第一篇：變電站計算機監控系統的應用

變電站計算機監控系統的應用

5.1 系統功能的實現

5.1.1 主控級監控系統的功能

① 數據采集和處理

1)從 每個 L C U 收集到的電 站 一級設施 的 最近信息，信息包 括開 機 量、模 擬 量、用電 量、數信息量、系統 量以及先關數據統計(S O E)等等。L C U系統把收集到的實地信息開展信息資料庫更新、維護。按照所有L C U 收集到 的數據，按照 時 間 先后順 序 一一加入到報 警 數據庫中。

2)綜合處理

計算機監控系 統 按照初始設置 的 頻率、按時或者 根據 事 件 發生形式 對 最新 獲得 以及 錄入后 的 信息開展 綜 合系統的 后期處 理。其中，后期 處 理 主要有：關 系 處理，邏 輯 處理、運算以及 相應的函 數 計算。

3)檢測點信息以及工作情況的設定

對 于 一些檢測系 統 目前不能有效收集 到 的 信息，或者在一些時期 內，因為 變 送 器 或者接入點 出現問題相 應 測 點必須停止工作等 情 況發生時，操作 體系 要求 工作 值 班 人 員 或者 體系 檢測 人 員 需要對 這 些 檢測 點 開展人 工 操作，同時在 處 理的時候，將它 們 和 正 常 收集到 的 數據 一眼個看待。但是系 統 也能夠分開它 們 并 做出不同的 記號。

② 安全監視及事件報警 1)全廠運行實時監視

工作人員能夠通過操作系統的液晶觸摸顯示屏，對全廠所有的主要設施以及各種輔助設施、通用設施以及電器設施的工作情況與工作指數開展實時檢測。

2)參數越限報警及記錄

監控體系對一些工作參和各種運算結果開展監督管理，一些指標例如氣壓等 還必須開展及時檢測記錄，也就是開展氣壓變化及時檢測。以上處理主要有：測值超標預警、及時超標報警、自動檢測以及統計等。

3)事故順序記錄

當電站出現突發事件的時候，檢測系統會馬上工作，通常按照毫秒級的分辨 率反映，并且按照事故發生的時間先后順序依次； 自 動 顯 示 報 警 語 句 ； 啟 動 語 音 報 警 ； 自 動 推 出 相 關 畫 面 等。

統計并且記錄突發事故，可以表示、打印以及錄入信息資料庫。每一數據信息都有點名稱、內容以及和時間。4)故障及狀態顯示記錄

系統可以按時周期性地檢測各種問題以及信號質量，當出現突發狀變時就及時收集記錄，與此同時記錄問題原因以及突發時間。

5)事故追憶

每當電站出現問題的時候，監測系統都會按照之前設置的事故追憶時間點，按照掃描頻率統計事件突發之前以及事件突發之后所有時間之中的各種量數據信息，從而完成事故追憶記錄。

事故追憶的開始以及和結束時間、取樣頻率、有追憶有關的參數以及追憶發起源都可以通過電站專業人員進行修改和維護。6)趨勢記錄分析

同時，還要對發電機的溫度、輪軸力矩、變壓器汽油溫度等開始隨時趨檢測工作，統計并且計算信號的變化范圍以及變化規律。當變化速率突破最大的時候就會報警，從而進一步的增強點機組工作的有效性。7)語音報警

使用語音裝備，開展語音的技術合成以及整合工作。每當電站出現突發狀況或者問題時，可以迅速開始報警工作。

一般來說，都是由中控室來進行語音報警工作。其中，報警對象以及報警語言都是事先設置好的。檢測系統只用按照設置好的要求開啟對應的報警工作就可以了。

語音報警，能夠完成多種問題以及事故的語音報警工作。③ 電廠運行指導 1)控制操作過程監視

當操作命令下發之后，檢測系統就可以自動表示對應的點機組，以及用電線路等各種設施的工作檢測圖面。圖面通常都是使用流程順序圖的方法及時表示點機組的運作過程中各個步驟以及工作狀況，或者提醒在工作運轉過程中出問題的地方和問題來源。

2)電站一次設備操作指導

電站一次設備開始倒閘運作的時候，監測系統按照全廠目前的工作情況以及必和開關與閘閥的開啟條件，推測目前的實施能否滿足要求，同時提供與之對應的標記。如果按照要求是不可以的，就按照提示關閉，以防外人的錯誤運作而導致突發狀況的產生。

3)廠用電系統操作指導

按照目前廠用電的工作情況以及相關廠用電工作模式、關機運作操約束條件，監控系統可以對具體一個廠用電安全保護器或者閘閥在目前能否滿足運作并給做出對應的標記工作。假如滿足運作就表示運作的前后順序，反之，就表示運作的原因。④ 監控系統異常監視

一般來說，監控系統都是有問題自動檢查，以及錯誤自動處理的功能。監控系統以及自動表示出每一時間段電腦的運作情況。

監控系統可以表示基本工作單元的運轉情況，自動檢測并且排查出問題部分，將問題部分設置為沒有效果并且關閉其對應的各種功能。

⑤ 控制操作

1)控制與運行調度方式

電腦控制體系一般都能夠完成一下三種工作要求：調控中心以及遠方控制模式、集中工作模式以及實地工作模式。

2)控制方式的轉換

控制方式按照優先級別，通常可以劃分為距離電機組近，則對應級別就越高，實地監控基本單元的優先使用權也就越高，這個可以在實地監控基本單元中開展工作模式的轉換。LCU上裝配與“遠方/實地”的切換按鈕，每當LCU上的切換按鈕轉到“遠方”的時候，中控室中的工作人員或者控制中心電腦才可以開始檢測系統。

3)控制與調節

計算機監控系統能對電廠主輔設備進行控制，包括機組的開停機控制和復合調整、事故處理，斷路器分、合操作；閘門的啟、閉操作；輔 助 設 備 及 公 用 設 備 的 啟、停 操 作 等。

機 組 的 有 功 和 無 功 功 率 給 定 可 通 過 運 行 值 班 人 員 在 上 位 機 設 數。系 統 檢 查 給 定 值 的 合 法 性，通 過 P I D 計 算 結 果 向 調 速 器、勵 磁 系 統 發 出 調 節 命 令。

機組及其輔助設備的控制與調節包括：

機組開/停機順序控制(單步或順序)、緊急停機控制；

點設備控制：對單個具備開關操作的設備，要求對其實現開關控制操作，并考慮安全閉鎖(包括對出口斷路器、隔離開關、接地刀閘、進水口閘門的遠方落門等控制)；

給 定 值 控 制 ： 機 組 的 轉 速 / 有 功 功 率、電 壓 / 無 功 功率 和 導 葉 開 限 按 給 定 值 進 行 閉 環 控 制 ； 油、氣、水系統的自動控制； 其它相關控制與操作。

開關站斷路器、隔離開關及接地刀閘的控制與操作，主變中性點接地刀閘的分、合操作。

廠用電設備的控制與操作。廠內公共設備的控制與操作。泄洪閘門及其配電設備的控制與操作。其它相關設備的控制與操作。⑥ 統計記錄及生產管理

系統在實時采集全廠各設備的運行參數和工況的基礎上進一步完成統計制表等運行管理的工作，可以使運行人員不再人工抄表，自動進行統計等一系列技術 管理工作。

1)電廠發電運行記錄

記 錄 的 內 容 包 括 電 廠 的 機 組 發 電 量、線 路 送 電 量、廠 用 電 量 等 進 行 實 時 記 錄 和 計 算。初值可由運行值班人員進行設置。

2)主要電氣設備動作及運行記錄

監 控 系 統 對 電 廠 主 要 電 氣 設 備 的 動 作 次 數 和 運 行 時 數 等 進 行 統 計 和 記 錄，便 于 考 核 和 合 理 安 排 運 行、檢 修 計 劃。

