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1、解决方案视频监控及报警系统在变电站管理中的应用刘怀远(三亚供电公司，海南三亚5 7 2 0 0 0)摘要：在现代化的供电系统中，变电站管理的网络化数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，传统的“遥测遥控遥信遥调”功能已经满足不了现代化变电站的发展要求，加之当今计算机技术的高速发展，如何集中管理各变电站设备的工作状态，实现无人值守变电站的远程视频实时监控，即“遥视”功能，日益t 要地呈现在我们面前。关键词：监视系统；网络拓扑；实现原理；信号采集1 设备概况数字监视系统能直观、准确、实时反映变电站设备的运行状态，是现代化无人值守变电站管理中信息采集的不可代替的重要组成部分。变电站管理职能部门可以远
2、程对现场传来的视频图像进行分析和判断，通过调度和指挥，及时处理现场各种复杂情况，通过对处理过程进行跟踪，随时掌握现场第一手资料，保证最佳的处理效果，并且能通过相关的设备，对各类突发性事件及治安案件进行录像或抓拍取证，提供法律证据。系统的功能要求包括：(1)实现对变电站区域内场景情况的远程监视；(2)实现对各个监控点的监听及音频广播；(3)监视每个变电站内2 个主变压器的外观、运行状态、油位、油温、风扇等状态；(4)监视变电站内C T、P T、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态；(5)监视变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态；(6)监视变电站内其它充油设备、易燃设备的外观状态；(7)监视变电站
3、内主要室内环境：如主控室、保护室、配电室、高压室、电容器室、通信机房的情况；(8)实现变电站内主控室、保护室、高压室、电容器室、电缆夹层室、蓄电池室、通信机房的火灾预警(烟感探测器)；(9)围墙周界报警防止非法人员从围墙进入及报警联动；(1O)大门口进出人员隋况的监控，(1 1)变电站内具有本地视频预览、录像、回放功能；(12)视音频采用H 2 6 4 压缩格式，单路视频监看及回放分辨率要求达到D 1(7 0 4 5 7 6)；多路视频监看及回放分辨率要求不低于c I F(3 5 2 2 8 8)：(13)监控中心要求图像上电视墙，实时轮询监控各变电站设备运行情况，回放历史录像记录，远程遥控指
4、挥现场操作；(1 4)能够和办公网络互联，通过办公网络工作站可以访问、回放任意一路视频，并可对操作人员的权限进行管理；(15)网络传输基于T c P I P 技术，通过电力的s DH 网络远程传输视、音频和环境动力数据；(16)要求全网内视频设备时间同步。2 系统组成和实现工业视频监控很早已运用于变电站的无人改造和管理，但那时的监控系统并没有实现真正意义上的电力停息化4 3 万方数据网络化和数字化，视频仍然停留在模拟视频数据，视频图像只能在监视器上观看，不能通过局域网浏览。随着技术的发展，新一代基于网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统应运而生，并因其有诸多优点得到迅速推广。下面就以这种系
5、统结构为例阐述一个典型的视频监控系统在变电站监控工程中的应用。2 1 系统组成基于网络视频的无人值守变电站监控系统按级别可分为前端变电站监控现场和后台监控中心两大部分，如图l 所示。按功能共分3 个部分：前端信号采集处理部分、信号传输部分、后台控制(监控中心)部分。2 1 1 前端信号采集处理部分在变电站设置球机、云台摄像机以观察变电站场地及主要室内环境总体状况和设备的运行状态，并根据需要安装，温湿度探测器、电压电流探测器、烟感探测器、红外解决方案报警等探测器、周界报警装置等环境动力采集设备。2 1 2 信号传输部分变电站一般都有2 M 信道把电力通信设备接入到电力专网(sDH 网络)中，变电
