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變電站監控系統范文1
關鍵詞：一體化監控系統 智能變電站 數據通信網關機
中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）05-0016-02
我國智能電網建設具有自身結構的特點，它涉及到輸電、發電、配電、變電、調度、信息通信以及用電等環節，建設智能變電站屬于變電環節，它的整體化建設水平會在很大程度上對智能電網總體高度進行影響。智能變電站的試點工程的建設工作正在逐步推進，許多新設備、新系統、新技術在智能變電站中投入應用，盡管在相當大程度上提高了整個變電站總體智能水平，同時也隨之出現全站投入增多、設備加量、系統變多、信息溝通困難等很多問題。
1 需求分析
1.1 變電站的需求
（1）系統集成需求的智能變電站建設階段，隨著眾多設備增加以及功能不斷加強，一系列新系統也隨之出現，像智能輔助系統、狀態監測系統等新系統，結果是智能變電站的內部許多個監控系統同時并存，這使得變電站的運行人員工作量巨大，同時相關的設備系統數量也大大增加，使建設變電站的總體性投入大大增加。
（2）變電站的內部存在著多套系統這使運行管理工作面臨新問題。就設置監控系統最開始的目的來說，就是要監視電網運行過程中所產生的實時性信息，控制操作相關設備。就目前才說，智能輔助控制系統、狀態監測系統都不屬于我們所說的電網實時監視范疇，如果變電站的管理人員要獲得相關設備實時狀態信息就要更換新的監控平臺來解決，這極大地阻礙了運行維護工作的進行。
（3）智能變電站的一個突出性特征就是高級應用功能，這些功能能夠體現出變電站的智能化水平。變電站全景數據是大部分高級應用分析處理的功能基礎。比如就智能告警來說，傳統數據采集與監控系統僅能告知二次設備動作或故障信息；在智能變電站的試點工程整個階段中，智能告警水平也只局限于一次設備與保護測控裝置，只有故障原因是分析結果中能提供給我們的具有價值的信息。只這些信息遠遠不能達到變電站的需要水平。智能化變電站智能告警要根據一次設備狀態監測信息、測量控制信息、保護動作信息等進行全面綜合分析，綜合處理一、二次的設備相關信息，給出比較清晰明確全面的結論，提供參考數據指導監視人員，幫助其迅速判斷故障類型以及產生的原因。
1.2 調度中心的需求
智能電網正在不斷發展建設過程中，調度中心的各項高級型應用功能要成功實現就需要使用變電站來提供給它更多高品質、高質量全景數據來實現。國家電網公司曾經提出了“大運行的”建設要求，這使得調度中心正對變電站產生更加強烈的需求。
當前變電站上送數據全部要經過調度中心的數據校核過程，以此來保證能給調度控制決策提供可靠、準確的數據。但數的源頭是變電站，如果能將數據校核在源頭上實現，就不但能夠及時的檢測出測控設備在運行狀態過程中的異?，F象，同時也能將預警提供給調度中心，最重要關鍵的是，這還能使調度中心進行數據處理帶來的工作量大大減少。在智能變電站的信息量正大量快速增長的情形下，對這種功能的需要變得非常迫切。
智能電網正在快速發展建設中，這就要求調度中心具有監視管轄范圍全部變電站的功能，這種功能不要求所有的變電站都需要把站內信息給調度中心上送，而是當調度或者調控中心要查看信息時，變電站要能夠實時的將全站的信息進行上送。這就是說當調度或者調控中心遠程瀏覽來查看各個變電站的時候，調度或者調控中心在這時就像是變電站監控系統，它能夠監視站內各個設備運行狀態以及各個系統運行狀態。線路間隔方面，不但可以調閱一次設備臺賬信息，如動作記錄、投運日期以及生產廠家，還可獲得二次設備廠家信息，如設備型號、廠家名稱，可以保證故障發生之后，能夠全面而快速地獲取到故障設備相關信息，給調度運行者提供參考和指導。這種要求是當下情況智能變電站監控系統不能實現的，這就迫切需要有一套新系統有力支撐調度工作。
1.3 生產管理系統的需求
