变电站远程视频辅助巡视操作系统建设与应用

变电站远程视频辅助巡视操作系统建设与应用

唐小红陈海霞王朝旭张德胜

（国网晋城供电公司山西省晋城市048000）

摘要：经济的不断发展，科学技术不断进步，我国电力事业发展迅速，变电站数量也在不断增加，同时变电站的维护也显得十分重要，本文就变电站远程视频辅助巡视系统进行具体分析论述。

关键词：变电站；远程视频；辅助；巡视；操作

引言

变电站视频监控系统是实现无人值班变电站的重要基础性系统，也是智能变电站建设中的一项重要的可视化技术。目前，变电站巡检工作以人工巡检为主，存在巡检不及时、覆盖面窄、结果准确性差等缺陷，随着变电站无人值守工作的开展以及智能变电站建设的推进，人工巡检的难度越来越大，效率也一直无法提高，如何采取智能化手段，实现变电站远程集中巡视，成为当前变电站巡检工作的关键点之一。目前，四川电力已建设覆盖35kV及以上变电站的视频监控系统，但目前建设的系统更多定位在安全防护上，与运检、调度等生产部门的业务融合较少，无法满足更多的新需求。因此，需要制定新的布点规范和施工规范，满足变电运行、调度监控和应急处置的各种深层次业务需求，提升运维的智能化手段。

1系统功能

系统以视频监控与自动化等理论为基础，采用数据通信、数据库、计算机应用等技术，系统功能主要包括安防监控、巡视监控、操作监控3个方面。

1.1安全防护监控

在安全防护系统基础上，远程视频辅助操作系统与变电站的温度和湿度的环境检测系统、消防系统、防盗系统、门禁报警、防非法闯入、移动侦测、画面异动报警、红外双鉴探头报警、红外对射报警、电子围栏报警、紧急按钮等进行连接，实现联动报警，同时接收报警信息，联动相应报警目标的监视图像并进行录像；还增加了突发事件应急处理时子站与主站的双向音频、视频监控交流。

1.2巡视监控

1）远程巡视变电站区域内重要设备（包括变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、引线接头和绝缘子）的运行状态。

2）多台计算机组合的自动巡检视频系统，可设立多个显示屏，每屏显示一个变电站视频数据，每个画面可按照预定的策略进行自动巡检。

3）人性化的自动巡检策略软件，可支持系统实现各种策略的自动巡检功能，包括记录各巡视路线，记录日志，分配权限，上报故障等。

4）可建立变电站重点设备视频巡视清单，可事先设定好巡视路线进行设备巡视，巡视开始和结束时运行人员可以在运行日志中做好记录。

5）增加测量风速、雨量等的传感器，遇大风、雷雨、冰雾等恶劣天气和自然灾害时，采用自动巡视策略，按预先设定的方案，利用视频监控系统进行特殊巡视。

1.3操作监控

1）可远程监控变电站内隔离开关、接地隔离开关的分、合闸过程和运行状况。

2）可远程监控断路器机械位置和运行状况。

3）配合变电站综合自动化和微机五防系统，联动摄像机将隔离开关操作前、中、后的视频上传，以便远方确认隔离开关操作成功。

2变电站工作模式

2.1 操作运行

目前变电运行人员在调度倒闸过程中，需到现场进行确认。首先确认现场有无人员检修作业，或在带电区域活动，其次确认开关、刀闸等一次设备的位置信息及运行状态。特别在调度远方操作的情况下，确认工作都必须到现场进行，效率低下。

2.2生产设备巡视

目前变电站巡检主要通过变电站运行人员进行人工巡检，对运行设备进行感观的、简单的定性判断。随着无人值守化、属地化推进，目前220kV及以下变电站已基本实现无人值守，500kV的变电站正在进入少人值守或无人值守阶段。同样人数的运行班组，其管理站点数量已经是过去的数倍。运行单位面临的运行压力激增。

