内，这样做的目的，就是能使混合视频和音频信息的时候更简单容易。混合视频和音频信息时要通过一些应用程序的，这些应用程序可以判断并选择当前这帧视频略过时系统要跳到的正确的数据包，所以，就要使得平滑的同步每个包相关的时间信息。经过通信层传输的视频要图像清晰，所以就要求信号应该连续可靠，不能出现马赛克现象、边缘锯齿等不流畅的现象。与此同时，降低传输码流，根据所需，其组网方式如图1所示，以某500kV变电站视频监控系统为例。

4 系统的运行

500kV变电站引入安装本系统之后，基本可以实现主控室的值班人员监视整个系统的目标。对于有些地理位置偏僻的子站，就可以少派或者不派值班工作人员了，在500kV变电站内的工作人员的数量也可以减少，但是这并不影响发现异常情况，这样一来，极大地减少了各个变电站的工作量，而且还不影响工作结果，大大提高效率。

而500kV变电站视频监控系统的搭建是基于原有监控系统的基础之上的，并不需要彻头彻尾的完全新建，只需引进新的设备和线路即可，一定程度上节约了成本。另外，系统里新增的编码器有视频上传功能，这能使中心站的维护人员及时反应，迅速处理，有效保证变电站的安全稳定运行。

结语

500kV变电站的视频监控系统的搭建实现，意味着远程监视功能已然具备，对于那些距离较远的变电站的详细情况，可以在总站实施监控。让各个子站真正实现少人值守或者无人值守，大大的减少了值班人员的工作强度，同时也不会给工作上带来损失，这对提高电力系统的效率是具有重要意义的。全面的数字化必然是视频监控的最终趋势，也就是说，视频的网络化和数字化，在将来都可以在前段进行。现在有不少500kV变电站也完成了视频监控系统的搭建和改造，不难看出其重要作用和应用前景。本系统值得在电力系统内推广使用。

参考文献

[1]聂文海.视频监控系统在500kV变电站运行中的应用[J].电力应用，2012（11）.

[2]黄科文.变电站视频及环境监控系统的设计与实施[J].硅谷，2011（05）.endprint