智能電網正在飛速發展，這就使生產管理系統對智能變電站監控系統提出了新要求，特別是對一次設備的狀態監測提出了更高要求。生產管理系統根據需求靈活配置狀態監測設備的上送間隔和采樣頻率，生產管理系統在安全Ⅲ區，但是狀態監測系統在安全Ⅱ區，只有使用專用網才能實現兩者間的通信，同時要保正和電力二次系統信息安全分區的必要要求相符合。
生產管理系統同時具有設備運行和維護的功能，在設備檢修和維護時具有操作票管理和工作票管理、變電站內部設備的臺賬信息維護、定值單管理等功能，這些都可以在智能變電站的內部進行實現，實現其與變電站協同互動效果，進而替代人工開票、人工操作的流程，使變電站智能化總水平切實提高。這些功能都是目前情況下智能變電站監控系統不具有的，所以迫切需求開發新監控系統來實現功能。
2 系統范疇
一體化的監控系統按照全站信息共享的標準化、通信平臺的網絡化、信息的數字化基本要求來實現的，通過系統的集成優化來實現全站信息統一性接入、統一性存儲以及統一性展示，是一些功能得到實現，例如操作控制、運行監視、綜合信息的分析和智能告警以及運行管理與輔助應用等。
智能變電站二次系統自動化體系由一體化監控系統和輸變電輔助設備、設備狀態監測、時鐘同步和計量等一起構成。監控系統在縱向貫通著調度和生產等一些主站系統，在橫向上聯通著變電站內的各個自動化設備，是體系結構中核心的部分。這個系統能采集站內的電網運行實時信息以及二次設備運行狀態的信息，經過標準化接口和輸變電設備輔助應用、狀態監測、計量等功能進行交互信息，使變電站全景數據采集、全景數據處理、全景數據監視、全景數據控制、全景數據運行管理功能得以實現，邏輯關系下圖1所示。IDE是智能電子設備，PMU是相量測量單元。
如（圖1）所示，該系統不包括建設變電站的內部全部設備，卻要接收在站內的所有設備信息。傳統SCADA系統牽涉到的電網運行設備實時數據采集、數據處理和數據監視仍然在該系統范疇內。新增加的計量系統、狀態監測系統以及輔助應用系統等不在一體化的監控系統建設范圍之內，這就是說在變電站設備招標的建設環節中，這些系統可以進行獨立招標和建設，其信息要上送給一體化監控系統，或者在該系統需要時能采集到。這樣不僅清晰地將一體化監控系統范疇明確化，同時也和智能化變電站正在運行的管理體制以及模式匹配起來，可操作性較好。
3 系統新型設備
3.1 綜合應用服務器
這種服務器可以實現和狀態計量、監測、消防、電源、安防以及環境監測類設備的信息通信，綜合分析以及統一展示之后，進行一次設備的在線監測以及輔助設備運行控制、運行監視與運行管理工作。使用綜合應用服務器接入站內的輔助應用、狀態監測等信息，進一步實現對它的監視、控制和操作。一定程度來看，這種服務器相當于站內監控主機的功能，能輔助實現非即時和準實時的數據接入與處理，并且這種設備承擔向其他的主站系統進行數據傳輸的服務。
3.2 數據通信網的關機
這是一類通信裝置，是用來實現智能化變電站和生產、調度主站系統間的通信活動的，主站系統在其幫助下能夠具有為智能化變電站的遠程瀏覽、信息查詢以及監視控制等功能去提供模型、圖形和數據的傳輸服務功能。要達到信息安全分區要求，這種通信裝置根據不同分區分成3種類型，分別是Ⅰ區數據通信網關機、Ⅱ區數據通信網關機和Ⅲ/Ⅳ區數據通信網關機。對Ⅰ區數據通信網關機來說，其功能相當于傳統的變電站中總控裝置部分，具有變電站的內部進行實時數據傳輸的功能。Ⅱ區數據通信網關機可以使變電站的內部的非實時或準實時的數據進行傳輸，例如狀態的監測和輔應用等。Ⅲ/Ⅳ區數據通信網關機可以與其他的主站進行信息傳輸工作。安全分區之內的數據通信網關機，功能角度來分析是相同的設備，因為分區不相同，承擔的功能也變得不同。此裝置和傳統型總控裝置還有一個典型的區別，它具備讓調度中心這類主站系統進行監視控制、遠程瀏覽和信息查詢的功能，調控或者調度中心這類主站系統能通過數據通信網關機進行變電站的內部操作、控制和監視。
參考文獻
[1]卿小毅.智能變電站一體化監控系統設計方案研究[J].中國新技術新產品.