3)操作記錄

監 控 系 統 能 記 錄 各 種 操 作，包 括 機 組 工 況 轉 換 ； 斷 路 器 和 隔 離 開 關 的 合、跳 閘 ； 輔 機 的 啟 動、停 止 ； 閘 門 的 啟、閉 等。并 記 錄 時 間、操 作 內 容、成 功 與 否、失 敗 原 因 等。

4)定值變更記錄

監 控 系 統 對 所 有 的 定 值(設 定 值、限 制 值 等)變 更 情 況 作 記 錄，并 存 入 數 據 庫。

5)事故及故障統計記錄

監 控 系 統 能 統 計 記 錄 對 電 站 的 各 種 事 故、故 障 的 內 容 和 次 數，并 作 為 資 料 保 存。

6)參數越復限統計記錄

監控系統能統計電廠的參數越復限情況并記錄下來。7)運行日志及報表

監控系統能按照要求打印電廠運行日志和報表。打印內容以及打印格式可以事先設定，打印方式有定時自動打印、隨機召喚打印。

⑦ 人機接口

1)操作員工作站主要功能： 調畫面

測點和設備的投退 數值設定 修改限值 控制和負荷調節命令 召喚打印

操作票顯示與在線修改 事件確認 報警設置 日期設置 打印周期及打印設備的設置 2)畫面顯示 顯 示 的 主 要 畫 面 包 括 各 類 菜 單 畫 面，電 廠 電 氣 主 結 線 圖，機 組 及 油、水、氣 系 統 等 主 要 設 備 狀 態 模 擬 圖，機 組 運 行 狀 態 轉 換 順 序 流 程 圖，各 類 棒 圖、曲 線 圖、各 類 記 錄 報 告，操 作 及 事 故 處 理 指 導，計 算 機 系 統 設 備運 行 狀 態 圖 等。同一顯示器上能實現多窗口畫面顯示。畫面的數量不受限制。3)模擬光字牌顯示及查詢 作用電站運行人員熟悉的光字牌概念，可在操作員站或現地LCU顯示屏障工上對運行設備的狀況進行光字模擬顯示。不同類型可定義不同顏色，提供查詢、確認和提示有光字等方式。4)報警 當出現故障和事故時，系統立即發出聲音報警，報警顯示信息在當前畫面上顯示報警語句，報警聲音的不同將故障和事故區別開來，顯示顏色隨報警信息類別而改變，畫面的報警對象原件則會閃爍和改變顏色。運行人員可以確認報警信息，使報警點停止閃爍。5)打印機：系統可自動定時或召喚打印輸出各種報表、畫面及屏幕拷貝。⑧ 系統通信 1）系統內部計算機之間的數據通信 系 統 內 各 工 作 站 和 L C U 之 間 采 用 網 絡 通 信。系 統 通 信 規 約 基 于 T C P / I P 協 議，系 統 內 各 設 備 與 局 域 網 的 信 息 交 換 采 用 客 戶 － 服 務 器 模 式，遵 循 開 放 系 統 規 則。2）與電網調度中心的通信 四川電網調度中心與電站計算機監控系統通訊，實現電站與調度數據的上傳下達（遙測、遙信）。電站監控系統通信提供雙通道、雙機切換的兩臺通訊服務器，以確保與電網調度中心的計算機系統可靠通信。3）其它計算機系統的通信 保護信息管理系統 水情自動測報系統 上游和下游電站系統 梯級調度系統 4）與GPS時鐘系統通信 ⑨ 診斷和冗余切換 監 控 系 統 具 備 在 線 自 診 斷 功 能，能 診 斷 出 系 統 自 身 的 故 障，當 發 現 故 障 時 自 動 報 警 并 記 錄。

本系統為雙機冗余系統，運行中當主機故障退出運行時，從機能不中斷任務、無擾動地自動切換成為主機運行。

不管是主/從機切換或是網絡上的任意節點發生故障，都會顯示在操作員工作站上，并記入自診斷表中。

⑩ 系統開發和維護

電 廠 開 發 維 護 人 員 可 通 過 權 限 口 令 在 工 程 師 工 作 站上 進 行 系 統 開 發 與 維 護，包括軟件開發與維護、畫 面 的 增 刪 與 修 改、定 值 更 改、數 據 庫 變 更，報 表 生 成、順 控 流 程 修 改 等 一 系 列 工 作。

可 利 用 系 統 提 供 的 一 系 列 組 態 工 具 方 便 地 完 成 畫 面、數 據 庫、報 表、動 態 連 接、順 控 流 程、報 警 定 義 等 各 項 工 作。

? 數據庫功能

本 計 算 機 監 控 系 統 數 據 庫 包 括 實 時 數 據 庫 和 歷 史 數 據 庫，數 據 庫 有 如 下 特 點 ：

1)監 控 系 統 數 據 庫 采 用 網 絡 型 全 分 布 數 據 庫，所 有 數 據 共 享 都 通 過 透 明 的 網 絡 通 訊 來 實 現。數 據 庫 包 括 ： 實 時 數 據 庫、計 算 數 據 庫、圖 形 數 據 庫、報 表 數 據 庫、歷 史 數 據 庫、統 計 數 據 庫、漢 字 庫、圖 形 符 號 庫 等，這 些 數 據 庫 構 成 監 控 系 統 數 據 資 源 中 心。數 據 庫 的 結 構 定 義 包 括 梯 級 調 度 監 控 和 管 理 所 需 要 的 全 部 數 據 項。

2)支 持 快 速 存 取 和 實 時 處 理 ； 實 時 數 據 庫 主 要 存 放 各 梯 級 電 站 送 上 來 的 實 時 數 據，它 是 監 控 系 統 數 據 庫 中 最 主 要 的 數 據 庫。

3)支持數據庫建立及在線/離線修改。? 培訓功能

計 算 機 監 控 系 統 具 有 操 作、維 護、軟 件 開 發 和 管 理 的 培 訓 功 能，包 括 操 作 訓 練，監 控 系 統 開 發、維 護、管 理 訓 練 和 順 控 流 程 的 離 線 調 試 等。

1)正常操作訓練

可在操作員工作站上執行各項操作，使技術人員熟悉和掌握監控系統的各種操作。

2)監控系統開發、維護培訓

電廠維護人員可進行數據庫修改，畫面生成和修改、報表生成、順控流程修改、監控系統參數修改等一系列開發和維護的培訓。

? 電廠設備運行維護管理

積累電廠運行數據，為提高電廠運行、設備維護提供依據。如針對機組，累計機組正常、停運時間、檢修次數及時間，累計機組各工況運行時間及開停機次數等，為設備運行管理及檢修提供指導。

5.1.2 現地單元監控裝置的功能

① 數據采集與處理 對 電 廠 的 主 輔 設 備 的 運 行 狀 態，運 行 參 數 及 測 量 值 進 行 實 時 采 集，存 入 實 時 數 據 庫，作 為 系 統 實 時 監 視、告 警、控 制、制 表、計 算 和 處 理 的 依 據。

數 據 采 集 的 對 象 分 為 模 擬 量、開 關 量、脈 沖 量、數 碼 量 等。1)模擬量

電氣模擬量信號采用交流采樣，定時采集電流互感器、電壓互感器的二次電流、電壓信號，計算得到一次的電流、電壓、功能、頻率等數值，機組和開關站LCU采用智能交采表。

非電氣模擬量采用變送器（4~20mA）模擬量采集實現，如壓力、高程等；溫度量采用智能溫度巡檢裝置采集，傳感器采用PT100溫度傳感器。

對 模 擬 量 信 號 的 處 理 包 括 回 路 斷 線 檢 測、數 字 濾 波、誤 差 補 償、數 據 有 效 合 理 性 判 斷、標 度 換 算、梯 調 計 算、越 復 限 判 斷 及 越 限 報 警，最 后 經 工 程 及 格 式 化 處 理 后 存 入 實 時 數 據 庫。

