变电站图像监控系统的结构和管理

变电站图像监控系统的结构和管理

商重远

商重远

（贵州电网有限责任公司铜仁供电局变电管理所554300）

1.前言

随着电力行业的综合自动化技术的不断进步，变电站无人值守模式得到全面的发展，各运营单位相继成立监控中心、巡维中心等，人员参与程度大幅降低，减人增效的优势得到不断体现。然而，在变电站长期无人值守的情况下，人们更关心的却是设备是否发生事故，设备是否已经起火或爆炸，这些是不能从四遥信号中得到体现的，只能靠人员现场检查得知。因此，运营单位对变电站现场运行设备的观注力度有增无减。在无人机、巡视机器人陆续在变电站投入使用的大环境下，变电站固定式图像监控系统作为最经济实用的手段就更加突显在人们的视野里。

图像监控系统作为传统设备，在日常生活中也有应用，但对于如何维护和管理和却讲不出一二三来。下面本文着重介绍变电站图像监控系统的结构和基本管理要点。

2.图像监控系统的发展

图像监控系统最初模式是采用模拟闭路电视系统，产品设备比较成熟，技术完善。由于模拟闭路电视传输距离有限、模拟信号又易受变电站电磁强度干扰、录像文件不易保存等技术难题；无法满足电力行业生产调度管理的需求，因此未在电力系统中得到大规模的应用和发展。

21世纪初以来，随着计算机网络通信技术以及综合自动化技术的发展和应用，电力行业对自动控制的需求越来越大，电力企业已基本实现了具有“四遥”功能的综合自动化管理系统。但遥控操作结果不可视，通常需要人到变电站现场检查及确认；并且“四遥”仅代表二次回路的检测结果，并不能完全代替一次设备状态。因此，许多无人值守变电站仍然采用少人模式进行值班。

随着网络技术的发展，网络摄像技术及相关产品生产成本的降低，图像监控技术才逐渐进入变电站应用中。

3.图像监视系统设备组成及技术特点

3.1系统设备组成

图像监视系统组成一般按设备类型分三个部分：前端设备、后台设备和辅助设备。

3.1.1前端设备的摄像头分为：

①网络球机（高速球、中速球、红外高速球、红外中速球）。

②网络固定摄像机（标清固定、高清固定、红外标清固定、红外高清固定）。

③模拟摄像机（模拟球机、模拟固定摄像机、模拟云台摄像机）。

一般采用模拟摄像头及网络摄像头，即摄像机进行图像采集后把图像压缩转换成支持同轴电缆传输和ICP/IP通信协议的信号，摄像机电源一般电压等级为AC24V或DC12V~24V，信号接口采用BNC（模拟）或者RJ45（网络）。

3.1.2后台设备分为：通信控制器（主、备）、存储单元、环境采集单元、交换机（光口交换机、电口交换机）、光纤收发器、路由器、光纤终端箱、图像工作站（主控室、警传室）。大部分系统都采用NVR（网络摄像机），主要功能包括：监视功能、报警功能、录像功能、密码授权、回放功能、控制功能、视频存储、网络功能、远程访问等功能和工作时间表等。

3.1.3辅助设备分为：机柜、配电箱、拾音器、麦克风。到目前只是图像应用，语音功能还处于试验阶段，没有投入大规模应用，但这是大势所趋。

3.2摄像机安装预置/选点规则

摄像机预置位命名规则：

①若监控某设备，命名应为“XX间隔或XX室/设备名[/方位（上、下、左、右、东、南、西、北及其组合）或读数]”，其中方位或读数根据现场需要设置，如“#1主变间隔/#1主变/油表”、“第一串#1主变变高5103开关间隔/5103开关”。2、若监控某区域，命名应为：“区域/方位（上、下、左、右、东、南、西、北及其组合）”，如“第一串#1主变变高5103开关间隔/东南”、“主控室/北”。