變電站監控系統范文2
【關鍵詞】變電站 自動化監控系統 設計
在經濟社會快速發展過程中，社會各行各業對電力需求量逐漸增大，對供電安全可靠性也提出了更高的要求。變電站是電力系統中的關鍵環節，加強對其有效的監控，能夠提升電力系統運行安全?；诖?，加強對變電站自動化監控系統設計的研究具有十分現實的意義。
1 變電站自動化監控系統概述
在國家電力建設改革過程中，對電力系統改造提出了兩點要求，第一，盡可能減少投資，提升建設效益，保證電力系統整體的運行水平；第二，確保電力系統運行的安全可靠性。變電站作為電力系統中關鍵的環節，與電力經濟效益、安全運行息息相關。計算機技術、電子技術、通信技術等不斷的發展，為變電站實現自動化監控提供了技術基礎。變電站自動化監控系統就是運用這些技術，通過有效的設計，在硬件設備以及軟件程序的共同支撐下，對變電站運行情況進行實時監控，保證變電站運行的安全性，對電網綜合自動化發展做出巨大的貢獻。
2 變電站自動化監控軟件開發
現階段，程序設計方法多種多樣，但以模塊化程序設計與面向對象的程序設計為主，將兩者有效地結合起來，形成一套完整的變電站自動化監控系統開發模式。變電站自動化監控系統一般使用后臺軟件，結合模塊化和面向對象的程序設計方式，基本上確定了后臺軟件應有的功能，由這些基本功能構成系統的主要特征。采用模塊化程序設計的方式，將后臺軟件分為若干個子系統，包括數據庫管理系統、報表系統、通訊系統、主控程序等等，每一個子系統由簡單的數據關系構成，容易建立模型。因此，在具體的軟件開發設計中，一般采用分層分析設計以及線程技術方法。
2.1 分層分析設計方法
根據變電站業務處理、控制流圖以及數據流圖等，明確后臺監控軟件的主要層次，即數據處理層、通信層、應用層、數據存儲層等，利用分層分析設計方法，逐層進行分析與設計，對層與層之間的接口進行明確規定，降低開發的難度，提高數據接口的兼容性以及移植性。
2.2 線程技術方法
以線程技術為主的變電站監控主站，能夠利用不同的線程完成不同的任務，合理區分線程的優先級別，就能夠完成實時性不同的任務，提高了變電站監控系統中數據處理效率，保證各項緊急任務發生后系統的響應速度。
3 變電站自動化監控軟件的構成
變電站自動化監控軟件的構成分為三個部分，即底層數據服務器、中間層數據庫以及高層應用程序。
3.1 底層數據服務器
該層具有數據處理以及通訊兩種功能，能夠接收到RTU采集的實時數據信息，包括變電站運行的狀態量、模擬量以及時間順序等等，同時還能夠向高層程序層的RTU發送控制命令，并顯示源碼數據。對原始的數據進行有效的處理，形成實時數據，并及時傳輸到中間層數據庫中，提供給應用軟件使用，確保信息的實時性。
3.2 中間層數據庫
中間層數據庫主要是面向應用程序，具有系統功能分析，是整個數據信息結構的核心，能夠為高層應用功能模塊提供各種有用的數據信息。根據系統性能的不同，將數據庫分為實時數據庫、參數數據庫、歷史數據庫以及輔助數據庫幾類。
3.3 高層應用程序
高層應用程序具有多個功能，包括監視功能、遙控遙調功能、數據采樣計算處理功能、打印功能、接線圖編輯顯示功能、報表功能、參數管理功能、人機接口功能以及系統安全維護功能。該層的應用程序，能夠將變電站運行的實時數據信息進行處理，并對數據庫信息進行監測，發現異常情況就會發出警報，并做好備份工作。對相關的數據信息、報表等還能夠進行打印，為系統設置、維護等提供配套的參數管理，根據用戶操作內容的不同，設置有效的權限管理。
4 變電站自動化監控系統軟件結構設計
在變電站自動化監控系統后臺軟件設計過程中，考慮到數據功能的組合與分散，系統通訊以及數據處理功能都是為高層應用程序提供有效的數據，如果將兩者分開，必會影響數據處理的時間，也會增多數據傳遞時間，將處理過程復雜化。所以，一般需要將通訊與數據處理功能進行組合，形成一個獨立的功能模塊，我們稱之為數據服務器，兩者的組合能夠節約數據處理時間，提高系統整體的效率。同時，數據庫管理、報表功能、數據存儲功能、遠動功能等功能之間數據聯系較少，獨立性較強，可以實行分散，盡可能使其與應用數據發生聯系，形成以數據為中心的功能結構，便于系統操作和維護。
值得注意的是，在變電站巡檢操作人員操作設備過程中，在主控室操作后，又必須到現場查看并驗證一次設備的實際位置，如果操作項目多的話，過程反復又浪費時間，自動化的程度還有待提高。假如操作人員在主控室或調度室就能查看一次設備的運行工況，則會大大減少操作人員的勞動量和時間。所以，未來的趨向將是在一次設備附近裝設視頻和聲控系統，通過遠動和通信系統進行數據采樣和傳輸，運行操作人員在遠方就能對設備的運行工況及狀態變化情況了如指掌，同時又減少與高壓設備危險接觸的不定因素。但就目前而言，大部分人員計算機技術能力有待提高，只能進行簡單分合閘操作以及線路改命名等簡單的數據庫編譯工作等，遇到復雜問題仍需向廠家求助，這一問題需要后續解決。