2)開關量

開 關 量 包 括 事 件 順 序 記 錄(S O E)開 關 量 和 普 通 開 關 量 兩 種。

S O E 開 關 量 指 事 故、斷 路 器 分 合 及 重 要 繼 電 保 護 的 動 作 信 號。監 控 系 統 采 用 中 斷 方 式 迅 速 響 應 這 些 動 作 信 號 并 以 毫 秒 級 的 時 間 分 辨 率 進 行 記 錄。

普 通 開 關 量 是 指 除 S O E 開 關 量 以 外 的 各 類 故 障 信 號、報 警 信 號、位 置 信 號、設 備 狀 態 等。監 控 系 統 對 普 通 開 關 量 的 采 集 為 定 時 掃 查 方 式。

對 開 關 量 信 號 的 處 理 包 括 光 電 隔 離、防 抖 動 濾 波、基 準 時 間 補 償、數 據 有 效 性 合 理 性 判 斷、啟 動 相 關 量 處 理 功 能(如 啟 動 事 件 順 序 記 錄、事 故 報 警、自 動 推 出 畫 面 以 及 自 動 停 機 等)，最 后 經 格 式 化 處 理 后 存 入 實 時 數 據 庫。

3)脈沖量

脈沖量主要指來自脈沖電度表的有功電能及無功電能等，即時采集。脈沖量的處理有硬件和軟件濾波、脈沖累加、數據有效性和合理性判斷、標度變換、檢錯糾錯過程，經標準化和格式化處理后存入實時數據庫。電能量可以進行峰平谷分時累計。

水電站監控系統的電度量來自有/無功綜合電度表。多功能電度表用以測量機組、線路、變壓器高壓側的有功及無功電能，可以進行分時計量，通過通訊口送到相應LCU設備中。

4)數碼量

數 碼 量 信 號 主 要 指 水 位 等 B C D 碼 輸 入 量。采 用 多 點 開 關 量 并 行 采 集，然 后 轉 換 為 相 應 模 擬 量 數 值。

對 數 碼 量 的 處 理 包 括 光 電 隔 離、數 字 濾 波、碼 制 變 換、數 據 有 效 性 合 理 性 判 斷、工 程 單 位 換 算 等，經 格 式 化 處 理 后 存 入 實 時 數 據 庫。5)綜合量

綜 合 量 包 括 綜 合 開 關 量 和 綜 合 模 擬 量，是 對 上 述 采 集 的 量 進 行 算 術、邏 輯、關 系 運 算 后 得 到 的 數 值 量，例 如 機 組 狀 態 等。

② 全廠運行監視

1)電廠設備的實時狀態和運行參數顯示； 2)狀變監視和事件報警； 3)事件順序記錄

4)實時數據越復限檢查和越限報警；

5)控制命令執行過程中顯示屏畫面可顯示操作步驟執行情況，并且可提示操作執行受阻部位及原因；

6)系統事故或運行設備工作異常時，可進行語音或音響報警。

③控制和調節

LCU收發實地或者主站的指示，實現下級設施的管理工作。

機組LCU：管理各種電機組的正常鞏固走、完成突發狀況停機、檢測機斷電器以及相應的輔助設施、調整有或者無效鞏工作；

公用及開關站LCU：運作安全器、隔離閥門以及接地閥門的分開、聯合；廠用斷電器以及公共輔助實施；電廠的直流設備、中低壓裝備以及各種排水設施等等；

1)控制操作類型

控制類型通常可以分為中控制和實地控制兩種方式 各種機組狀態的轉換控制 機組同期操作 事故停機及緊急停機 電機組出口安全器分/合運作 油、氣和水體系的全自動操作 發電機有效運作以及周期調節 發電機無效運作以及電流調節 安全器的分/合操作 隔離開關的分/合操作 用電系統安全器的分/合運作 公用系統設備起停控制 10kV斷路器等設備的投切 400V斷路器等設備的投切 事故緊急操作 2)關于控制操作安全性的考慮

在PLC收到操作指示之后，先開始檢測這項工作有關的關閉因素，當滿足動作要求的時候，PLC才可以執行操作指示；

當LCU自動檢測到有相關的模塊發生問題的時候，就會自動停止各種先關的工作系統；

當LCU 在 收到 主 站 操作指示 之后，通常都是 使用再次校 核 的 方法來確保 操作指示 命 傳輸 的 正 確 性 ；

檢測過 程遇到問題 的時候，就可以 發現問題的 原 因 ；

L C U 裝備有 當 地 或者遠 方 檢測 系統 轉換設備，從而實現當 地 以及 遠 方 操作 互 鎖

；

突發狀況 停 機功能、機 械 以及電 氣 維護 和 自 動 設備 操作、安全閥 自動 跳 閘 操作擁有最大的優先使用權，不會因為檢測權的規定而被屏蔽 ；

運用重要的邏輯推理來進一步降低錯誤開啟導致突發狀況的事故概率。3)事故緊急停機方面的考慮

當突發事故出現時，PLC可以收集到對應事故關機的因素，因此PLC可以直接對突發事故數據開展快速的反映以及后續事故處理工作。

機 柜 上還裝備 有 突發關 機 設備，通常 使用 硬質布 線 快速 作 用 于 突發停 機

閥 以及 機 組 出 口 跳 閘 點 路，這種操作的優 點在于 ： 當 機 械 和 電 氣 的 保 護 裝 置 無 法 給 出 機 組 異 常 事 故 信 息 時，監 控 系 統 通 過 監 測 到 異 常 狀 況，或 者 運 行 人 員 發 現 異 常 現 象 或 異 常 聲 音 后，可 人 為 緊 急 停 機，這 樣 即 使 計 算 機 完 全 失 去 作 用，也 可以確保 工作機組的 解 列 停 機，這 是 保護 設施 的 正常運行 的最 后 防 線。

4)人機接口

實地操作基本單元以及人機接口的主要設施有： a.12”彩色液晶觸摸顯示屏 b.其它指標儀表、開關、按鈕等。

實地操作基本單元都裝備液晶顯示屏，使用串口和PLC完成信息傳送。實地操作基本單元的液晶屏表示的信息，主要有重要電氣大小的檢測值、連接模擬操作、專業供水情況數據、溫度大小的檢測值，當工作人員正確輸入相應密碼之后，就可以使用液晶屏開展停復機工作一個其他相關工作。

目前，常見的實地操作基本單元都裝備有多功能連接接口，可以使用快捷式電腦連入PLC，在實地調整或者出現裝備問題的時候，可以使用快捷式計算機工作站完成實地的檢測工作，同時實現對LCU所管理的設施的檢測以及運作，可以大大減少實地檢測以及維護裝備的正常運行的工作量。

④ 數據通信 LCU的通信包括以下內容：

1)使用光纖以太網和主站之間開展通信工作，向主站級傳輸信息收集以及資料數據，收發主站傳送的操作指示，最后再把運行結果返回傳輸給主站級。

2)LCU的通信作為實地監控基本單元，可以完成與多種智能收集設施的數據傳輸工作。

機組LCU設備，同微機調整速度、交流搜集樣本裝置、電量測量設備、高電壓設備的繼電安全裝備輔助體系的聯通接口。

公用及開關站現地控制單元能實現與交流采樣裝置微機保護裝置的通信，與中、低壓氣機控制系統，廠用交流電源系統、廠用直流電源系統；與廠內漏水、檢測排水操作體系等輔助設施聯合構成的實地總線網通信系統。