6、站只要增加I P E 1 网桥设备就可以把变电站的视频、语音、环境动力监控数据传送到监控中心。2 1 3 后台控制(监控中心)部分在监控中心配置若干监控服务器，负责管理前端所有摄像机、视频服务器、环境动力监测、报警设备，并联动报警录像、电子地图等，同时管理后端所有上网监控用户。2 2 系统实现原理一个变电站远程图像监控系统从结构上可以分为监控中心、网络传输、变电站监控前端3 部分。具体结构如图2 所示。2 2 1 变电站端监控部分此部分位于监控现场。主要由图像采集子系统、录像子系统、现图1 基于网络视频的无人值守变电站监控系统网络拓扑图电力停息化场监控子系统、报警控制子系统等组成。此部分的主要
7、功能是视频服务器将收集到的模拟视音频信号使用高清晰度，低码流的H 2 6 4 编码方式进行编码，根据系统要求实现本地录像，同时将视音频数据传输到监控中心在局域网上共享，以便监控中心及相关管理人员通过网络实时监看和回放。数据采集器和协议转换器将采集到的环境和动力设备的数据送入通信链路上传至监控中心。视频服务器接收中心传送过来的图像设备控制信息，实现摄象机转动、镜头推远拉近、镜头聚焦等功能。数据采集器和协议转换器接收中心传送过来的信息，实现报警联动、门禁控制、灯光控制、告警喇叭控制、智能设备控制等功能。变电站端由以下子系统构成。(1)图像采集子系统。完成图像的光电转换过程，并将视频信号通过监控矩阵
8、送往视频现场监控子系统，由摄像机、云台镜头控制器、云台、护罩、镜头和支架等组成。(2)录像子系统。由视频服务器组成。视频服务器本身具有录像功能，加上大容量硬盘即可录像，支持计划录像、手动录像、移动侦测录像和报警联动录像，录像时长可设定，根据录像资料要保存的有效期限来配备不同容量的硬盘。为记录对现场的声音，需要在现场配备一定数量的监听头。监听头采集现场声音，然后送到视频编码服务器，由它实现声音与视频的同步存储和传输。(3)现场监控子系统。主要由视频服务器和监控软件组成。视频服务器负责视音频采集、编码压缩、上传，监控软件负责视频输入信号的选择；进行图像质量的选择；完 万方数据图2 变电站远程图像监
9、控系统结构成对视频图像的切换、云台镜头的遥控；图像的记录；对图像实现时间、日期、字符的迭加；通信处理；报警信号得处理等，具有与监控中心的通信接口。目前采用2M专线通道传输。(4)环境监视及控制子系统。主要由视频服务器的报警输入、输出，数据采集器、协议转换器和环境探测设备、告警设备组成。视频服务器本身带有报警输入口，可以连接烟感、红外对射、手报装置等开关量告警设备，但不能接如温湿度、电流电压变送器这样的设备，视频服务器干节点输出口可以实现告警联动控制设备开关。数解决方案据采集器是专门用于环境数据和报警信号的采集以及设备的开关控制，它可以接入诸如烟感、红外对射、三鉴、手动报警、电子围栏的报警开关量
10、，温度、湿度、电压、电流数据等模拟量，控制相机的电源、辅助设备、灯光、空调、警笛等设备的开启和关闭。协议转换器用于接人智能空调、智能UP s 等智能设备，其原理是将这些智能设备的通信数据格式转换成系统可以识别的数据格式，然后传到监控中心，监控中心可以监视这些设备的状态和控制他们的开关。环境监测系统中当有告警信号或设备工作状态异常时，现场产生声、光报警，同时可完成报警后现场图像的自动切入(与灯光联动，灯光应满足录像的照度要求)、自动录像、自动向特定电话号码报警(待选)等功能。2 2 2 网络传输部分从组成结构图上可以看到，远程图像监视系统的标准组网模式是以监控中心为连接中心构成的一个星型网络拓扑
