浅析变电所自动化技术与无人值班工作原理

来源：职称驿站所属分类：机电一体化论文
发布时间：2013-01-25浏览：30次

　　【摘要】本文针对现在变电所的无人值班化的相关运行管理模式，进而对远程图像监控系统的相关设计原则、系统结构以及设备选择等在应用开发中遇相关到的问题进行了阐述。根据相关的运行实践，我们可以利用远程图像监控系统进而实现变电所的无人值班。此外这个系统增加了相应的遥视功能，能够在变电所的安全运行以及变电所的防盗、防火等方面发挥十分重要的作用。

　　【关键词】变电所,自动化技术,无人值班,原理

　　所谓无人值班变电所是指对远方变电所实现遥测、遥信、遥控的“三遥”。然而，现在还不能真正实现变电所的自动化管理，例如目前的常规自动化系统还不能对远方变电所的现场环境进行实时的监视，防盗以及防火、报警的功能。图像监控系统作为一种较为新型先进的科技手段，在上世纪的90年代后期开始应用于电力系统中，并且为电力的安全生产提供了很好的辅助作用，这种系统从某种意义上对电力系统新管理模式的相关改革进度产生了较为积极的推动作用。

　　1 设计原则及系统结构

　　1.1 设计原则

　　目前，市场上的监控系统的产品监控地理区域较小，监视点也相对较为集中，而视频信号的传输距离也较小，因而可以采用视频电缆进行传输，不需对视频信号进行任何处理。然而变电所的情况是，分布范围较散，而且之间的距离一般小到几公里，大到几十公里以外，这无疑已经超过了视频电缆的传输能力的范围，采用模拟方式传输视频信号显然是不现实的，因而首先就要将视频信号进行数字化，然后通过数字或模拟通讯网来进行视频信号的传输.

　　在系统设计时，需要考虑系统的安全性、可靠性，以及经济合理性，具体的设计原则有实用性、稳定性、开放性、先进性以及标准化。

　　1.2 系统结构

　　根据变电管理的实际情况，可以将图像监控系统主要分成下面三个部分：

　　(1)远程变电所子系统

　　这个系统为实现图像监控的终端系统，系统的基本组成见图2，其中安装在变电所终端的主要设备由摄像机、报警探头、双向音视频采集终端、、输出控制设备音频设备以及必要的网络设备等部分，系统的主要功能为实现对图像信息的采集、压缩编码及发送等工作.

　　(2)操作站子系统

　　此系统主的安装位置主要在操作站端，主要的组成部分有双向音视频监控终端、可视对讲设备、音频设备、报警提示录像设备以及相应的辅助设备等，能够实现的功能是对图像信息进行相应的解压和接收，进而能够对所辖无人值班变电所的实现日常的巡视以及监控等工作。

　　(3)主监控子系统

　　此系统的主要组成部分为系统主站端、、局领导办公室监控中心以及相应的处室等，能够实现的功能为对所有变电所进行总体的监控。

　　红外线双探头

　　球形摄像头

　　烟感测探器

　　图像编码器

　　警报探测器

　　终端主机

　　光线数据网

　　图2 信号的采集和发送

　　2 设备的选型

　　图像监控系统能够对图像实现实时传送同时能够实现即时报警，对比与其他的实时系统，图片监控系统在进行设备选型时，需要坚持的原则有选择那些质量先进、稳定可靠以及运行寿命长的设备。在应用中，要对电力系统变电所恶劣的运行环境进行充分的考虑，同时还要对系统进行了相关的改进以及完善工作。主要设备的相关性能配置：

　　(1)摄像机。作为进行图像采集工作的前端部分，在系统中选用了先进的彩色摄像机，摄像机的优点有：自动调焦、带多个镜头预置点(255点)、镜头倍数高(光学22倍×电子8倍)、图像画面灰度大于8级、分辨率较高(线数≥480)、逆光补偿性能较好、抗干扰能力强。此外，摄像机的外罩还具有全天候能力，受气候的影响较少.

　　(2)报警设备。在设计中要采用质量较高、误报率较低，并且支持485通信的报警探测器。设计要求报警控制主机的报警应该响应及时准确，同时还要具有如警笛、声光等的装置输出接口。

　　(3)终端主机。采用图像编码器，这样能够有效地预防并且避免出现监控主机操作系统运行不稳定等现象的发生。

　　(4)其它。选择的视频、控制及电源的电缆应该具有良好的防火抗燃以及抗拉伸的性能;同时要对整个系统进行相应的防雷、抗感应保护。在此系统种采用交直流主备电源的供电方式，能够充分保证系统运行的可靠性以及稳定性。