閘門實地操作基本單元，可以完成同閘門實地操作柜聯合組成的實地總線網通信的工作。

⑤ 自診斷

LCU具有硬件以及軟件自主診斷和修復的能力，這種能力主要包括在聯網 周 期 性 診 斷修復、申請診斷 以及單機診 斷。診 斷 內 容 包 括 ：

CPU模件故障； 電源故障； 通訊故障； 模件故障；

硬 件 及 其 接 口 自 檢 ： 主要有外圍裝備、連接接口、多功 能 模 塊 等等，每當發現出操作問題的時候，就可以迅速發出報警信號 ；

掉電保護；

冗 余 模 件 檢 測 及 自 動 切 換。當使用 主 用或者備用的 形式 工作 的 模 件出現操作 故 障必須 停止 工作的時候，備 用 模 件 就可以 不 停止 工作并且 無影響 地 轉換成 主 用 模 件。

5.2 應用界面與說明

5.2.1 上位機操作界面

① 用戶登錄

當系統沒有成功登錄之前，點擊“登錄”鍵，就會彈出如下圖5.1所示的登錄頁面，這是可以開始進行登錄：

圖5.1 系統登錄窗口 Fig.5.1 The system login window

加入用戶名和相關口令之后，點擊“登錄”鍵開始確認。

使用有效時間可以設置登陸完成，在使用者成功登錄之后，在規定的時間之內，可以獲得一定的使用權；在超過規定時間之后，就必須再次登錄。當用戶已登錄成功后，可取消登錄。

系統工作頁面如下圖5.2：

圖5.2 系統運行畫面

Fig.5.2 Running screen of the system ②系統功能區

系統功能區處在工作頁面的最底端，可以完成系統功能的開啟、轉換以及修復更改時間等任務，如下圖5.3。

圖5.3 系統功能區所有的圖標 Fig.5.2 The system function button icon

每當使用者獲得 與之對應 的 權利 時，就可以開啟或者轉換其各種功能。注 ： 操 作 權 限 中，0維 護 人 員，2操 作 員，4系 統 最 低 權 限。

表5.1 各種功能圖標使用說明 Table 5.1 System function button instruction 功能圖標

數據庫內部以及初級測試點概況

系統退出

系統幫助

0，1，2，3，4，5

系統組態

0，1 0，1

用戶圖形界面 流程管理 報警一覽表 光字一覽表 歷史數據庫查詢 系統配置與健康管理

0，1，2，3，4，5 0，1，2，3，4，5 0，1，2，3 0，1，2，3，4，5 0，1，2，3，4，5 0，1，2，3，4，5

0，1

具體功能

工作權限 功能圖標

具體功能 緊急停機 操作票系統

工作權限 0，1，2，3 0，1，2，3，4，5

報表系統

0，1，2，3，4，5

③ 系統組態功能界面

1）綜合數據庫功能頁面如下圖5.4所示。

圖5.4 數據庫組態界面

Fig.5.4 Database configuration interface

2)系統配置界面如圖5.5。

圖5.5 系統配置界面

Fig.5.5 System Configuration interface

3)歷史數據庫計算頁面如下圖5.6所示。

圖5.6 歷史數據庫計算頁面 Fig.5.6 History database editing interface ④ 簡報區

簡報區，也就是事件簡單報告窗口，能夠完成維護事件、數據信息、綜合資料、修復自動診斷數據以及自動診斷資料，與此同時還能夠完成上述所有數據的整體或者局部選擇性顯示。簡報窗口如圖5.7所示。

圖5.7 簡報信息窗口

Fig.5.7 Briefing Information Window

第二篇：變電站計算機監控系統培訓課件目錄

目錄

一、變電站計算機監控系統概述

1、變電站計算機監控系統的基本概念

2、變電站計算機監控系統的主要功能

3、變電站計算機監控系統基本結構

二、變電站計算機監控系統間隔層

1、工作原理

2、工程中典型配置

三、變電站計算機監控系統站控層

1、主機配置及工程實現

2、遠動配置及工程實現

3、對時系統配置及工程實現

四、變電站計算機監控系統數據通信

1、變電站計算機監控系統數據通信的基礎知識

2、變電站監控系統常用通信技術

3、變電站常用通信規約及其應用

4、變電站計算機監控系統通信的實現

五、變電站計算機監控系統基本結構

1、分層分布式變電站計算機監控系統的網絡結構及工程實現

2、不同電壓等級變電站計算機監控系統的常用網絡結構

六、變電站計算機監控系統電磁干擾抑制措施

1、變電站電磁干擾對計算機監控系統的影響

2、變電站計算機監控系統抑制電磁干擾的措施

七、變電站計算機監控系統工程應用演示

內容

（略）

第三篇：電力行業變電站監控系統解決方案

電力行業變電站監控系統

解決方案

目 錄

變電站監控系統解決方案.....................................................................................................................................1 1.2.3.變電站監控需求分析....................................................................................................................................2 總體建設目標..................................................................................................................................................3 XXXX變電站監控系統解決方案................................................................................................................4 3.1.3.2.3.3.系統結構.................................................................................................................................................4 變電站監控系統監控范圍..................................................................................................................5 系統組成.................................................................................................................................................6

3.3.1.3.3.2.3.3.3.3.3.4.3.4.3.5.3.6.4.變電站的監控設備......................................................................................................................6 通訊機房的監控設備..................................................................................................................6 傳輸設備........................................................................................................................................6 監控中心的設備...........................................................................................................................7

設備連接示意圖....................................................................................................................................7 網絡連接拓撲圖....................................................................................................................................8 分級管理拓撲圖....................................................................................................................................9

系統主要功能...............................................................................................................................................10 4.1.4.2.4.3.視頻管理功能.....................................................................................................................................10 動環監控功能.....................................................................................................................................11 門禁管理功能.....................................................................................................................................11

5.技術優勢.......................................................................................................................................................13

隨著電力網絡的全面改造，變電站要求實現無人值守，以提高電力系統生產效益。建立一套技術先進、功能強大的監控系統，保證變電站及通訊機房設備正常工作，已經得到各個電力部門的重視。

1.變電站監控需求分析

隨著電力網絡的全面改造，變電站要求實現無人值守，以提高電力系統生產效益。目前，電力局建立了運行管理調度部門，協調各專業運行歸口職能，但是，不能及時掌握現場設備運行狀況，難以指揮處理運行障礙。主要存在以下問題：

? 全部通過電話進行調度指揮，無法指導現場操作，現場操作情況無法預測；

? 由于無法保證無人值守變電站現場安全，大部分采用有人值守方式； ? 通過操作隊巡檢方式，難以保證及時發現設備隱患，只能采用事后處理的方式，影響了供電系統的可靠性和電力局的供電可靠率達標； ? 在很大程度上，定時巡檢方式是對資源的一種不合理分配；

? 電力通信的安全性要求非常高，但是，目前電力系統的很多機房都處于無監控狀態，電力通信安全存在非常大的隱患，所以多數機房采用有人值守方式，人力成本較高，并且對一些比較偏遠機房維護和監視非常困難。

因此，建立一套技術先進、功能強大的監控系統，保證變電站及通訊機房設備正常工作，已經得到各地電力部門的重視。電力監控系統在電力調度通訊中心建立監控中心，實現對各變電站、通訊機房的設備運行數據、環境參量、視頻圖像進行監控，能夠實時、直接地掌握各個變電站和通訊設備的運行情況，并及時處理現場發生的故障，適應電力系統的告訴發展。現在，結合XXXX多年變電站調度應急監控系統建設的經驗，分析變電站監控系統建設方案，供各地電力部門建設參考。

2.總體建設目標

變電站監控系統的總體建設目標如下：

? 監視變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備外觀狀態；

? 輔助監視變電站內CT、PT、避雷器和陶瓷絕緣子等高壓設備的外觀狀態； ? 輔助監視變電站內其他充油設備、易燃設備的外觀狀態； ? 輔助監視變電站內隔離開關的分合狀態；

