牛建伟1 张爱军2 吴若玲1 吴颖欣1 1.齐齐哈尔电力设计院 2.林口林区电业局

 
 
1．前 言
　　数字视频、音频以其直观性、易存储、易检索和便于共享，成为网络视频监控系统的重要组成部分，得到了企业的广泛应用。随着无人值守变电站管理模式的推广，变电站巡检制度的建立，在巡检中心、集控中心（集控站）等相关部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理，可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。在电力系统，这种监控系统也被称为“遥视系统”。系统实现了无人值守视频监控领域的全数字化、网络化和集成化, 系统通过摄像机采集现场图像，经编码器和视频服务器后，视频信号直接变换成数字信号进入网络系统，各监控点的实时图像经光纤或其它网络系统传输到控制中心、分中心，在控制中心只需要利用计算机键盘和鼠标的简单操作，就能实现对现场设备的实时监视与控制，并且能很好的与系统中其它应用接口与兼容。

2．系统要求
　　a实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听及喊话；
　　b 监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观运行状态；
　　c 监视变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态；
　　d 监视变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态；
　　e 监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态；
　　f 监视变电站内主要室内环境（主控室、高压室、电容器室、独立通信室等）的情况；
　　g 实现变电站站内关键部位防火、防盗自动监视，可进行周边报警联动。
　　h视频控制服务器将视频信号进行数字化压缩后通过以太网转换器转换到监控中心, 每个站点可同时上传4路图像。
　　I要求系统稳定性、可靠性、系统先进性、使系统兼容性、升级、扩展更容易化。
　　j可扩容性；可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类站级前端设备等。

3、系统组成及各部分配置要求
   3. 1 电力变电站远程图像监控系统的组成
　　数字监控系统主要由三部分组成：前端设备、传输设备、中心控制室设备。
前端设备配置
　　室外全方位球型摄像机设置在变电站室外房顶，观察进出大门的车辆和人员、开关站、主变等情况。全方位球型摄像机包含高清晰彩色摄像机、22倍或更高的光学变焦镜头、全方位变速云台、解码器、防护罩、支架等设备组成。
　　室内全方位摄像机设置在变电站室内，监视变电站内主要室内环境（主控室、高压室、电容器室、独立通信室等）的情况,全方位摄像机包含高清晰彩色摄像机和变焦镜头、云台、解码器、防护罩、支架等设备组成。
　　每个站点设置1台视频控制服务器，站内的视频、报警、音频信号接至视频控制服务器。
传输设备
　　摄像机到视频编码器的信号传输采用同轴电缆，从视频编码器到监控中心的信号传输利用现有通讯设备传输通道或其它通信介质。
　　中心控制室设备配置如下：
视频监控工作站         1台
21"彩色纯平显示器      2台
以太网交换机           2台
3.2监控摄像机及配件
3.2.1应用于变电站监控的摄像机类型有一体化球形摄像机、彩色摄像机、黑白摄像机等，加上配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等。
  3.2.2警探测器和告警处理单元
报警探测器包括烟感探头、温湿度感应探头、微波双鉴探头、红外线光束对射探头等，用于监测变电站设备和环境的异动情况。
  3.2.3其它设备
变电站监控前端可根据系统需要，配备变电站专用标准机柜放置站端设备，配备麦克风、喇叭等语音设备通过系统软件实施广播、对讲等功能，配备防雷设施、直流供电电源、不间断供电电源等等。
  3．3 远程监控中心
  远程监控中心的概念包括主控中心（调度中心）和区域监控（巡检）中心，完成所辖变电站图像的实时显示、控制、存储、管理等功能，其硬件系统主要由系统服务器、值班员工作站、网络接口设备、存储打印设备等组成。

4．系统总体功能、性能指标和特点

   4．1 系统总体功能

　　由于在电力变电站远程图像监控系统中，前端的视音频信号通过视频服务器编码压缩成IP数据包，会同前端数据信号经网络接口进入IP网络，因此，包括监控中心的系统服务器、值班员工作站、变电站本地工作站，网络上的任一台计算机终端，通过权限控制的方式可以实现对前端变电站的无级监控。
   4．1．1 实时图像监视
　　在设定的间隔时间内对系统内的所有监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同变电站的图像、同一变电站的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置。

