变电站智能辅助监控系统的设计

一、系统概述

变电站智能辅助监控系统的设计作为辅助监视变电站设备安全运行和监视变电站环境安全的目的，包括视频监控子系统，安全警卫子系统，门禁子系统，灯光智能控制子系统和环境监测子系统以及管理平台等。本人以黑龙江科研变为例设计变电站智能辅助监控系统。

二、设计原则

主要考虑系统的实用性、安全性、经济性、可扩展性、兼容性、易操作性等几方面。从实际出发，采用嵌入式网络型监控设备，辅于传感器，将变电站运行环境涉及的安全项目纳入到统一的监控平台下，组建综合监控管理系统，具有较好的成本优势，彻底解决了各种监控系统独立建设、各自为政、形成信息孤岛的现象。建设周期大为缩短，系统维护成本也大大降低。

三、系统架构

系统将各种不同功能子系统融合到一个统一的监控平台下。配置规划如下：

四、系统实现

1.视频监控子系统

(1)图像捕捉部分

在变电站室外主变、设备区、大门等区域配置室外快球，在室内GIS室、电容器室、继电保护室、10kV母线室等配置室内快球。室内外快球具有彩转黑和预置位功能，并且能够实现与现场报警设备的联动，快速准确地将快球摄像机转到需要监视的位置。室外快球监视的区域为：变电站全景情况，变电站内变压器的外观状态，辅助监视变电站内断路器、隔离开关、CT、PT、避雷器和瓷绝缘子等高压设备的外观状态，辅助监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态等。

(2)视频监视功能

全中文操作界面，操作直观、简便。

图像分辨率为 图像窗口可以任意放大缩小或移动位置。

以树状形式显示各种操作设备，包括枪机、球形机预置位、报警输入、控制输出等。

多画面分割和视频拖放：具备多画面监视功能、具有VGA显示器输出接口，用户可以将画面分割为单画面，4画面，6画面，8画面，9画面，10画面，16画面。

16画面全屏

具备标准的RS232和RS485接口，支持市面上主流的RS485云台镜头控制器、快球、矩阵协议，具有很强的兼容性。视频设置功能强大：提供能够针对每一路视频的设置面板，用户可以根据需要调节画面码流，画面传输帧率，设置画面动态侦测参数，画面录像参数，提供日期时间和汉字叠加功能。

视频轮巡功能：在可设定的间隔时间内，对全站的监控点进行图像巡检，值班人员可以足不出户的巡视整个变电站。参与巡检的对象可任意设定，包括同一站端的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置;

操作人员能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距调整;对于带预置位的云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作，光圈为自动调整;具有可控制设备的机械保护措施，在控制云台等设备时，系统具有定时功能，即设备在运行后，应在设定的时间内自动停止，以防止人为的忘记关闭动作，以保护机械结构;

保证控制的唯一性，同一时刻只允许一个操作人员控制同一控制对象;

能对变电站内的空调进行控制：开启、关闭空调、调整设置温度、调高、调低温度、调整出风等;

能对所内的照明和排风扇进行控制，照明在摄像头切换后自动延时关闭。

(3)硬盘录像功能

内置1～8个硬盘，硬盘容量不限。硬盘录像文件采用自动覆盖方式进行循环记录。

多种回放模式：无级变速的快放、慢放、暂停以及逐帧进退播放功能。使您在查看录像内容的时更加方便。

客户端电脑可通过网络播放视频处理单元上记录的录像文件，也可将录像文件下载到本地。

在回放录像时可以显示事件发生的准确时间;

回放画面可以随使用者的需要，自由的拉伸和紧缩。

(4)图像管理

可显示、抓拍、存储、检索、回放各子系统所选摄像机的实时图像;

监控中心可远程回放站端的任意摄像机的历史图像，回放方式有逐帧、慢放、常速、快速等多种方式;

可实现手动录像、定时录像、报警触发录像、画面异动检测;

能够将任意一幅回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像，供数据交换使用;

能明确指出所监视的设备名称以及该设备具体部位，并将提示信息在状态栏上实时输出。

2.安全警卫子系统

(1)探测报警设备

在变电站围墙安装电子围栏系统，大门安装红外对射探测器，门口安装红外双鉴探测器以及室内安装感温感烟探测器，当有人翻越围墙或进出大门(门口)、室内出现温度过高或烟雾异常时可触发声光报警器进行报警，还可联动室外室内快球转到指定预置位进行录像，以供事后查找原因。