? 監視變電站內主要室內環境（主控室、高壓室、電容器室、獨立通訊室等）的情況；

? 實現變電站防盜自動監控，可進行周界、室內、門禁的報警及安全布控；在條件成熟和管理規范允許的前提下，宜和站內消防系統實現報警聯動； ? 實時監視通訊機房的供電系統工作狀況； ? 實時監測通訊機房的工作環境； ? 實現進出機房人員管理；

? 在條件成熟和管理規范允許的前提下，變電站端圖像監控系統可與變電站綜合自動化系統或遠動設備（簡稱RTU）互聯能力，獲取遠動報警信息。監控中心可與SCADA系統互通，實現電網調度和維護的可視化。

3.XXXX變電站監控系統解決方案

針對用戶需求，XXXX推出了技術先進、功能強大、性能穩定可靠的變電站監控系統解決方案。通過該方案可以實現可視化調度，在下指令時，可以觀察設備狀況和現場操作狀況，并可以通過語音進行雙向交流，有效防止誤操作；正常運行時，調度端可以對變電站的設備和環境進行遠程監視，設備存在隱患時，能夠做到及時發現；在巡檢隊建立分中心，保證對設備的24小時全天候監控，對故障或事故進行及時、有效地處理。

XXXX變電站監控系統解決方案可以真正實現無人值守和安全保衛，同時可以將設備現場狀況實時傳送到電力調度、電力安全保衛部門、操作巡檢隊等職能管理部門，實現各取所需的分專業管理，減少了原來電力管理的中間環節，有效地提高了供電管理效率和整體自動化水平，減少了供電管理成本，最終實現減員增效的目標。

XXXX變電站監控系統解決方案簡單描述如下：

3.1.系統結構

按行政區域劃分，XXXX變電站監控系統解決方案采用星形拓撲、多級組網結構，如圖1所示：

圖1是典型的三級組網結構（系統支持多級組網）。監控現場在變電站及通訊機房，二級監控中心建設在分控中心，在指揮調度中心建設一級監控中心。

監控現場的視頻及動力環境信息傳送至分控中心（二級監控中心），分控中心負責轄區范圍內變電站及通訊機房的監控和管理；根據指揮調度中心（一級監控中心）的需要，分控中心將視頻及動力環境信息發送給指揮調度中心，指揮中心具有系統的最高權限，能夠看到所有的視頻及動力環境信息，實現指揮中心的集中統一管理。

3.2.變電站監控系統監控范圍

變電站的監控范圍：

1)設備監控范圍：主變、設備區、電容器區、主控室、電抗器室、濾波室、35kV高壓室、10kV開關室、10kV高壓室、6kV高壓室、GIS室、電纜室、電纜層等。

2)環境監控范圍：變電站出入口、周邊環境。3)遠程燈光控制；

4)非法闖入區域報警聯動； 5)煙霧告警； 通訊機房的監控范圍：

1)動力設備：低壓配電設備、柴油發電機組、UPS、逆變器、整流配電設備、蓄電池組（監測到單體）等；

2)空調設備：機房專用空調、機房分體空調； 3)智能門禁系統：進出人員管理； 4)環境：煙霧、水浸、溫度、濕度等； 5)圖像：機房設備運行狀態；

3.3.系統組成

XXXX變電站監控系統由監控現場、傳輸網絡及監控中心組成，各部分組成如下：

3.3.1.變電站的監控設備

變電站監控設備主要包括：多媒體接入單元、DCB云臺、攝像機及各種傳感器。主要負責變電站現場視頻及環境告警信息的采集，并且執行監控中心的控制指令。在門衛、圍墻四周合理設置報警裝置，在一些重要的設備區及場所安裝攝像機，達到監控無肓區。

3.3.2.通訊機房的監控設備

通訊機房監控設備主要包括：多媒體接入單元、DCB云臺、攝像機、多功能一體化監控模塊MISU及各種傳感器。主要負責通訊機房現場視頻、動力環境數據的采集，并且執行監控中心的控制指令。

3.3.3.傳輸設備

監控系統支持多種傳輸方式，根據用戶現場提供的不同傳輸資源，傳輸設備可以包括TCP/IP設備、E1設備、TCP/IP與E1轉換設備等。

3.3.4.監控中心的設備

監控中心是系統的核心，完成系統的統一管理工作。主要由數據庫服務器、中心管理服務器、接入/存儲/轉發服務器、磁盤陣列、業務臺及電視墻顯示設備組成。監控中心軟件安裝靈活，根據監控系統規模大小，可以將多個軟件安裝在同一臺服務器上，也可以分別安裝在不同的服務器上。

動力環境業務臺顯示機房的動力環境監控數據及告警信息，值班人員及時了解設備運行狀況；通過多媒體客戶端及電視墻，用戶能夠查看變電站及通訊機房的現場圖像，遠程控制攝像機鏡頭推遠、拉近，以及云臺的上下左右轉動，縱覽現場全局畫面。

3.4.設備連接示意圖

變電站監控系統解決方案支持多級組網架構，在監控中心與變電站、通訊機房之間，支持多種通訊方式，圖2是變電站監控系統設備連接圖：

在變電站，攝像機、拾音器及報警探頭等設備采集的現場信息，在多媒體接入單元進行數字化處理后，通過傳輸設備上傳至監控中心。

在通訊機房，攝像機、拾音器的信號直接接入多媒體接入單元，進行編碼、壓縮處理后，通過傳輸設備上傳至監控中心；配電箱、電源、蓄電池、門禁系統等機房的動力環境監控數據則通過MISU采集后，接入多媒體接入單元的透明串口，通過傳輸設備上傳到監控中心。在通訊機房有值班人員時，多媒體接入單元可以外接顯示器或監視器，便于值班人員及時了解現場設備視頻信息。

在圖2中，監控中心設備統一部署在一個局域網內，根據用戶實際網絡狀況，可以將監控中心設備分布部署，實現視頻信息分散存儲，降低網絡壓力。

3.5.網絡連接拓撲圖

3.6.分級管理拓撲圖

4.系統主要功能

XXXX變電站監控系統解決方案融合了多媒體集中監控系統和動力設備及環境集中監控系統，解決電力變電站及通訊機房的監控管理問題，其主要功能介紹如下。

4.1.視頻管理功能

多媒體集中監控系統可為用戶實現遠程實時視頻監控、存儲與回放、報警聯動、遠程調度與控制、視頻內容分發、語音通信等主要功能，以及根據用戶需求定制的個性化功能。主要功能如下： ? 網絡化監控功能

通過網通及用戶現有的通訊網絡，用戶可以在監控中心或計算機上遠程實時監控、控制、記錄監控現場的視、音頻信息。系統支持1、4、6、8、9、16等多種畫面分割方式，實現同時顯示多個攝像機視頻；系統具有提供多種分辨率的功能，并可以實現全屏顯示，以適應各種場合要求。? 數字化存貯功能

系統能夠根據預先設定的存儲時間和存儲策略，不間斷地存儲視頻和相關數據，快速方便進行歷史信息查詢。可提供集中或分布式的存儲功能，可實現本地與異地（中心管理平臺）雙地存儲，以提高數據存儲的安全性。? 語音控制功能

系統可實現現場環境聲音實時監聽，點對點遠程對講通話。監控中心可通過系統的通話功能指揮現場人員執行相應的操作，實現圖象和聲音的同步。? 報警聯動功能

當發生報警時，系統可以聯動多個設備協同工作。當監視點發生報警時，系統自動啟動各種對應的聯動設備，并將視頻切換到相應的攝像機，開啟燈光，自動錄像。監控客戶終端可彈出報警信息，并有聲音報警提示。? 移動偵測功能

