安防科技（中国）有限公司金明
无人或少人值守变电站监控系统是电力自动化和电力遥视中重要的部分，当前仍是以模拟或半数字的视频监控系统为主，而现有的变电站视频监控系统缺乏对电力系统特性需求的综合性考虑。本文在对当前电力变电站监控系统解决方案存在的问题进行初浅分析，并对变电站监控系统的特性需求分析基础上结合当前监控技术发展的新趋势，通过IP摄像机构建变电站综合性的完整监控系统。以数字化、网络化的IP网络摄像机的特点，说明了技术领先的德国Mobotix网络摄像机在电力变电站监控系统的应用优势。
一、电力传统监控系统存在的问题
电力行业远程图像监控系统中的数据采集部分主要包括：图像数据采集，环境数据采集，动力设备数据采集三部分。在实际应用中存在如下问题：
1、传统模拟摄像机的清晰度不能满足变电站对设备遥视的高要求
当前电力监控系统视频图像数据的采集采用一般的传统工业47万以内像数的CCD摄像机配标准光学镜头器件。图像的清晰度彩色不高于540线，黑白不高于570线。
2、环境对摄像机的干扰
传统模拟摄像机需要铺设视频线、电源线和控制线，在变电站这样的特殊环境中，各种传输线会受到变电站的交变电场引起的电源或磁场的干扰。使监控系统受到干扰。
3、实现电力监控复杂功能设备配置多样，各系统功能单一，使用维护复杂
变电站等电力系统要求监控功能复杂，要实现集遥视功能、安全监控功能、环境监测系统和报警功能。环境监测部分主要采用标准的传感器技术，对实际需要检测的高压室和主控室等场所进行实时的温度、湿度、照度、烟感度等实时监控。动力设备的监测是相对较复杂的系统，因为在该系统中牵涉的设备较多，提供设备的厂家也较多，因此所要监控的动力设备的协议以及控制方式也就相对复杂。实现电力系统对环境监控、安全监控、报警、设备监控这样复杂的监控当前是分别采用监控、检测、报警等多种设备来满足不同功能要求，然而对整个变电系统通信设备的统一管理和实时监控却变的使用、维护复杂，各个设备功能需要多人管理维护，故障排除困难。
4、铺设线路繁多，施工复杂
当前的传统监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，他们之间由视频线、控制线缆等连接。本地图像监控系统一般采用模拟方式传输，采用视频电缆(少数采用光纤)，传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，且监控图像一般只能在控制中心查看。同时要实现系统需要铺设大量的视频线、控制线和电源线，使系统施工复杂，带来了人力和物力上的巨大开销。
5、基于编解码器的远程视频监控
基于编解码器的远程视频监控是从本地模拟监控发展起来的，它使用传统的监控技术加上一对视频编解码器实现远距离的视频传输，在监控中心使用专用的监控键盘进行控制，其本质上还是属于模拟监控，很难与其它的系统互连互通。无法进行远距离的监控与灵活的操作控制
系统监控点位和存储容量的扩充都较为复杂。传统监控系统使用多台DVR作为视频存储的设备，逐台操作DVR是一件很麻烦的事。且DVR构成的系统其功能简单已经不能满足电力系统监控的复杂需求。随着监控系统在电力生产广泛应用，建成后需要增加监控点位时，需要考虑新增DVR和存储空间。当前的DVR都不支持DAS、NAS、ISCIS等新技术的应用。
二、电力监控应用需求分析
在变电站撤人实现无人值守后，变电站中一二次设备的实时运行状态、数据采集以及远程的监控成为必需，SCADA系统虽然可以实现部分的数据采集以及控制，但它对整个变电站的设备的外观监视以及站区的防火防盗却无法监控，因此，视频监控系统在变电站的应用就弥补了无人值守变电站的防火和防盗问题。使变电站的运行生产更加稳定和可靠。下面是对变电站监控系统的主要需求：
1、实时监视
实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听；
监控主控室、高压室、电容器室、独立通信室等环境；
对设备运行情况进行监控；
对一、二号主变压器和各主变风扇的运行情况进行监视；
对大门口和主要的出入口进行监控；
机房环境监控系统，如：供配电系统、UPS电源、温度、湿度采集、空调、保安门禁系统等的运行状态。
2、事故追忆
能方便的进行事故追忆，用于帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽可能地避免事故再次发生。
3、现场操作指示
变电站的各种操作要严格遵守操作规程，如果操作不当，将会造成危害。但是变电站的各种操作比较繁琐，因此必须结合相应的保证措施，将误操作的可能性降低到最小。监视系统的远程实时监视功能，可以实现值班人员对远方变电站操作人员的操作进行指导，如果发现不正确的操作，并能通过监控或电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失。
4、安全防范
通过使用各种传感器，如烟感传感器、红外微波探头、门禁传感器等，在感应到有安全隐患时，将收到报警信号及时传给调度中心，以做出相应处理。
5、远程监控和管理的要求
电力系统内各种生产设备类型复杂，地域分布广，人工维护困难。同时，为适应减员增效和现代化管理的要求，对监控系统在可靠性、易用性及易维护性上，尤其对远程监控方面提出了更高的要求。
6、多功能监控的要求
电力行业的遥视要求能够在现有的电力信息网如：LAN、Internet、Intranet网络上对各变电站的实时图像、照度、温度、声音等进行监控,可进行调用录像同时应包含声音,同时对监控内容的事件进行有效的报警处理，以实现变电站真正的无人值守提供了安全技术保障。
7、数字化的要求
现在随着网络技术和计算机技术的发展，基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及。高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，促进了基于IP技术的各种视频通信应用,对于已经实现数字化应用的电力系统来说，其计算机网络资源相对较丰富，结合当前视频监控数字化发展的趋势，建设基于网络的数字化监控系统。在电力安全监控系统中将是一种趋势。
三、IP网络摄像机对电力无人职守变电站监控系统设计
针对电力行业变电站监控应用的基本需求并充分考虑其特性需求，结合当前监控技术发展必然趋势，依托电力丰富的网络资源，设计一套集遥视功能、安全监控功能、环境监测系统和报警功能于一身的变电站综合视频数据监控系统。该系统采用一套设备即可实现传统监控系统需要多个设备才能实现的集监控、报警和联动为一体的数字化监控系统，一旦变电站内部发生安全或者设备数据报警时，系统可通过一套综合智能监控系统集中管理，做到集中监控、分布式存储和管理，便于应急指挥，摆脱了传统系统相互独立、各自应用的非智能化模式。为推动电力生产向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的信息技术保障。
1、下图为变电站数字监控系统解决方案结构图：
系统可以分为三部分：前端信号采集处理部分、信号传输部分、后台控制部分。
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