(阜阳供电公司 安徽阜阳 236000；2上海精鼎电力科技有限公司)
摘要：提出了一种新的变电站视频监控远程巡检系统，其包括站控层设备、局端服务器和WEB客户端软件，本文详细介绍了系统功能、总体结构和软件功能。该系统变革了常规变电站操作远方无法监控的问题，提高了管理人员对变电站倒闸操作的远方监控能力，有效杜绝或预防倒闸操作分合不到位等情况发生，同时减轻现场人员的工作量。
关键词：五防闭锁 远程 巡检
Abstract: A new substation remote video surveillance inspection system, which includes a station level equipment, central office server and WEB client software, This paper describes the system functions, the overall structure and software functions. The system changes the problems of the conventional remote operation substation can’t monitor and improve the ability of management to remote monitoring substation switching operation, and effective way to eliminate or prevent switching operation division is not in place to happen, while reducing the workload of field personnel.
Keywords: Five anti-lock Remote Inspection
国家电网公司2012年发布了公司1号文件《关于全面推进“三集五大”体系建设的意见》。推进人财物集约化管理和“大规划、大建设、大运行、大检修、大营销”体系建设，对提高大电网驾驭能力，加强专业化、精益化管理提出了更高要求。随着“三集五大”体系建设的完成，公司组织结构、管理方式和业务流程都发生了变化。变电运行和调控人员都进行了调整，建立了科学的管理体系，单位人员管理的变电站数量变多了，人员和工作量之间成了一对矛盾体，但是随着智能电网的发展，各项先进技术在变电站逐步应用，提高了变电站的管理效率，降低了运维人员的工作强度，减轻了工作量。利用五防闭锁与视频监控实现联动巡检应用是一项远程监督和监控变电站操作的实用技术，如何解决五防闭锁信号和视频信号的关联，如何有效实时的联动操作间隔摄像机是我们需要研究的课题，是关系到就地操作安全性的安全监督关键。
因此，在适应当前精益化管理的严格要求下，阜阳供电公司开展了五防闭锁与视频监控联动巡检应用的研究，结合变电站五防闭锁、视频监控、SCADA系统，利用各种自动化手段和计算机技术，整合变电设备运行信息、五防闭锁模拟解锁信息、环境信息，将各类信息集中存储、综合分析、统一展示，开发新型变电站操作远方监控系统，实现保障人工现场操作时查看各种操作效果以及监督操作安全的功能。从而提升变电维操人员不足、操作任务繁重而忽视现场安全的监督职能，解决了认为操作过程中容易遗漏的安全问题，杜绝了合闸不到位的隐患，提升了变电站安全运行和智能化管理水平，进一步加强了变电设备管理和操作安全监管工作。
1 系统功能描述
1.1功能描述
五防闭锁与视频监控联动巡检是将视频监控、五防闭锁、SCADA及保护信息管理系统集成到一个平台，通过将视频图像与设备台账、五防闭锁、SCADA信息及保护信息建立映射关联，实现视频监控与五防闭锁解锁信息联动，实现变电站有人操作的远方视频监控，降低人为操作中跑错间隔、分合闸不到位等引起的人身及安全风险。
1.2 功能特点
根据变电站现场一次设备清单，依据五防闭锁的解锁顺序，建立该清单内设备的操作顺序表，当五防闭锁模拟操作的顺序设置好后，将设置好的顺序发到五防闭锁与视频监控联动巡检系统后台，后台对该信息进行处理形成操作巡检策略，在一次设备操作前所有现场对应间隔内及环境的摄像机全部按操作顺序对位，通过多画面策略巡检，实现操作变位时的设备动作情况的实时全景监控。
2系统总体架构
五防闭锁与视频监控联动巡检系统主要有状态监测模块、视频监控模块、操作信息管理模块、保护信息管理模块、SCADA信息处理模块，用户和设备台账模块组成。如下图所示：
2.1状态监测模块
对公司现有所有类型的变电站在线监测系统，利用预诊断分析系统，对一次设备运行状态进行多参数监测。包含变电设备红外成像在线测温、容性设备绝缘在线监测、变压器油色谱在线监测、氧化锌避雷器在线监测、变压器铁芯接地电流在线监测、开关柜无线测温、SF6气体微水及密度综合监测、变压器局放在线监测、室内空气温湿度在线监测、直流系统在线监测、交流电源系统在线监测和室内外环境在线监测。
图1 系统总体设计图
2.2视频监控模块
按照五防闭锁与视频监控联动巡检要求，以间隔为单位，对间隔内断路器、流变、避雷器、闸刀分别安装设备监控高清高速球机、高清枪机，实现断路器分合闸指示、储能状态，流变油位，避雷器放电计数器，闸刀位置等关键位置的多维度实时监控，当没有设备操作的时候，系统可以按照预先设置的巡视逻辑对间隔内设备进行逐项全自动巡视，通过和关键部位的比对，发现异常立即告警。当收到五防信息时(如间隔停电倒闸操作等)，系统会根据五防信息关联的设备台账和逻辑策略，调用对应摄像机对设备的当前状态和人员操作情况进行跟踪监控，实时远方监视，实时发现问题，做到就地操作和远方监视联动。