系統具有移動偵測告警功能，可以將移動偵測告警與視頻錄像、攝像機控制等功能相關聯，便于用戶及時發現和存儲現場的變化情況。對于一個攝像機畫面，用戶可以設定８個區域的移動偵測敏感度，滿足用戶現場的實際情況。

4.2.動環監控功能

動力設備及環境集中監控系統對電力通訊機房內多種動力設備、環境參量進行實時檢測，能夠及時判斷故障并產生告警，對遠端設備進行遙控和調節，實現通訊機房遠程高效管理。主要功能如下：

? 可實時顯示和刷新監控范圍內所有局站、設備以及全部監控點的運行參數、所處狀態、配置屬性，并提供遙控遙調操作接口。

? 可提供可在線定制的組態頁面，顯示綜合性的局站或設備群組的監控信息，同時提供詳細資料頁面顯示任意設備的監控信息。

? 系統可對監控對象進行分層次、分類型的顯示與管理，監控對象狀態（告警、故障權限等）顯示醒目清晰。

? 系統告警分為緊急告警、重要告警、一般告警三類，告警級別、告警上下限值可根據需要更改。

? 提供多種多樣的告警提示與處理模塊，各種模塊可單獨或組合運行，如告警短信、告警打印、告警箱、語音告警、LED屏顯示告警等。

? 系統可通過告警匹配、告警延時、告警過濾、告警分時段屏蔽等方式保證告警的準確有效。

? 系統的實時告警查看、歷史告警查詢、告警視頻自動切換以及告警派修、告警故障分析等功能融為一體，操作簡便。? 系統可提供專門的停電實時監測業務模塊。

4.3.門禁管理功能

門禁管理功能用于監控門的開關狀態、人員的出入情況，同時對持卡人員和操作人員進行管理。門禁管理操作簡單、方便、實時性強，可進行在線授權、撤權、操作門的開關和配置門禁參數，主要功能如下：

? 系統能夠配置持卡人員信息，能按時段分配持卡人員權限，可對持卡人員在

不同時段授予不同的出入權限。

? 實時監控持卡人員的出入情況，門禁系統能夠對操作的結果和告警信息實時給出提示。

? 查詢人員出入的記錄、值班人員操作的記錄、門磁告警記錄、部門人員信息、持卡人員在控制器上的權限信息，同時能夠輸出打印或保存到文件。? 提供方便的維護和更換門禁控制器的功能，保證更換后的門禁控制器的設置信息和權限信息與原門禁控制器相同。

? 具有系統操作權限的劃分和配置功能，當操作人員取得相應權限時，可進行相應操作。

5.技術優勢

XXXX變電站監控系統融合了計算機、通訊、網絡、多媒體、存儲、安全等多種國際先進技術，與同領域產品相比具有以下技術優勢：

? 大系統容量。視頻監控容量達百萬路視頻并發處理，動力環境監控容量在一萬個機房以上，并且，系統支持多級級聯，實現更大的監控需求。? 電信級的可靠性。監控系統采用媒體流與信令流分離處理技術；動力環境監控數據采用實時數據和歷史數據雙通道的設計；核心軟件采用負載均衡技術設計；通過先進的技術手段，保證了系統穩定性和可靠性。

? 統一的監控平臺。XXXX監控系統融合多種技術，通過統一的平臺，完美呈現視頻監控、動力環境、智能門禁、告警聯動等多種監控管理功能，為用戶提供全面的監控系統解決方案。

? 完善的存儲方案。監控系統支持多媒體接入單元、中心磁盤陣列以及用戶客戶端同時存儲視頻信息，通過合理組合，形成多種存儲方案，滿足用戶視頻存儲的苛刻要求。

? 系統部署靈活。監控系統支持集中式或者分布式部署系統架構，更好地適應用戶的網絡環境，降低單一建設模式的風險，滿足監控系統分期建設模式。? 組網方式多樣化。監控系統支持公網、專網、有線、無線等多種組網方式，很好地解決了各種環境監控點的接入問題。

? 系統擴展性強。系統規模平滑擴容，實現用戶監控點、監控中心不斷增加的需要；在系統應用方面，監控系統基于多層、模塊化軟件結構設計，方便系統功能擴展，滿足未來業務發展需要。

? 專業化的網管。多媒體集中監控系統突破傳統監控系統缺少網管的現狀，開發出專業的、電信級網管軟件，具有強大的系統維護和管理功能，為用戶的使用和維護工作，帶來極大的便利。

? 先進的技術。XXXX監控系統中運用了多層模塊化軟件結構技術、微內核設計技術、負載均衡技術、網絡自適應技術、組播技術、安全技術、等等國際領先的技術，確保技術的先進性。

? 高度的開放性。XXXX監控系統采用開放式軟件設計，方便與GIS、GPS等系統對接，為用戶提供廣泛的增值服務。

第四篇：工業電視監控系統在無人值守變電站的工業電視監控系統在無人值守變電站的應用

工業電視監控系統在無人值守變電站的工業電視監控系統在無人值守變電站的應用

關焯榮 黃凱榮

摘 要：介紹了適合無人值守變電站使用的工業電視監控系統前端硬件的配置和選擇、組網形式和功能特點，并提供了一種在有限帶寬下提高圖象質量的方法。關鍵詞：變電站；工業電視；監控系統；圖象質量

近年來，隨著無人值守變電站數量的日益增加，用于監控無人值守變電站的SCADA系統也逐漸顯示出它的不足之處。SCADA系統雖然能夠反映變電站的運行工況，然而在變電站一二次設備的設備外觀監視和變電站的防火、防盜方面卻是無能為力。這些薄弱環節將直接影響到無人值守變電站的安全運行。工業電視監控系統，作為一種重要的現代化監測、控制、管理手段，正好為解決這些問題提供了一個有效的方案。工業電視監控系統所需實現的功能

在無人值守變電站安裝工業電視監控系統，其目的是為了彌補 SCADA系統在監控方面的一些盲點，進一步提高變電站的安全運行水平。1.1 設備的監視

主要包括主變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關、主控室的電源盤及控制盤盤面等。通過在監視對象處安裝攝像機、感應探頭等裝置，實現對一二次設備及其運行情況的監視，如：主變壓器、開關是否有外部損傷，主變壓器油位及控制盤上的表頭、燈光信號是否正常等。1.2 防火防盜

變電站撤人后，萬一變電站發生火警，往往因為不能及時發現而延誤了事故的處理，造成事故進一步擴大。此外，變電站有盜賊闖入時，也缺乏有效的防御手段。為此，可在高壓室和主控室等地點裝設一批煙感或溫感探頭，并在圍墻四周安裝對射式紅外線探頭。當探頭感測到煙霧、高溫或有人闖入時，就會向后臺發出告警信息，同時連動切換攝像機畫面，并記錄下當時現場的情況。1.3 燈光及智能化設備的控制

為使工業電視監控系統在晚上仍能發揮作用，變電站的燈光應具有定時開關或遠方控制的功能；而一些智能化的設備，如探頭、門禁等也可做到遠方控制。前端硬件配置與選擇

工業電視監控系統在變電站端的硬件主要包括：攝像機、鏡頭、云臺、云臺解碼器、視頻控制切換裝置、視頻編解碼器及一些附加設備(圖1)。

圖1 站端設備

2.1 攝像機、鏡頭及云臺的選擇

對大部分變電站來說，需要安裝攝像機的地點主要是高壓室、場地和主控室。高壓室的設備相對集中，占地范圍不會很大，而且一般有封閉式的柜殼，通常只能從總體上觀察，可以選擇不用云臺，帶標準鏡頭或廣角鏡頭的攝像機。場地范圍較大，對一些重要設備(如主變壓器)，可選1～2臺不帶云臺的固定攝像機作專門監視；另外再選用1～2臺帶萬向全方位云臺及鏡頭可變焦的攝像機對場地的其他設備進行監視。為配合圍墻上對射式紅外探頭的防區設置，建議場地攝像機所選用的云臺和鏡頭是可以進行預置位的。這樣，當某防區有報警時，攝像機鏡頭則可自動對準該防區，進而能夠第一時間捕捉到現場的情況。主控室的情況和高壓室類似，不同之處是主控室有較多的儀表和燈光信號，若有需要對控制屏屏面的燈光信號和儀表讀數進行監察，可選用帶云臺且鏡頭自動對焦的攝像機，這樣可以避免遠方人工調整時因為響應時延而造成的對焦困難。