(2)安全警卫功能

可以与各种报警控制设备相连接，报警设备可以是烟感探测器、温感探测器、红外探测器、电子围栏等;同时可连接各种开关量和模拟量设备，报警时执行预先设定的动作。

可和多种消防系统、综合自动化系统实现联动。当某一报警单元产生报警信号后，系统能根据预先设置，联动相应设备采取措施。比如：当温度采集器探测到温度过高而发生报警时，系统将联动灭火设备，启动灭火器，同时联动电话机，拨打火警电话;

3.门禁子系统

在变电站进出入门安装网络式门禁系统，通过网络与其他系统联动以及进行信息实时传输。所有人员一律凭卡进出入变电站，有效地防止了外来人员和不相干人员随便出入变电站，并且每一次的刷卡都有记录，可供随时查看。

4.灯光智能控制子系统

考虑为室内配置，和室内快球配套使用，当摄像机光线不足时或出现警情时(晚上)，可以远程控制开灯，实现远程照明管理，也可以本地打开或关闭，也可以与其他系统联动控制照明，如出现警情时，自动打开灯光。通过设置辅助灯光，遇到光线不足或其他事故时(尤其是晚上)，其他系统可以通过联动间接控制灯光的开启和关闭，降低运行成本，也在安全上为变电站保驾护航，如有人翻越围墙或闯入变电站，可以开启灯光，吓退闯入人员(联动其他声响设备)并联动摄像机进行录像。

5.环境监测子系统

探测报警设备

在变电站站端配置温湿度一体化传感器，风速传感器，水浸传感器以及FS6探测器实时监测变电站的各种环境信息，当变电站的环境温度、湿度以及浸水情况出现异常，可以远程启停空调及风机等设备;当发现电缆沟、电缆夹层以及开关柜中的电缆温度超过警戒值时立即告警，预防事故的发生。

监测变电站的环境温度、湿度以及浸水情况，必要时可以远程启停空调及风机等设备。

监测电缆沟、电缆夹层以及开关柜中的电缆温度，当发现温度超过警戒值时立即告警，预防事故的发生。

通过“四遥”系统与“遥视”联动接口可以实现：

监控员在“四遥”系统中远程操作变电站设备时，使用遥视系统对现场被操作设备、现场环境观察，了解相应的设备运行状态。操作完成后，有重要的开关状态变化时，遥视系统可联动相应摄像机画面给监控员作为遥视参考。

6.辅助监控平台

变电站配置综合监控平台服务器作为系统数据处理中心，用来部署综合监控平台应用系统功能，并兼作变电站智能辅助监控系统综合监控平台显示控制终端设备，提供综合监控管理界面功能的运行使用，实现图形化系统应用展示。

四、系统建成后的效果

1.建立和实现变电站安全监控系统各设备运行环境状态信息的实时网络自动化监测管理。

2.改进传统的管理模式，真正实现“数据集成、业务协同、管理集中、资源共享”的管理要求。推动智能化变电站设备运行环境信息平台的建立，实现信息的集中采集、集中传输、集中分析、集中应用管理等，实现与其他系统的交互应用，从根本上消除产生“信息孤岛”的局面。

3.提高变电站安全管理效率和质量，变人工例行的巡检为系统在线实时监测，对系统检测到设备及运行环境的突发故障实施及时、针对性的有效处置。实现变电站设备及运行环境信息的集中管理，科学地对设备运行环境状态进行综合诊断。更及时、准确、灵敏地反映设备及运行环境的当前状态，避免增加人力物力不必要的浪费及巡检不到位且实时性不好等问题。通过系统的实施，为各级人员提供一个能够随时随地获取变电站设备运行环境状态和即时管理的强大工具。从而提高变电站运行管理集约化水平，一定程度上解决了变电运行人员相对电网发展而言日益短缺的发展矛盾，推进变电运行集约化管理。

4.提高变电站设备的安全运行的可靠性，有效预防各类事故的发生。形成智能化变电站运行环境风险控制和自动检修模式。形成监控中心与操作站相互结合实现“调控一体”模式。

5.提高工作效率，降低维护成本，减轻运行维护人员的劳动强度，实现科学、高效监控，确保变电站设备的安全运行及可靠供电。避免突发事件造成用户供电中断所带来的不利影响，体现良好的经济效益和社会效益。