2.3操作信息模块
将五防闭锁解锁预演信息接入五防闭锁与视频监控联动巡检系统，作为设备操作与视频监控跨模块联动功能的触发信号，做到对间隔设备就地操作的远方监视。
2.4保护信息管理模块
将保护动作信号接入五防闭锁与视频监控联动巡检系统，把保护动作信息作为跨子系统联动功能的触发信号，做到对设备动作的及时监控。
2.5SCADA信息接口模块
SCADA信息接口模块可以实时的解析SCADA系统传送过来的设备动作信息，及时发现运行和调度人员进行的就地或者远程操作，联动视频监控模块对操作进行跟踪监控，及时发现远程操作中存在的问题并及时制止纠正。
2.6用户和设备台账模块
用户和设备管理模块进行用户的管理，权限的分配、模块的添加和组织结构的管理，以及进行设备的添加删除，及设备和视频摄像头之间的关联维护，以及巡视和联动策略的维护。
图2 五防闭锁解锁规则联动视频流程
3 系统软件设计
五防闭锁与视频监控联动巡检系统，采用以B/S和C/S双架构、双线程的特点，B/S模式下包括数据库和软件的三层结构：接口层、服务层、应用层，C/S只为一个客户端需要B/S主体软件提供的WebServices接口才能有效工作，两种模式互为配合共同弥补B/S模式报警信息及时性问题和C/S模式软件更新复杂的问题。
3.1接口层设计
接口层完成对状态信息采集、视频流信息采集、五防闭锁规则信息采集、保护告警信息采集和设备动作信息采集的实时数据进行接收和发送，其中五防闭锁、保护告警以及设备动作信息的采集全部是单向隔离后采集到的信息。融合不同的通信规约、不同的信息采集方式和数字信息、控制信息，实现规则联动的监控模式。接口层按照相关通信协议，由通信接口把前端数据输送到服务层。
图3 五防闭锁与视频监控联动巡检软件架构
3.2 服务层设计
服务层包括权限管理、操视联动、信息预诊断、告警联动、数据存储等服务功能。
如操视联动功能实现视频与五防闭锁预演信息的联动、以及与实际操作过程的联动等。视频监视只是针对一次设备的外观和一些特征点，无法获取具体运行及变位状态，通过视频与五防闭锁信息的结合，提高对一次设备操作过程的远程监控能力，做到监控预防、远程监管，有效保障就地操作的安全性。
权限管理包括账户管理、权限设置等，建立友好的人机交互界面，能够满足公司不同职能部门人员对于各类数据和不同浏览方式的需求。
信息预诊断及告警联动即实现远方巡视。由于前端摄像头数量众多，为解决巡视中对并发众多摄像头的调用所产生的海量媒体流和数据流的传输以及转发对网络和服务器的压力，在转发环节采取优化算法尽量减少所传输的视频流。另外，为了充分发挥和拓展视频监控的应用，以间隔为单位分别配置一台网络高清高速球和高清固定枪机。
3.3应用层设计
应用层包括联动巡检规则库管理、联动巡检预置点位管理等模块。联动巡检规则库管理的功能是根据五防闭锁和现场操作步骤情况对监控点、监控设备、监控项目等具体巡检内容按步骤及不同操作要求定义巡检方案。包括巡检路线、设备、项目的制定、删除、修改，可对巡检步骤进行任意的调整。
联动巡检预置点位管理实现对摄像机的预置位功能进行深化应用，通过串接预置位形成间隔设备的固定监视点，模拟和替代人工远方巡视视角，实现远程智能巡视。
3.3 软件设计关键技术
3.3.1操作信息与视频图像联动
一次设备操作过程的远方监视是为解决现场安全远方管控的一种需求，如何与远方的操作进行实时或有提前预判的结合联动是本次软件设计的关键，从变电站所有与操作关联的信息中找到五防闭锁系统可以提供操作信息以及操作步骤，通过建立基于事件表的联动巡检规则库，系统实时监控五防闭锁系统的信息变化，联动视频监控对即将操作的设备进行跟踪监控，做到视频和操作同步，操作有视频远方监管的功能。
3.3.2 一个间隔多路图像同步监控
一次设备每个间隔有多路设备，如何同步全方位、不同角度实时或提前预动对每一组断路器、闸刀进行状态监控，也是本次软件设计的关键。通过设定设备正面、侧面、俯视为一固定组合图像，看清现场操作是否准确，闸刀是否分合到位，做到现场操作远方多角度监管的功能。
4 应用效果
该系统在变电站一次设备就地操作的过程中达到了远方监管的目的，并起到了远方和就地双重安全监管的作用。
4.1变电运行管理人员在系统后台对变电站一次设备操作进行远方监控时，由于系统可以根据应用的需求对设备进行全视角监视，并可以对视频监控设备进行手动调整，因此远方监控和就地监控双重化监管更能发现操作过程中的到位和接触性问题，从而更能提高操作的安全性；
4.2在进行就地操作远方监管时，系统可根据SCADA反馈信息进行比较，自动发现操作过程是否存在问题，自动告警；整个过程全自动管理；解决了操作过程中现场看似到位，但实际后台无完成信号，杜绝了操作过程中闸刀不到位的隐患，提高了变电站安全管控和远程监督功能，进一步深化解决了三集五大改制后对人员与设备存在的矛盾。
5 结束语
变电运行人员在进行一次设备操作时，管理人员可以利用标准化配置摄像机对整个操作过程进行多维度监控，系统后台可以对SCADA反馈动作信息和现场实际情况进行比较分析，及时发现隐患，远方要求操作人员进行处理，提高了变电站安全管控和远程监督能力。
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论文作者:牛立群,孙伟红,黄涛,蔡海兵
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/5
标签：操作论文; 设备论文; 变电站论文; 信息论文; 在线论文; 系统论文; 视频监控论文; 《电力设备》2016年第15期论文;