攝像機的選擇，除考慮上述因素外，還應根據攝像機的使用環境來確定。如背景光線較強，就應選擇有自動白平衡及逆光補償功能的；環境光線較暗，就應選光照靈敏度較高的。對于其他一些可提高攝像效果的先進功能，可以適當采用，但圖象質量還受到編解碼技術和通道帶寬的影響，因此提高攝像機攝像質量對提高遠端圖象質量的效果可能并不明顯，所以在選擇攝像機時，還應結合通道情況，從整體的性能價格比考慮。2.2 云臺解碼器及視頻切換控制裝置的選擇

視頻切換控制裝置和云臺解碼器之間的通信要符合一定規約和協議，為避免沖突，建議選用同一廠家的成套產品。云臺解碼器的作用是把從視頻切換控制裝置送過來的控制信號解碼，通過它內部的繼電器接點控制云臺的轉動、鏡頭的對變焦、燈光開關和一些智能化設備運行。對云臺解碼器的選型要考慮以下幾方面的因素：a)是室內型還是室外型；b)是否需要預置位功能，對有預置位功能的云臺必須有帶預置位功能的解碼器配合；c)控制的是變速云臺還是恒速云臺；d)是否有提供足夠的接點對輔助設備進行控制。

視頻切換控制裝置的主要作用是利用切換矩陣控制視頻的輸出，其切換方式有三種：自動切換、人工切換和報警切換。自動切換就是使畫面定時自動輪換；人工切換就是人工選擇顯示任一畫面；報警切換就是有報警信號時信號觸發視頻切換控制裝置進行畫面切換。除切換功能外，視頻切換控制裝置還具備以下輔助功能，如在畫面上加字幕，通過鍵盤或面板控制云臺的轉動和鏡頭的對變焦，報警的編碼和防區設置，一些較為先進的視頻切換控制裝置可提供外部計算機編程接口。

2.3 一些附加設備的選擇

附加設備如溫感、煙感、紅外探頭、燈光控制器等種類繁多，一般來說它們是配合攝像機一起工作的，具體可按照所需功能和安裝地點來選擇。組網形式

3.1 通道的選擇

圖象的傳輸可以通過電話線、ISDN網、專線電纜、光纖等，不同通道所傳送的圖象質量及幀數會有很大的差別，如用普通電話網傳送分辨率為 352×288象素的圖象每秒只能送1～2幀，ISDN 網有10幀，光纖的E1通道可達 25～30幀，若采用寬帶的數字微波及衛星傳送，其圖象質量更可上到電視廣播級的水平。針對目前很多電力局都已架設起自己的光纖網絡，采用光纖的E1通道傳送圖象可以說是最佳選擇，因為E1通道傳送圖象的速度和質量已基本滿足監控的要求，也不會占用太多光纖資源，利用光纖的環網更可為圖象傳送提供冗余通道。目前針對光纖E1通道發展起來的視頻編解碼器種類繁多、技術成熟，并且價格并不昂貴。建議只有在不具備光纖網絡的情況下，才退一步考慮采用電話網或ISDN 網。3.2 視頻編解碼器的選擇

總的來說，視頻編解碼器的作用就是在一端把視頻信號編制成適合某種通道傳送的信號格式，再在另一端把信號還原為視頻信號。目前用ISDN 網或E1通道傳送圖象的視頻編解碼器普遍是采用 H.320 建議，提供 H.261 視頻壓縮標準的 FCIF 圖象，圖象分辯率為352×288象素，而在降低圖象幀數的情況下，可以進一步提高圖象的分辨率。視頻編解碼器是整個系統的關鍵部分，在選擇視頻編解碼器時應注意幾個方面：a)有雙向圖象傳送功能的視頻編解碼器主要是應用于視頻會議，價格相對較高，對無人值守變電站來說有采用具單向圖象傳送功能的視頻編解碼器就足夠了；b)應采用完全脫離計算機操作環境、加電即可工作、故障可自恢復的視頻編解碼器，這樣可提高整機的穩定性和可靠性；c)視頻編解碼器是否支援其他的接口功能，例如音頻接口、數據接口、報警觸點接口及一些編程接口等，以便使日后的應用更靈活；d)視頻編解碼器是否支持透明數據傳輸方式，這個功能可避免協議上的沖突。3.3 拓撲結構

工業電視監控系統從站端到后臺的組網方式目前一般是采用星型結構或點對點的結構。其中點對點結構方式靈活，可同時傳送多個圖象至后臺，缺點是購買設備花費較多且要占用較大的地方；星型結構的組網方式是利用一個多點切換裝置(MCU)在每站的數據通道間進行切換，每次只能還原一路視頻信號。這種方式優點是可減少投資和節省空間，缺點是一旦MCU 或后臺的視頻編解碼器出現故障，將會造成系統癱瘓。具體選擇哪種組網方式，要從投資、空間大小及可靠性等幾方面綜合考慮。后臺系統

后臺系統一方面對各變電站上送的圖象信息和告警信息進行顯示和處理，另一面還要提供接口，以滿足不同部門對數據查詢、圖象回放的需要，例如與辦公網絡的數據共享等。4.1 后臺系統網絡結構

后臺系統的結構如圖2所示。

圖2 后臺計算機網絡結構

4.2 后臺軟件功能

根據無人值守變電站的運行需要，一般而言，工業電視監控系統的后臺軟件應具備以下功能：

a)畫面監視和畫面切換功能。根據用戶的需要，對不同變電站的不同監視點進行實時監視和切換。

b)控制操作。即對各變電站監視點攝像設備的光圈、焦距以及云臺進行控制。此外，一些輔助控制操作也是必須的，包括變電站燈光的開停，告警裝置的投入與解除等。

c)多媒體防區布置圖。采用多媒體地圖分層顯示變電站內各監視現場攝像設備的布點情況，以及盜警、火警等感應裝置的設防區域。為運行人員提供直觀而具體的變電站監視現場的情況。

d)事件告警功能。當變電站現場有異常情況發生時(如出現盜警、火警或小動物入侵防區等情況)，后臺系統能迅速告警。

e)畫面記錄、回放功能。當變電站發生異常告警時，監控系統可自動記錄下事發時告警點的現場情況。目前而言，對實時畫面的記錄可選擇采用以下方式，即錄像或計算機磁盤錄像。

f)事件查詢功能。可分類檢索各變電站，各監視點的告警記錄，結合畫面記錄、回放功能，可對異常告警時的現場情景進行回放。

g)網絡接口。系統可通過路由設備實現與辦公網絡的數據共享，為辦公網用戶提供圖象監視，事件檢索，錄像回放等功能。關于圖象質量

目前通用的做法是利用專用集成芯片對數字化的圖象信號進行壓縮，即將圖象信號由模擬信號轉換為數字信號并進行壓縮處理后再行傳輸。6MHz 頻率的模擬信號數字化后約為 108 Mbit/s，然后，經過數字信號的壓縮處理，再去掉一些與視覺相關性不大的信息，壓縮為 2 Mbit/s碼率的信號，或可進一步壓縮到 384 Kbit/s，256 Kbit/s，128 Kbit/s碼率的信號，這樣圖象信號即可在E1通道中傳輸。這樣處理后，圖象一般只能達到 CIF 分辨率，即 352×288象素。在此情況下，為了能夠提高后臺圖象的質量，可采用小波理論對視頻圖象進行處理。原始數字圖象經小波變換后再進行傳輸，圖象質量將明顯提高。