　　3 相关功能的实现

　　图像监控系统的应用，主要功能如下：

　　(1)远程监视。在变电所端，摄像机能够采集相应的图像信号，然后通过相应的图像采集终端对图像信号进行压缩编码进而转化为相应的数字信号，数字信号经过光纤网络传送到相应的局MIS网，这样图像信号就可以在网络上进行共享，同时各监控站可以依靠网络对相应的图像信号进行解压;从而实现实时调用远方变电所端的图像信息的相关功能。

　　(2)安全监测。当变电所发生非法闯入、火灾等异常功能时，变电所内安装的红外防盗探头以及烟感探头会及时向报警控制器发出相应的报警信号同时汇报相应的报警发生地址，报警控制器立即切换相应的事故发生画面，开始就地录像同时及时向监控端发出报警。

　　(3)信息交互。各变电所可以通过摄像机以及相应的多媒体工具，对当地的视频信号以及声音信号进行一系列的交互采集工作。

　　(4)系统自检。图像控制主机定时对摄像机以及报警器等主要的设备发送相应的监测信号，对设备的运行情况进行时时的检查，进而对设备的状况进行检测。网络服务器同时定时发送相应的广播信号，对个网络各个站节点的相应工作情况进行判断，当发现相应的故障时立即启动相应的报警程序，同时在画面上进行故障信息的提示。

　　(5)多画面显示。在图像采集终端加装相应的画面分割器等设备，这样就可以实现多路图像信息的同时上传而不产生相互的干扰，监控站端则采用相应的软解压，对图像信号进行相应的解压分频工作，这样就能够对多个不同画面进行同时显示。

　　(6)使用权限划分。利用软件技术实现对相应权限的划分。监控系统对使用者的权限可以进行优先级管理。

　　4 安装使用经验

　　变电所的相应的图像监控设备有：烟感报警器、彩色摄像机、户外照明灯、红外防盗报警器以及当地监控主机等。安装工作量大、难度系数较高、危险性较强。因此，也给相应的系统的日常安装调试等工作带来了难度，因此可以安装在变电所的图像设备的相应的控制以及视频等相关线路都进行相应的过压保护措施。

　　此外，图像监控系统，同样也存在着相关的缺陷与不足点，例如没有很好的户外摄像机外罩防尘措施，图像的显示效果受到网络通道以及编码技术的约束等。这些问题需要相关人士在系统的实践应用中进行思路的探索以及相应的改进和完善。

　　5 系统运行分析

　　图像监控系统能够将远方变电所的图像以及相应的火灾以及防盗报警信号传送到相应的监控站以及操作站，实现了视音频信号的双向传送，同时还增加了相应的可视对讲功能。。

　　图像监控系统的投入使用，为变电所无人值班的实现起到了重要的促进作用。

　　5.1 预防事故的发生及扩大

　　通过相应的监控中心、操作站能够对变电所一些重要电气设备的以及户内、户外的场地环境进行清晰的监视，及时发现相应的异常情况，进而及时采取有效的措施，防止相应风险事故的进一步扩大，进而极大减少相应的经济损失。

　　5.2 加速事故处理减少停电损失

　　在无人值班的变电所，要十分重视相应的防盗、防火工作，通过图像监控系统系统能够很好的实现相应的警视联动的功能，可以对已在变电所中的各个报警探头按照相关的要求进行定时或者手动布撤防工作，一旦发生防盗报警或者消防报警的时候，这样系统能够及时向操作站以及监控中心提供相应的报警信息，同时传送相应的报警图像以及报告有关的事故概况，这样值班员能够及时做出决策。这样能够缩短相应的停电时间，同时还能够减少相应的停电损失。

　　5.3 为事故分析提供可靠的依据

　　当发生防盗防火报警时，该系统能够迅速将图像切换到相应的探测器相应位置。同时自动启动相应的录像系统进行事故的追踪录像以及自动存盘，便于以后进行相关的事故原因的调查分析，进而为事故的处理提供了第一手的资料。

　　6 结语

　　远程图像监控系统解决了变电所自动化“三遥”的功能，进而推动变电所自动化水平。远程图像监控系统运行稳定、可靠、信息准确，提高了变电站的防事故、防盗、防误操作、防火能力，能够促使相应的值班人员以及领导及时准确地了解现场情况，这样能够大大降低了无人值班变电所进行日常巡视以及日常检修的费用，进而能够产生良好的社会效益以及经济效益。

　　【参考文献】

　　1.《变电所自动化技术与无人值班》

　　2.何志良集控自动化系统及其与调度自动化系统的关系[期刊论文]-电网技术 2003(3)

　　2.黄海东.姚亦清变电所无人值班运行模式简介[期刊论文]-供用电 2006(1)

　　3.武斌.叶煜明农网自动化系统的现状与发展[期刊论文]-电力设备 2006(6)

　　4.吴军基.王文斌.张鹏基于GSM短消息远程抄表系统研究[期刊论文]-电力自动化设备 2006(4)

《浅析变电所自动化技术与无人值班工作原理》

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