汪涛
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摘要：随着我国电力工业的不断发展,电力网络规模不断扩大,各种老旧变电站的视频监控系统存在的问题，本文针对这一现实问题，提出以数字视频服务器为基础的网络化视频监控系统改造方案，并根据变电站远程巡视需求，确定系统逻辑结构图和摄像机布置原则。
关键词：变电站；视频监控系统；改造；
引言：随着变电站自动化程度的提高和各种技术支撑系统建设的完善，沿海地区电网绝大多数500kV变电站已实现无人值守。传统的变电站“四遥”系统无法对无人值守变电站生产环境及一二次设备进行直观的监控，只能依靠运维人员的定期巡检来发现现场问题。投运时间较早的变电站的视频监控系统主要是作为变电站安全防护之用，无法满足对无人值守变电站的运行监控和视频巡检等需求。随着数字技术和网络技术的发展，以数字视频服务器为基础的网络化视频监控系统得到了广泛的应用。
1老旧变电站视频监控系统存在的问题
1.1视频监控系统中的图像质量较差。
由于模拟摄像机的图像传感器较差，视频图像的分辨率和有效像素较低，加上时间久后摄像机外护罩脏污，已逐渐不能满足安防的要求。摄像机安装数量少。由于当时只考虑了安防要求，未在一次设备区和继保室等安装摄像机，无法满足远程巡视及消防视频联动的要求。无法实现远程视频监控。同轴电缆传输模拟视频信号的距离一般不大干1km，这就决定了模拟视频监控系统只能应用在单个变电站内。
1.2系统的扩展能力差。
系统扩展性通常受到视频画面分割器、矩阵和切换器输入容量限制。对于已经建好的系统，如要增加新的监控点，要对整个视频监控系统进行改动。
2变电站视频监控系统的改造
将变电站模拟视频监控系统改造为网络化视监控系统。系统采用新一代网络摄像机，将图像转换为基于TCP／IP网络协议的数据包，使摄像机所拍摄的画面直接传送到网络，系统中的所有设备都以IP地址来识别和相互通信，远端用户可以通过Web浏览器收看、回放及点播视频信息，系统具有较好的扩展能力。
2．1改造后的视频监控系统结构
图1 视频监控系统逻辑结构图
摄像机及预置位的命名应满足运维业务需求，并根据业务需求定义简单直观的名称，便于快速调用特定的监控场景。改造后的系统以逻辑结构树的方式对监控对象进行设计，逻辑结构如图1所示。逻辑结构图以变电站为根节点，逐级形成全景式的设备区域监控对象、安防监控对象和消防监控对象。
设备区域。设备区域是指变电站内各个实际的物理区域，如500kV场地区、主变场地区等。每个设备区包括多个设备间隔，如浦塘线5051开关间隔。该间隔下包括开关、隔离开关等一次设备。每个一次设备通过指定摄像机+预置位来获得所需的图像信息，每个一次设备可对应某几个(摄像机+预置位)。如浦塘线50512电流互感可通过500kV场地南面围墙西摄像机50512电流互感预置位查看，也可通过500kV第四串中摄像机50512电流互感预置位查看。
安防监控对象。安防监控对象是指对变电站出入口，周界等位置的监视。对于变电站围墙四周的摄像机默认预置位朝向围墙，优先考虑安防需求，兼顾围墙边的一次设备、消防监控对象。消防监控对象是指变电站室内安装了火灾探测器的场所的监控，如继保室，直流系统室等。通过视频监控系统对火灾报警信号的远程确认，发生火灾后自动记录火灾过程。
2．2改造后的视频监控系统设备布置的总体原则
变电站摄像机布点应满足系统功能定位，由变电站全貌到局部场地区域，兼顾设备，合理布点。
设备监视摄像机布点应能监视主变、无功设备、电压互感器、电流互感器、断路器以及隔离开关等一次设备的外观状态。在日常运行及设备异常时，辅助设备检查，基本实现设备的人工远程巡视。安防摄像机布点需满足变电站大门、周界及出入口监视的要求，同时围墙周界处的摄像机兼顾附近的设备区。
摄像机安装位置优先考虑设备构架和建筑物顶端，在高压设备区中部优先选择立杆安装，摄像机的位置应做到便于安装和后期维护。
室外设备区摄像机应优先选择一体化云台摄像机，采用1．5～2m的立杆方式安装。安装位置及高度应避免母线及构架的遮挡。
室内摄像机应优先选择广角球形摄像机，安装在高于设备顶端的室内角落处，同时需考虑摄像机与消防系统联动。如图2。
图2某变电站内部设备布置图
3视频监控系统的应用
3．1全站日常巡视
全站视频监控系统日常巡视的巡视周期为每天一次。利用站内摄像机的位置分布图，在视频监控系统中预先设置了相对应数量的日常巡视预置点。利用视频监控系统中的轮巡功能，每个预置点巡视时间设置为15S，以“点”带面，基本覆盖全站一二次设备。每次进行日常巡视时，只需调阅该轮巡方案即可进行自动轮巡。巡视人员按照预先编制的日常巡视设备对应表逐项确认打钩。采用该轮巡方案完成全站日常巡视约20min。如采用手动转动摄像机云台对设备进行日常巡视，不仅耗时较长，还易遗漏需巡视的设备。
3．2全站一次设备特巡
一次设备特巡的巡视周期为每月一次。利用全站摄像机的远摄变焦功能，对全站每个间隔的开关、隔离开关、流变及主变等一次主设备进行远程特巡。每个一次设备选择一个最优摄像头的预置位。对全站所有一次设备的最优预置位设置轮巡方案，每个一次设备的特巡时间为15S，在发现异常时可随时暂停确认。由于摄像机大多数装设在设备构架和继保室屋顶上，一次设备远程特巡的巡视视角一般为俯视或平视，可发现一些现场人工巡视不易发现的问题。每月对设备进行远程特巡只需调用相应的轮巡方案。
3．3设备检修作业巡视
设备检修作业巡视是指对检修作业现场的关键节点进行巡视，对重要检修作业巡视次数不少于3次。一般主要在工作许可、检修工作过程中及工作终结时进行巡视。工作许可时主要巡视现场安措布置、设备状态核对等；检修工作过程中巡视，主要是查看检修工作进度及安全文明生产等；工作终结时主要巡视设备验收及设备状态核对等。通过视频监控系统，安全员还可方便对检修现场进行远程安全稽查。
3．4设备异常巡视
设备异常巡视主要是对异常设备的实时调阅及定期跟踪。在发生特殊事故异常时，依据设备树可方便而及时地定位到异常设备并进行外观巡视检查，避免异常设备可能对现场巡检人员产生的人身伤害。无人值守变电站充油设备存在渗漏情况时，可通过视频远程巡视进行定期跟踪。在突发事件下对异常设备视频信息的获取，可为应急指挥决策及故障研判提供信息支撑。
4结束语
视频监控系统作为电网智能化和安全运行监视的重要辅助系统，能够通过对变电站环境状况、设备运行状况、现场安保与消防等实现远程巡检，进而提高无人值守变电站安全生产和电网运行管理的水平。
参考文献：
[1]杨小明. 变电站视频监控系统建设与发展[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2017(23).
[2]莫凤芝. 构建变电站视频监控系统探讨[J]. 广西电力, 2013, 36(5):54-56.
论文作者:汪涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：设备论文; 变电站论文; 监控系统论文; 摄像机论文; 视频论文; 系统论文; 全站论文; 《防护工程》2018年第14期论文;