作者單位：廣東 江門 529000

第五篇：無人值守變電站視頻監控系統的應用設計

無人值守變電站視頻監控系統的應用設計

摘 要

大港油田電力公司無人值守變電站的推行工作正在積極進行中，視頻監控系統起著重要的作用。本文就本公司視頻監控系統的應用現狀、問題，進行闡述，并按無人值守的要求以港西變為例進行設計規劃。在選點、設備選型、功能要求上作出設計，滿足無人值守要求。

關鍵詞：無人值守 視頻監控系統 港西變規劃

一、引言

隨著電力系統中科技水平的不斷發展，未來電網逐漸向集控站模式發展。集控站模式中，無人值守變電站的應用，降低了電力企業運行成本，實現減人增效，提高了生產效率。而舊有的“四遙”模式已經無法滿足調度中心、監控中心對變電站監控更高的要求。“遙視”技術將更加被需要。視頻監控系統及其遠方監控功能，將成為監控人員的“千里眼”、“順風耳”、使得變電站的重要一次設備、安防監控點等關鍵位臵都處于實時監控狀態之下。從而提高變電站運行和維護的安全性及可靠性，并逐步實現電網的可視化監控和調度，確保無人值守變電站調控運行更為安全、可靠。

二、電力公司視頻監控系統的現狀

電力公司的視頻監控系統于2006年開始建設，目前覆蓋油區24座變電站。監控點數量為144個。2008年奧運安防期間，重點變電站進行了統一安裝。

1、監控軟件過多，影響監控操作效率。由于建設時間比較分散。功能要求不一致。，監控軟件五花八門，對于集中監控非常不利。以濱南箱式變和友誼箱式變為例，濱南變使用分控軟件打開，而友誼變只能用IE瀏覽器方式打開，打開不同監控畫面，需要使用多個版本監控軟件，頻繁操作，且要輸入不同的口令與密碼，增加了操作時間，嚴重影響了監控效率。

2、設備選型不同，維護難度加大。

由于早期設備選型不同，導致目前變電站視頻監控系統的設備質量不統一，故障現象和故障部位復雜，不利于儲存備品備件，維護困難。

3、部分站所監控點少，配臵低。

有些變電站監控點少，監控范圍小。要滿足正常的監控需求，至少要達到10個監控點。前期以安防要求安裝的則為2-5個監控點、監控范圍僅限大門和圍墻處，沒有對重要的一次設備進行監控，并不滿足正常監控的要求。

4、設備老化，維護資金不足。

從2006年運行至今，部分攝像機等監控設備已經達到使用壽命，再加上油田室外工作環境惡劣，故障率較高。出現故障后基本需要更換，這就需要廠家維護人員進行處理解決，由于后期維護資金不到位，導致許多故障點持續很長時間得不到解決。

安裝視頻監控的優點有：

1、減少值班人員數量，提高生產效率。

由于有了遠程的視頻監控系統，可以實現變電站無人值守，達到 了減人增效。

2、減少了危險點源對人身安全的威脅。

變電站里的變壓器、斷路器等設備，具有一定的危險性。一旦設備故障發生爆炸，很可能會對巡視設備的值班人員造成人身傷害。視頻監控的使用，很好的避免了上述危險的發生。不用實地靠近運行中的設備，也能實現對變電站設備的巡視。

3、增強了巡視頻率，減少事故發生概率。

通常，變電站值班人員對設備為每1-3小時巡視一次，間隔時間較長。而我們通過視頻監控各個監控點的轉換，幾分鐘就可以巡視完整個站。工作效率高，而且能夠及時發現故障。例如：2010年濱南箱式變室外變壓器爬上只貓，被監控人員通過視頻監控及時發現并將貓驅趕走，避免了一起可能發生的停電事故，保證了電網安全運行。

4、視頻監控錄像，利于分析查找事故。

視頻監控具有錄像功能，保存事故發生時候的視頻，有利于分析事故發生的原因盡快查找事故點。

推廣無人值守站的視頻監控系統，是有利于我們電網運行的。但目前公司的視頻監控系統達不到無人值守的標準，需要對不符合標準視頻監控系統進行改造和升級。

三、系統的設計規劃

無人值守變電站管理模式對視頻監控系統要求較高，要滿足24小時的遠程設備巡視檢查、24小時安防監控需求。要求設備可連續正常運行時間長，故障率低。無人值守變電站遠程視頻監控系統一般包括以下實時監控內容。

1、對變電站區域內場景情況進行遠程監視；

2、監視變電站內變壓器、斷路器的重要運行設備的外觀運行狀礦；

3、監視變電站內CT、PT、電纜接頭和絕緣子等高壓設備的外觀狀態；

4、監視變電站內隔離開關和接地刀閘的分合狀態；

5、監視變電站內充油設備、易燃設備的外觀狀態；

6、監視變電站內主控室、高壓室、電容器室、通信室、電纜層等重要室內環境的情況；

7、實現變電站內關鍵部位防火防盜的自動監視。

港西變目前剛剛改造完畢，標準化工作基本完成。符合進行視頻監控系統安裝的要求，下面就以港西變為例進行設計。

設計目的：要求對重要的一次設備區域進行監控；對大門、圍墻等安防區域進行監控。

選點方法：

1、監控大門處以及院子東南角

2、監控一次設備區東半部運行狀況

3、監控主變一運行狀況

4、監控主變二運行狀況

5、監控一次設備區西半部運行狀況

6、監控主控室第一排測控盤運行狀況

7、監控主控室第二排測控盤運行狀況

8、監控高壓室南側開關柜運行情況

9、監控高壓室北側開關柜運行情況

10、監控電容器室內電容器等一次設備運行情況

11、監控南圍墻東半部

12、監控南圍墻西半部

一次設備區北主變主變216543電容器室大廳9高壓室8主控室7休息區101211圖一 港西變視頻監控系統監控位臵圖

設備選型：根據實際應用經驗，監控主機選用嵌入式系統的海康威視或大華DVR監控主機較好。首先其作為專業視頻監控主機，滿足24小時連續運行的需要，其次嵌入式系統操作簡單，功能單一，不會挪作他用，保證軟件系統的正常運行，無病毒入侵。攝像機選型基本要求為三星等品牌，室外監控點應為室外專用攝像機。并根據需要選擇定點或者可控點進行安裝。

功能要求：提供主控端、分控端、web登錄功能以便滿足變電站端、監控中心端、調度中心端對視頻監控的不同需求。根據用戶級別不同設臵賬號的操作權限，包括控制、錄像、回放等功能。使用要求：要求每日對設備進行巡視及檢查，發現故障及時上報或解決。

UPS不間斷電源：由于應用于無人值守變電站，接入UPS不間斷電源可以保證在變電站瞬間失電或者站用變故障時視頻監控系統仍能正常工作。

港西變視頻監控系統設計由變電站前端監控設備、系統監控中心設備組成，通過光纖通道以TCP/IP協議方式傳輸給監控中心，監控中心通過分控端軟件在顯示器上顯示現場畫面，進行對變電站端的巡視和控制等。

四、總結

無人值守變電站管理模式是整個電網系統未來的發展方向、是電力系統實現自動化和現代化管理的需要。對變電站的視頻監控系統及其遠傳功能要求嚴格，規劃建設好視頻監控系統，可以提高變電站運行維護的安全性和可靠性，提高管理效率。

參考文獻

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