关键词：图像监控系统 电力系统变电站 发展应用 
 
 
一、变电站远程图像监控系统的意义 
  
建设无人值班变电站市电网调度自动化深入发展的必然趋势。
国家电力调度通讯中心要求现有的35KV、110KV、220KV变电站在条件成熟时，逐步实现无人值班;新建变电站应按无人值班方式设计。目前“无人值班”以成为考察电力企业达标创一流的一个重要指标。
   各地电力部门在探索变电站无人值班的实践中，建立起了多种模式的集控站系统，基本实现了“四遥（遥测、遥信、遥调和遥控）”功能，使运行和维护人员的数量大大减少，运行水平得到了显著提高，但依旧存在如下问题，严重制约了无人值班变电站的快速发展。
①    巡检和维护工作量急剧增大
现有SCADA系统通常只进行电气数据的实时监测，还不能全面直观地反映变电站的设备运行状况，因而在实行变电站无人值班之后，维护人员仍需花费很大精力对所属变电站频繁地进行逐一巡检，操作维护工作量急剧增大。即使如此，这样的例行巡检也不能确保及时发现事故隐患和事故。一旦事故发生，由于操作队和值班人员、调度人员无法准确把握现场环境和设备实际运行状况，只能等待操作人员驱车赶到现场，查明原因后再汇报相关部门及其领导，这将极大地延误了事故处理时间。
②    一次设备的可靠性问题
设备可靠性问题是制约老站无人化改造的决定性因素。例如，从运行统计情况看，目前生产的刀闸（包括进口刀闸），其一次合闸成功率达不到100％，操作后必须有人到现场确认成功后，才能合上开关。如果能对刀闸遥控，并通过远方图像监视确认合闸成功，即可减少操作队的工作量，又能大大缩短操作时间，这对确保电网安全优质供电无疑是大有益处的。
③    二次信号误报的干扰
二次设备误发信号会扰乱无人值班变电站正常运行和管理秩序。例如2005年3月时洛阳市电业局东区集控站收到娄村变直流装置信号，值班人员立即赶到现场，发现无任何异常情况，却发现直流装置误报信号。
④    无人值班变电站的安全防范能力急需改善
安全是电力企业运行的重要前提，企业的经济效益和社会效益都以安全为基础。由于社会治安以及设备本身可靠性的原因，多数电业局的无人值班变电站还留有1名守卫人员，其职责是变电站的警卫、环境清扫、紧急情况报警等，未实现真正意义上的“无人”。
　　随着电力系统网络的全面改造，各变电站/所均要实现无人值守，以提高生产效益。在电力调度中心、集控站建立图像监控中心，能够对各变电站/所的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出反应, 适应行业发展需要，已经提到了电力系统的发展议事日程。
　　各局都设立了运行管理值班室及调度部门，虽有对各专业的运行归口协调职能，但不能及时掌握运行状况和指挥处理运行障碍。现在对运行监视通常由各专业运行部门采用打电话来了解和判断处理故障。各种运行管理联系是松散的，再依靠原始的人工方式已不能满足通信网的发展需要。要跟上通信网络发展步伐，必须在健全和完善电力网络的同时建立远程网络电力图像监控系统。
　　远程网络电力图像监控系统将变电站的视频、音频等实时数据由变电站前端的设备采集编码，并将编码后的数据通过计算机网络传输到监控中心。监控中心接收编码后的视频、音频数据，进行集中统一的监视控制，存储和管理。事实上，站内值班和巡视主要靠耳朵和眼看来发现异常。因此可以借助自动化、多媒体和现代通讯技术将变电站的图、声、温度信息引入集控站和调度中心，方便地进行看得见，听得到的“远方值班”和“远方巡检”。为此，作为传统四遥功能的完整性和可靠性的补充，一些电力科技人员提出应当增加第五遥：遥视。远程网络电力图像监控系统的实施为实现变电站/所的无人值守提供了可能，从而为推动电力网管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。

二、图像监控系统硬件结构
 
变电站远程图像监控实时监控系统是由监控主站，若干个受控子站和查询终端，经现有通讯网构成的分布式图像信息系统。子站可设1－32个工业摄像头，（多于16个摄像头时可增加矩阵控制器）并能够根据现场需求情况随意选配云台、三可变镜头、球形摄像机、音频头以及其他报警信号传感器等附加设备，负责本地图像信息的采集和处理，经通信网将必要的信息发送到监控主站及监控终端，并接受控制，也能进行本地控制；监控终端接收各个子站发送的监控信号，对监控子站进行控制或查询信息。变电站远程图像实时监控系统通信网是由计算机局域网、光纤或无线、卫星等组成。 
  
 
变电站远程图像实时监控系统包括监控部分及周界防护部分和防火报警部分等组成。
室内根据需要可安装N套摄像机（配全方位云台，或吊装快球）安装在主控室、高压室、组合电器室等。
室外根据需要可安装N套摄像机（配全方位云台，或吊装快球）安装在一次设备区等监控设备运行状态。
    安装红外对射探测器进行变电站最外层的防护，防止非法人员翻墙或其他方式进入变电站（可配合快球摄像机的告警联动）。
    安装双签探测器进行第二道防护，防止非法人员进入变电站控制室、高压室等。
安装烟雾报警器防止设备着火时进行告警。
 
