电力变电站环境无线监控应用方案

一、概述

随着计算机技术、网络通讯技术以及电力系统保护及自控技术的发展，变电站的自动化运行水平不断提高，大大雉疳赐嚣减少了人为操作事故，使变电站的无人值守逐步变成了可能，并已成为电业系统的发展趋势。目前已实现了将生产现场的设备运行数据、状态传送到远方的调度中心，同时调度中心也可对远程的现场设备进行控制和调节，这就是常称的“遥测、遥信、遥控和遥调”。作为无人值守的变电站如只具备“四遥”是不够的，因为调度中心无法了解现场情况致使一些安全防范如“防火、防盗”等无法实现，因此变电站仍需要有人昼夜守护。随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的迅猛发展，对于图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输的技术已相当成熟，将这一成熟的技术引入电力调度自动化系统，在四遥基础上增加第五遥-遥视，并且实现防盗、防火及出入口管理，将实现真正意义上的“无人值守”。

随着无人值守变电站管理模式的推广，变电站遥视警戒系统正适应了电力部门的这一需要，在调度中心、集控中心等相关部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理。对前端视频数据和监控数据采集编码，并将编码后的数据通过TCP/IP网络传输到网络可以到达的客户端。网络客户端接收编码后的音视频数据和监控数据，并进行监控、存储、管理。变电站遥视警戒系统为实现变电站/所的无人或少人值守，从而为推动电力网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。

二、系统组成

该变电站管理和监控系统是一个基于TCP/IP网络平台的集数字视频、音频和数据的综合性监控系统，它既可以用于有人值守环境，也可以用于无人值守环境；既可以在局域网上使用，也可以通过专线远程监控。 系统主要分为监控前端、监控中心、监控终端几个主要部分。

监控前端

监控前端主要分为两部分，包括数据采集和数据处理。数据采集部分主要模拟数据和数字数据：

·模拟数据采集：主要包括视频、音频和一部分环境数据。视频采集设备可根据不同的应用环境选用不同的摄像机。根据具体需求可以设置为固定、可控云台、球机、红外成像等。环境采集部分一般指温湿度采集器、电流电压采集器、变压器油温采集等；

·数字数据采集：主要指报警信号（开关量、脉冲量）。报警信号包括象是门磁，烟感，红外对射等，如果说有火灾，非法闯入，人为破坏等，相关的报警设备就会发出报警信号。　　

视频和数据处理部分主要是由高性能的嵌入式无线视频监控终端组成，它负责把摄像机的视频信号、音频信号、数字信号、模拟信号等编码、转变成统一的数字信号（IP信号）。 因为采用嵌入式模块化结构，所以设备轻便小巧，方便安装，一个变电站可以安装一个或多个无线视频监控终端。嵌入式系统，可靠性很高，无需日常维护，完全能满足无人值守的要求。 该变电站管理和监控系统的专用无线视频监控终端可以同时接入四路视频信号，四路音频信号输入和一路音频信号输出，8路开关信号（DI），8路模拟信号（AI）。视频服务器同时还提供了数据接口，如以太网接口，RS232/485等，只要相关被监控设备开放通讯协议，就可以实现数据采集与联动。视频服务器通过网线连接到网络交换机上，把压缩后的视频信号及其他数据信号一起通过网络发送到监控中心去；同时可以接受监控中心的指令，控制摄像机的姿态，联动声光电告警设备。RS232串口可以根据具体需求控制机房智能设备或采集数据。

监控中心

各个变电站的音视频及其它数据，经过计算机网络传输到监控中心。中心服务器安装该变电站管理和监控系统的服务器软件。根据系统规模的大小，中心可能会有一台或几台服务来负担数据处理与储存。该机房管理和监控系统是基于IE技术设计的软件，系统为用户提供了良好的人性化界面，中心可设置监控终端。监控中心要对所有前端数据进行处理、分析、记录与保存；如有报警信号，系统还将迅速联动前端镜头录像或其它设备，发送明显的声光电告警信号给工作人员，以便及时处理。

监控中心可根据需求设置电视墙，在中心设置无线视频监控终端的解码端，可以将视频及音频信号还原为模拟信号输出到电视墙上，通过该变电站管理和监控系统特有的“虚拟矩阵”功能，可以在电视墙上以手动或自动轮循的方式显示图像和声音。

该变电站管理和监控系统特有的多级管理系统能够适应多种需求，中心管理服务器可管理多个下一级服务器，分布式管理，分布式存储。可轻松构建大规模的监控系统。

监控终端

监控终端可设置在网络中的任意位置，客户端通过浏览器方式登陆中心服务器访问系统。浏览器会自动下载客户端图像控件，客户可以根据自己所具备的权限浏览网络中所有的或部分实时图像和环境数据，系统可以以多画面显示现场图像，任意控制镜头。可以与前端的工作人员进行语音的交流。对于动力，环境，安保门禁的数据，系统则以数字、曲线、柱状图或表格等的形式表现。　

对于存储在监控中心的视频、音频与环境数据，有权限的客户可以进行检索、查看和调用。

三、系统拓扑图（参考）

四、系统功能

该系统可对所有前端或变电站的重点部位进行24小时视频监控，并可以按照不同的方式对不同的前端设置录像。

系统可连接大量报警设备，例如门磁、红外、烟感等，一旦出现异常，系统能自动报警，上传报警信息并联动进行数字录像或声光电报警。

在系统中可以加入门禁接口，可以将门禁系统无缝接入，加强对机房进出人员的管理。通过音视频监控使管理人员能够随时随地看到设备和现场工作人员的工作情况，还可以与前端工作人员对话，加强管理的互动性。

在系统中还可结合大量专业的环境监测设备，实现及时反应空调系统、温湿度等保障设备的数据。该系统能对所有设备设置报警上下限，任何设备数据超出这个范围，系统就能够产生报警信息，并在一定范围内联动设备，例如录像、开关空调、自动断电等。