摘要：伴随变电站无人值守管理模式的实践，变电站巡检中心通过既有电力通信网络实现远程实时监控、故障告警及环境监测，大幅提升了变电站运行安全性，并确保电网调控更可靠、稳定。本文基于环境及视频监控系统的结构、功能出发，对其在变电站的应用情况进行系统分析。
关键词：环境及视频监控系统；变电站；应用
近年来，随着计算机和网络技术、自控技术及电力网络保护技术的不断发展，变电站运行和管理的自动化水平不断提升，已实现了无人值守管理[1]。相对变电站来说，除常规自动化系统外，远程环境、视频监控系统逐步成为新时期变电站新增加的且极为必要的自动化装置，这也是其他系统技术无法替代的。随着计算机网络及数字视频技术的创新发展，创建一个统一的集中管理式变电站环境及视频监控系统，在生产和管理中将有着越发重要的作用。
1.环境及视频监控系统的基本结构
当前，变电站建立的环境及视频监控系统主要由分站、通讯及主站三个子系统组成。其中，远程各个分站图像视频信号通过视频网络编码器采集，并处理成数字信号，然后通过E1或者LAN接口传输至主站子系统。主站子系统可把图像通过由视频网络直接和局域网相连，图像资料经以太网传输到需要显示的工作站，如图1。
图1 变电站环境及视频监控系统结构
2.环境及视频监控系统在变电站的实际应用
本文以广东省汕头市的一个110kV变电站为例简要分析环境及视频监控系统在变电站中的应用。本站的环境及视频监控子站系统主要根据南方电网公司系统运行部《变电站视频及环境监控系统优化方案》进行配置。子站系统功能主要包括：视频监控、现场环境监控、系统管理、数据库管理、统计功能以及Web 浏览等。以下主要简述视频监控及环境监控的的主要功能：
2.1视频监控
（1）实时监视：该系统的图像窗口能任意放大、缩小或移动。通过树状方式显示各类变电站内相关电气设备，比如：固定摄像机、报警输入、控制输出等。且可实现多画面监视和拖放，有VGA输出接口，监控人员可把画面分割为单个或者多个画面进行全方位监视[2]。
（2）控制：操作人员可对站内任意监控设备进行控制，对视频监控设备的视角、焦距等进行调整；对于有预置位云台，可对其进行预置及相关操作，视频光圈能自行调整；在对云台在内的电机设备进行控制时，监控系统有定时功能，也就是在设备运行之后，会在设定时间内自行停运，以免人员疏忽未及时关闭，保护好电机。同时，可对变电站中的空调实现有效控制，主要对其开关及温度、温度、出风调整等；可对站内的照明、排风扇有效控制，照明会在探头切换后自行延时关闭。
（3）录像：该系统的录像分辨率是可选择的，且支持多路视频信号，而每路信号均由独立硬件压缩，实现声像同步。每路独立实时录像时，还可实现单路回放、网络监视、录像查询等功能。具有这几个特征：①多个录像方式，包括手动、定时、报警联动、动态等录像。②支持动态监测录像。可设定监控画面在出现异常情况时就会启动录像，如人员走动，且还可设定画面内“某个区域”有异常时启动录像。③录像资料能可快速检索。对所有形成的录像资料进行统一、集中的管理，可采取多种方式检索需要观看的录像。④能内置多个（一般在8个以内）硬盘，且在容量上没有限制。硬盘中的录像资料通过自动覆盖形式实现循环式记录。⑤不同回放方式，包括变速快放、慢放、暂停及逐帧快进、快退播放。让操作人员在查看录像时更为便捷、省时。
变电站监控中心主机可通过网络播放视频处理模块中的录像资料，也可把录像资料下载至本地。在进行录像回放时，可显示具体事件准确的发生时间，且回放画面可根据需要随时调节。
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（4）报警：能和变电站多种报警装置连接，报警装置主要有红外对射报警装置、温湿度传感装置等；并且能连接不同开关量设备，在报警时准确执行事先设定好的动作。此外，还与多种消防、自动化等系统进行联动[3]。在某个报警单元发出信号后，监控系统可依照预先设置，与相关设备进行联动进而作出相应措施。在出现报警时，系统能自动控制探头转动，对准需查看的区域，且自行启动录像；因而，不需要担心变电站系统运行中出现报警时监控探头不能有效监视到现场的问题。在作出报警时，会自行弹出报警的视频画面，并会显示电子地图，闪烁该报警装置的图标，标明该设备在整个监控范围下的具体位置。在视频处理模块中，不但可处理开关量的报警，且还可以处理模拟量相关数据的采集及其报警，比如：变电站现场环境温、湿度等，把视频数据一同保存，且可查询和打印。