4．1．2 语音功能

　　本地变电站和监控中心值班员工作站之间，不同的监控终端用户之间，可以实现基于IP的语音功能，包括：实时的语音半双工对讲及语音广播功能；变电站端场景录音；与站内的维护操作人员对讲机进行远程对讲。

4．1．3 本地及远程控制

　　本地变电站或远程的任意监控终端，通过网络视频集中监控系统管理软件或标准IE浏览器，可控制变电站的云台、镜头等监控设备，布防/撤防设置，变电站现场照明等设备控制；也可以按照事先软件设置的联动策略，对变电站报警触发执行一系列的控制程序控制权等级可设定。

4．1．4 录像功能

　　录像的磁盘容量空间可设置，并具备自动覆盖功能，即设定的磁盘容量空间被录像资料用完后，新的录像资料将逐渐覆盖最旧的录像资料以循环利用磁盘空间。系统录像功能包括实时录像、定时录像、运动检测预触发录像及报警预触发录像。

4．1．5 报警功能

　　电力变电站远程图像监控系统的报警种类可分为外围报警和内部报警两类。

　　外围报警包括变电站事故报警、电力设备状态变化及故障报警、消防报警、防盗报警、防火报警、电力设备水浸报警、门禁报警、非法闯入及画面异动报警等，主要通过告警处理单元或变电站综合自动化系统到达监控中心。报警事件发生后，监控终端将发出声光提示并 显示报警位置和类型。监控中心将人工或按预定程序发出控制指令，联动相应报警目标的图像监视，指定相应摄像机进行录像，启动现场照明、警笛等。相关设备启动后，应在设定的时间内自动关闭，且现场照明在白天（时间段可设）可不打开。

　　内部报警主要包括前端视频信号中断报警和系统服务器磁盘容量空间报警。一旦因摄像机与视频服务器之间线路故障、网络故障、设备故障等原因，导致视频信号中断丢失，或系统服务器的录像存储空间超过预定值，系统能够立即检测到并做出声光报警提示和日志记录等相应动作。

　　报警信号、报警内容可在任何画面自动显示。所有报警信息均自动保存，可由报警信息检索回放相应的图像录像，有需要时可打印输出。发生多点报警时，按报警级别高低优先和时间优先的原则显示存贮。

4．1．6 系统管理功能

　　电力变电站远程图像监控系统的系统管理功能包括历史图像管理、安全管理。
历史图像管理

　　监控中心值班员工作站、电力MIS网上的任意授权终端用户均可通过访问系统服务器，远程检索回放站端的任一摄像头的历史图像及报警录像。系统提供了智能化快速检索回放录像资料的功能，可按时间、地点、摄像机、报警事件等要素进行检索，大大降低了检索时间和复杂程度，使用户可以迅速地查找到需要的录像资料。

4.2安全管理

　　系统提供了多种安全措施保证系统的正常运行及相关信息的保密性。
　　实行操作权限分级管理，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，系统登录、操作均进行权限查验；
　　使用图像掩码技术，在压缩后的每帧图像中加入了特定的文字或图像数据，防止原始录像资料被人为篡改；
　　防死机看门狗（WATCHDOG）功能，当网络视频服务器设备出现异常死机时，看门狗功能可以自动重新引导设备恢复正常工作，保障设备的持续正常运行。
　　备份功能，当系统发出磁盘容量空间报警，或者用户有重要的监控录像需要备份时，可以使用系统的备份功能，将所需的监控录像资料转储至其他指定的存贮介质。系统支持如可擦写光驱、外接磁盘阵列等可以热插拔的存贮设备，用户无需中断系统的工作就可以完成备份操作。
 
参考文献
 
　　（1）《工业电视系统工程设计规范》
　　（2）《100BASE-TX快速以太网接口标准》