②摄像机预置位选点规则：1、总体要求：充分利用现有摄像机，实现全站设备（尤其一次设备）全貌的“无死角”监控。若默认预置位不能实现全覆盖监控，则适当增加巡检预置位。2、默认预置位的选点原则：在综合考虑监控范围和画面清晰度的前提下，监控全站设备（包括一次设备和其它设备）的整体状态，实现全覆盖监控。3、主变区域须被监控。4、户外场地、GIS场地、GIS室须被监控。5、主控室、通信室、高压室、继保室、配电室、接地变室、电容器室、蓄电池室、计算机室、电缆层等须被监控。

③巡检预置位选点应重点包括以下设备：1、变压器、断路器、互感器、避雷器、绝缘子等设备及其重要部件、以及设备之间的连接头、金具等外观情况，如有无倾斜、变形、位移、锈蚀、破损、积污、异物、渗漏油或零部件脱落等。2、变压器、断路器、互感器等设备及其重要部件的表计或参数，如充油设备油位和油压、开关设备分合状态指示窗口等。3、隔离开关、接地开关的分合状态。4、电缆层的电缆外观情况，如有无损伤、放电痕迹等。

3.3安装工艺要点

1.线缆应穿管（PVC波纹管）或放入线槽，电缆沟有积水时，可采用聚乙烯软管穿管处理。

2.线缆不应敷设在高温设备及其管道上，以及具有腐蚀性介质的管理、设备（如电池组）的下方，并应尽可能避开上述情况下敷设线缆。

3.接线端要留有余量，不允许拉紧。

4.墙壁开槽应以路线最短、不破坏原有强、防水为原则。槽深应比PVC管直径大5mm为宜，最大直径不宜超50mm，直线布管每30m处应设置过线盒。

5.管口应加有护口保护，管中伸出部位宜为25~50mm。

6.设备间电缆预留一般为3至6米，工作区为0.3至0.6米；光缆在设备端预留长度为5至10米。

7.压接端子的接线需要用PA-01型工具。

8.综合布线中的不规范现象：1、线缆弯曲半径不得超过本身线8倍，会破坏线缆的电气性能，影响使用年限。2、强弱电线缆一起敷设，会影响通讯效果。3、机柜下留下太多的线缆备用冗余。4、成束线缆过紧的绑在一起，易产生串扰及外护套破裂。

3.4通信传输系统

在变电站内，图像监控系统一般使用光口/电口交换机作为主网通信介质，但作为无人值班站，各变电站的图像监视系统会通过传输通道，一般会借用电力固有的内部网络连接，比如光传输网络系统（B网）或综合数据网。由于图像监视系统需要时间监控、且流量大，所以现在大多数远程视频传输通道会选用综合数据网进行传输，实现比较简单，在DVR或者NVR网口单元上敷设一颗网线到综合数据网交换机上，对网络进行IP开放和设置，即可实现让图像监视系统进入传输通道。

4.图像监控系统的管理要点

1.设备台账应包含设备明细

2.摄像机使用寿命为3年，服务器、交换机等设备使用寿命为12年，应根据使用寿命安排维修或更换。

3.建立监控范围图，并根据扩建设备的范围进行更新。

4.室外摄像机所处的电磁环境复杂，应建立可靠的防雷接地网，可大大降低通信部件的故障率。

5.摄像机使用直流电源，建立可靠的电源系统，可降低电源部件的故障率。

5.总结

综上所述，图像监控系统所为变电站的新型监控系统，具有传统综合自动化系统无可比拟的优势，同时，作为无人值班模式的补充完善，图像监控系统又有着巨大应用潜力，比如数字化变电站中的自动控制等等，而这些，都要建立在图像监控系统对变电站所有生产区域、设备全监控、无死角的基础上。因此，掌握图像监控系统的设备结构、了解施工建设过程的建设隐患，对于推广应用有着极大的帮助。

参考文献：

[1]《中国南方电网变电站视频及环境监控系统工程施工规范（征求意见稿）》

[2]《中国南方电网变电站视频及环境监控系统组态配置规范（征求意见稿）》