（5）安全管理：环境及视频系统实施权限管理，根据在变电站岗位职能和工作性质对用户给予不同等级权限，在登录、操作时，系统会对权限进行查验[4]。同时，通过系统作出的一切操作，比如：登录、查询、退出、报警确认等，都会有相应的记录，可通过系统查询相关记录；系统还能保存一切重要的资料和数据，主要有用户的基本信息、报警内容、操作记录等，无法人为性的修改、删除。此外，失电之后重新通电后可自动恢复相应的功能和数据，并有良好的病毒防御能力。
2.2环境监控方面
（1）温湿度监测：通常情况下，变电站内的电气设备运行、维护及保养对环境温、湿度均有一定的要求，尤其是某些精密、昂贵的器械设备，所以，为保障电气设备能够正常、稳定运行，监控中心需对现场的温、湿度进行调查和了解。同时，在主控室、保护室、开关室内需要配置温湿度的采集模块，把现场的温、湿度模拟量转变成数字信号，再进行实时传输，远程控制中心则把随时获取的实时环境温湿度，记录并保存到数据库，再进行针对性的统计和分析。基于变电站运行实际，结合所在区域环境情况，监控系统会设定好温湿度变化区间，在现场环境温湿度处在设定变化区间外时，可通过控制开关对空调系统对温湿度进行调节，以确保电气设备在正常环境下稳定运行。
（2）水侵报警：在雨水天气或变电站内排水出现不畅时，室外电缆沟会存在积水，在积水淹电缆时会带来安全隐患，这就需要对电缆沟中的水位予以实时性检测，在水位超出设定的警戒线时，系统会发出报警信号[5]。水浸报警主要是通过电极浸水之后阻值变化原理来实现的，可以为变电站内的电缆沟提供及时、准确的积水信息。监控系统能选择高低电平或继电器不同报警信号输出方式。当感应探头监测到可能会出水侵时，系统会第一时间响应，并弹出报警窗口，进而让监控人员通过电子地图找到报警发生点，工作站同时会发出报警声。
（3）SF6浓度监测：变电站GIS中绝缘气体主要采用SF6惰性气体，SF6是无毒的，和变电站中电子设备金属、绝缘材料有良好的相容性。但人如果吸入高浓度SF6，可能会时出现呼吸困难、喘息、全身痉挛等症状，严重危害到人员健康和生命安全，所以，必须采取相应的措施，需对SF6 浓度进行实时性监控，在超标时报警，自动起动风机，降低危害，以确保人员和设备安全。
（4）风速监测：在风速传感器监测到风力超限时，监控系统会当即作出响应，并弹出报警窗口，进而可自电子地图上根据风速传感器显示的图标颜色判断报警情况，工作站还会发出报警声音。在变电站主站监控中心可监视所有电气设备的运行情况，能及时查询任一监测对象的记录。
3.结语
在变电站无人值班管理深入开展背景下，为保障电力输送安全，必须做好监控管理工作。而环境及视频监控系统的应用，通过其强大、多样的视频监控和环境监测功能，切实掌握变电站实时的运行情况，进行针对性管理，消除潜在安全隐患，确保变电站安全、稳定运行。
参考文献：
[1]李立伟.变电站视频监控系统的应用[J].自动化应用，2016，（04）：84-85+101.
[2]张德雷.智能变电站安全视频监控系统的应用与发展趋势[J].中国安防，2015，（12）：22-26.
[3]黄冀华，徐元彬，胡龙生，等.智能监控系统在变电站运行管理中的应用[J].华东电力，2014，（08）：1722-1724.
[4]张朝龙，王硕，梁凯，等.人眼视觉识别技术在变电站视频监控的应用[J].电气应用，2013，（S1）：496-497+510.
[5]孙丽敏.视频监控系统在500kV变电站运行中的应用[J].硅谷，2013，（11）：98+30.
论文作者:姚木德
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
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