11、结构，传输通道是s D H 网络(即2 M 信道)。在变电站端，通过E1 I P 网桥，把以太网数据包自动转换在El 上传输，而在监控中心，再转换回来，成为标准的以太网数据包。E 1 I P 网桥工作在第2 层，作为一个透明桥而存在，因此监控远端和监控中心都在同一个局域网之中。事实上，系统支持T c P I P 协议，可以在任何支持IP 的传输网上运行，传输线路可采用：L A N、D D N、数字微波、数字光纤、X D s L等，但考虑到电力行业的现有网络状况和节约数据传输系统的建设成本，建议传输通道一般采用2 M 的E 1 等。2 2 5 监控中心部分此部分主要是由数据库管理服务器、流代理服
12、务器、动力环境监控服务器、监控客户端、监视器等组成。监控中心是图像集中监控操作、维护和集中管理的中心，负责对所有图像的监控，并且具有对上级中心的连接接口。监控中心由以下子系统组成。(1)图像监控子系统。由数据库管理服务器、流代理服务器、监控客户端组成。主要作用是图像浏览、图像设备控制、图像转发、监控设备管理、操作人员管理、后台皂力信息化4 5 万方数据解决方案通信链路检测和维护。图像监控子网络压力。此外系统还提供系统配稳定、响应迅速、功能强大，在变系统软件有服务端程序、客户端程置程序，系统管理员可以根据远程电站应用中获得很好的效果。作为序、转发程序3 个部分。服务端程图像监控和管理的需要，通过
13、系统试点，我公司在6 个无人值守变电序通常在后台运行，提供服务器与配置程序方便地建立变电站端和监站安装了某公司生产的远程视频监前端站点设备的数据通信、服务器控中心的设备管理数据库信息。数控系统，每座站在主控室、高压配与客户端的数据通信、服务器与动字化的视频图像可以通过数据库管电室、主设备区等都安装了摄像环数据服务器的通信，调度控制系理服务器上的图像解码卡还原成模机。经过一段时间的试运行，系统统、存储系统、文件系统、转发系拟图像上电视墙，同时可以利用监的整体功能达到了设计要求，运行统响应客户端程序的控制指令。客控软件的数字矩阵功能，切换任何稳定可靠、维护方便、操作简单，户端程序可以运行在数据库管
14、理服一个图像到指定的监视器上。软件系统在图象质量、连接速度、务器上供系统管理人员监控使用，(2)动力环境监控子系统。由动视频广播和点播等均达到了实用也可以运行在网络中任何一台Pc力环境监控服务器组成。动力环境化，在变电站日常工作和生产管理上。操作人员登陆系统，经过系统监控服务器负责收集、分析、处理上发挥了重要作用。圈身份认证和授权后就可以执行权限变电站端传来的告警信息和设备工参考文献：范围内的操作，如图像浏缆、云台作状态的信息。当有告警信号或设 1】江建铭消防监控系统建设管理与工程设控制等。转发服务程序运行在流代备工作状态的参数超过预先设定的计、设备安装及运行操作维护检修新技术理服务器上。转发
15、程序实现视频数阀值时，对应前端设备实像图闪烁标准实用手册【s】北京：中国科技文化出篓羹嚣蚕妾譬主霉薹圣孽凳篓三茎彳羹嚣麓茹黧喜言黼2 0 0 豇收署嚣篙嚣嘉管理。转发程序提供一个高管理、声、光报警。报警信息同时传给图。：要士雩三土，?：高安全性的实用、先进的分布式视像监控系统，图像监控系统切换到忧1 1 1 口删：一皂力信息化 万方数据视频监控及报警系统在变电站管理中的应用视频监控及报警系统在变电站管理中的应用作者：刘怀远作者单位：三亚供电公司,海南,三亚,572000刊名：电力信息化英文刊名：ELECTRIC POWER INFORMATION TECHNOLOGY年，卷(期)：2007,5(5)参考文献(1条)参考文献(1条)1.江建铭 消防监控系统建设管理与工程设计、设备安装及运行操作维护检修新技术标准实用手册 2005 本文链接：http:/