3变电站视频监控系统现状

目前，数字化、网络化、标准化、集成化成为视频监控系统主要的发展趋势，四川电力已经建成了互联互通的网络化覆盖35kV及以上变电站的视频监控系统。国家电网公司制定了《电网视频监控系统及接口》企业标准，对视频前端设备进行了规范。但现有变电站视频监控系统主要以安防监控为主、设备监控为辅，因此前端系统存在摄像机布点较少布、点位置不合理、摄像机像素较低、工艺有缺陷等问题；而平台目前实现主要是以视频调阅、录像管理等为主的基础功能，平台功能不再满足业务发展提出的新需求。为了满足变电运行对倒闸辅助确认、远程设备巡视、调度监控遥视等新的生产运行需求，需要提出新的方案，深化功能应用。

4远程视频辅助巡视操作系统关键技术研究

4.1视频巡检技术

系统通过摄像机的预置位功能，预先设置一次设备的最佳监视点，通过编辑调用设置好的一次设备最佳监视点的顺序，即设置巡视策略，监控人员可在系统中预先设置好巡视策略，远程巡视一次设备，代替人工到达现场实地巡视；通过设置不同的巡视策略组合实现日常巡视和特殊巡视。

4.2隔离开关远方操作监视技术

该系统探索了通过视频监控与安全监控和数据采集（SCADA）系统相结合实现一次设备的远程操作监视，通过隔离装置接收SCADA系统一次设备操作信息，联动被操作一次设备的视频监控画面，代替现场人员监视功能。该系统的隔离开关远方操作监视技术的特点主要体现在以下两个方面。

1）隔离开关的图像检索方式。系统采用以实际设备为线索进行图像调阅，直接在界面上显示出需监视的隔离开关设备的名称及其三相信息。操作人员如要看某个设备的图像，直接找到该设备名称即可打开视频图像。系统还提供接线图的操作模式，可显示出每个变电站的电气一次接线图，操作人员可在图上查看对应的视频图像，如每个隔离开关的各相及整体的图像。

2）SCADA联动。变电站隔离开关位置信号一般由远程终端单元（RTU）负责采集并上传调度中心SCADA系统。为了实现隔离开关位置变位与摄像头的联动，该系统采用了通过调度主站的SCADA服务器获取隔离开关操作的信号，接口为串口方式，通过解析SCADA服务器发来的五防信号协议来获取开关操作信息。当收到隔离开关操作信号时，在隔离开关操作界面上打开相应的接线图，同时自动打开关联图像，将球形摄像机（下称球机）转到相应位置。此时操作人员可直接观察隔离开关触点的分合过程，校验执行结果。

4.3摄像机倒装技术

变电站视频监控系统的摄像机，一般都安装在门型架或立杆上，安装维护困难；在监视对象众多、摄像机数量有限的情况下，摄像机的选择是关键。利用球机倒装技术，结合立杆吊装，构筑立体式的视频监控网络，可有效解决此问题。球机倒装方式，即球机上下180°颠倒。具体作法是，在设备附近适当位置，安装一个1～1.5m的立杆，将球机倒立安装在杆的顶部。此时，摄像机可以监视其安装平面上方的设备，且摄像机安装位置低于人身高度，有充足的安全距离，易于安装调试。对由于球机倒装导致的图像颠倒及控制方向的错乱问题，采用了具备图像翻转功能的球形摄像机。对没有图像翻转功能的球机，用软件进行镜像处理，当图像显示和控制时，会按需要自动颠倒。对因球机倒装引起的防雨、防晒问题，专门定制了特殊的球罩，安装在球机外，有很好的防水效果；在球罩内安装有排风扇，当温度过高时，可启动排风，将球机工作温度控制在允许范围内。

结语

变电站远程视频辅助巡视操作系统将变电站视频监控系统功能由安全防护发展到可巡视监控和操作监控。

参考文献：

[1]陈建平，张俊康.变电站远程视频辅助巡视操作系统建设与应用[J].供用电，2011，28（2）：41-44.

[2]覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3]李志海，张荣华，张天兵，余昇，鲁伟.基于视频监控的变电站智能巡检系统研究[J].计算机技术与发展，2014，24（10）：233-237.