三、图像监控系统功能
 
3.1图像监视功能
①监视本变电站的户外场区的环境，包括出入门/道路/和设备区，主控中心、各终端都能远程监控变电站的图像。
②监视本变电站的户外电气设备，如主变压器，开关，刀闸等各类高压电气设备，尤其是能清晰监视每路开关与刀闸的分合状态，闸刀接头的接触完好情况，主变压器油位指示，档位指示等。
③监视本变电站主控室及各继保室内环境和运行设备。
④能自动或手动实现变电站内任意摄像机以及预置位画面的快速切换和调用；
⑤提供多种录像模式：系统实时滚动录像、系统定时录像、手动录像和报警录像。任一终端都有数字录像功能，可连续录像，事故分析；或报警自动录像；或定时录像；根据多种方式进行录像检索，方便对历史录像的查寻；可专门指定一录像服务器按指定的方式进行录像。
⑥图像抓拍功能：可拍摄屏幕上显示的活动图像、静止图像，存入磁盘或通过打印机输出。
⑦自动巡视功能：可选择加入自动巡视的前端、前端摄像机，并可设定巡视时间，进行自动图像巡视。
⑧多个监控终端可能同时监视同一前端，控制权自动协商。
⑨一个监控终端可以同时监控多个前端，即在计算机屏幕上多画面分割显示，且每个画面的图像实时活动。
　　　
3.2音频信号采集和可视对讲功能
①    在关键电气设备（如变压器）附近装设高灵敏度工业监听头，实时采集设备运行声音，用于设备运行状态监测和故障诊断；
②    可在室内或室外的适当部位安装对讲系统，用于与监控中心和MIS网查询终端用户的对讲；
③    可在室外设置一个扩音喇叭，用于监控主站向受控子站现场喊话。
3.3报警功能
①环境参数变化的报警：包括室内、室外环境及设备的温度、烟雾浓度（烟感）、非法入侵信号，玻璃破碎探测信号）、水浸和水位信号和人员进出信号（门禁）；
②提供画面异动报警、视频信号丢失报警、控制线缆断线报警以及解码器故障报警等；
③报警预制位功能，对室外设备如主变、开关和现场，以及主控室控制屏上具体信号位置，可在事先根据联动报警信号的不同，设置不同的观察画面。一旦发生事故报警信号，摄像机可根据告警信号迅速旋转到事先指定的位置（球形摄像机）；
④可对受控子站各探测器进行全面或逐个布、撤防，也可根据设定的时间自动布、撤防；发生报警时，能自动连接图像监控中心，传送报警信息和相关图像，显示报警点的具体位置、报警类型，能自动切换至相关图像；
⑤一旦发生报警，立即保留对应报警前后的现场图像和其他状态信息，便于事后进行事故追忆、分析；
⑥子站监控主机能启动特殊功能或联动有关辅助设备，如语音报警提示或声光报警点、启动照明灯光等。
3.4控制功能
①监控主站能对能对任一变电站的摄像点进行控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦、和预置位等的调整并跟踪重要场景
②能控制照明灯光、风机、空调等设备的开关。在夜晚，操作员在选中某摄像头监视设备时，系统应能自动或手动开启该范围内的照明。
③摄像机能自动开启防护罩的雨刷，并能自动清洗防护罩的灰尘，减轻维护量。
3.5自诊断、自恢复功能
①具有掉电自动恢复和软、硬件故障自启动功能；
②通信干扰及误码实时监测和数据传输自恢复功能。
③远程可进行重新启动、修改设置、软件升级、远程维护等功能。
3.6系统联网功能
①监控主站网络上的多媒体数据服务器能够向授权用户提供WEB浏览服务。
②与变电站综合自动化系统或集控站SCADA系统联网，实现电气状态量与图像监控系统间的操作、报警联动功能。
③与MIS网联网，MIS网络上任意授权用户利用IE浏览器，即可随时调出变电站的实时或历史运行画面。
④    采用组播方式向MIS网转发视频数据，从而最大限度降低网络数据流量，增加MIS网上可浏览变电站图像的用户。
⑤    与INTERNET联网，采用点对点图像传输模式突破路由器限制，实现INTERNET任一节点能够进行远程图像监控。
3.7系统安全功能
①系统提供健全德用户权限管理，最大限度地保证主站和各子站系统运行德可靠性和操作的安全性。
②对网络信号进行加密，最大限度保证开放系统的安全性，防止黑客的非法入侵 .

四、图像监控问题
 
①各个厂家的图像监控系统因技术保密等因素，造成大多数电业局各个厂家的图像监控不能联网，只能成立各自图像监控的网，需要技术、物资等部门的综合考虑。
②图像监控技术现在是刚刚发展，很多技术尚不成熟完善。
③需要进行专业培训，才能更好的进行图像监控日常维护。
④需要建立完善的制度。
 
五、结束语
 
电网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展，通过电力通讯的优势，实现电力图像监控系统是电力企业现代化管理的重要途径。图像监控系统是以上管理手段的进一步补充和完善，称为遥视。在变电站运行时可能出现一些异常的危险等，图像监控的存在是尽量为变电站设备减少损失，在电气设备事故、外力破坏、防火、防盗、防违章等能起到有力的保证，提高劳动生产率，增加经济效益，保障变电站设备的正常运行，是实现变电站无人值守时的重要保证。