5 總結
通過上述分析可知，隨著社會經濟快速發展，電力事業改革工作正如火如荼地進行中，各行各業對電能的需求量不斷提升，給電力系統運行的質量提出了更高的要求。變電站是電力系統中關鍵的組成部分，是輸電系統中關鍵環節，在信息技術、通信技術、計算機技術等的發展過程中，我們要通過合理的設計，建立變電站自動化監控系統，對其運行進行有效的監控，保證變電站運行的安全與穩定。
參考文獻
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變電站監控系統范文3
[關鍵詞] 變電站 電力系統自動化 圖像監控系統聯動控制
隨著無人值班變電站技術改造的不斷發展，電力系統自動化程度已有了很大提高，已實現了對遠方變電站遙測、遙信、遙控、遙調即“四遙”功能。遠程圖像監控系統是對“四遙”的進一步補充――“遙視”，它能監視并記錄變電站的安全以及設備的運行情況，監測電力設備發熱程度，及時發現、處理事故情況，有助于提高電力系統自動化的安全性和可靠性，并提供事后分析事故的有關圖像資料，同時它還具有防火、防盜等功能。因此越來越多的供電公司把遠程圖像監控系統作為自動化變電站管理的新手段。
1 圖像監控系統的發展過程和趨勢
圖像監控一直是人們關注的應用技術熱點之一，它以其直觀、方便、信息內容豐富而被廣泛應用于許多場合。隨著電子技術與通信技術的發展，圖像監控系統的發展大致經歷了3個發展階段：
(1)在20世紀90年代初及其以前，主要是以模擬設備為主的閉路系統，稱之為第一代視頻監控系統，即模擬視頻監控系統。
(2)20世紀90年代中期。隨著計算機處理能力的提高和視頻技術的發展，人們利用計算機的高速數據處理能力進行視頻的采集和處理，從而大大提高了圖像質量，增強了視頻監控的功能。這種基于多媒體計算機的系統稱之為第二代視頻監控系統，即模擬輸入與數字壓縮、顯示和控制系統。因為核心設備是數字設備，因此稱之為數字視頻監控系統。
(3)到了20世紀90年代末，隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高，以及各種實用視頻信息處理技術的出現，視頻監控系統進入了全數字化的網絡時代，稱之為第三代視頻監控系統，即全數字視頻監控系統或網絡數字視頻監控系統。第三代視頻監控系統以網絡為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以職能實用的圖像分析為特色，引發了視頻監控行業的技術革命。
隨著網絡的發展和數字圖像處理技術的提高，圖像監控系統也在朝著多媒體化、網絡化、智能化的方向發展。
多媒體化：隨著數字信號處理技術和運算能力的提高，使得進行實時的復雜數據處理成為可能，從而為消除了不同信號之間的本質差異和多媒體技術的發展掃清了道路，也為監控系統向多媒體化的方向發展提供了保證。
網絡化：隨著計算機網絡尤其是基于TCP/IP的internet、intranet的飛速發展，基于IP的多媒體通信技術也日趨成熟。隨著網絡設備帶寬的增加，監控系統所要求的實時性也已經能夠較好的滿足，利用已有的網絡資源，實現遠距離實時監控以成為現在監控系統發展的熱點。
智能化：由于現在許多監控環境都是在無人值守的環境下，特別在電力系統的特殊領域，在監視終端發生異常時，能夠自動的報警，并且在和遠動信息提取系統聯系起來后，當有開關量發生變化時能自動的觸發其監控和錄像功能這些都要求監視系統具有一定的智能處理能力。
基于變電站的監控的實際情況，開發具有網絡化、智能化的多媒體圖像監控系統，才能符合變電站綜合自動化發展的要求。
2 圖像監控系統在電力系統自動化中的重要地位和意義
隨著電網管理的逐步現代化，保證供電系統的安全運行已經成為電力管理部門的首要任務。在“四遙”的基礎上增加“遙視”功能，實現無人值守變電所的遠程圖像集中監控，使領導和值班員可以在計算機上實時監控遠程變電所設備的運行情況、操作的執行情況，預期故障發生、迅速排除故障、處理突發事件。同時可避免傳統“四遙”系統誤發信號引起的誤判斷，提高了故障診斷信息冗余度，這種先進的管理手段是對傳統變電所自動化技術的有機補充，是自動化集成技術的新成員。目前，國內許多地區電力通信網的建設取得了很大的進展，基本上實現了數字化通信。采用光纖、數字微波、網絡或無線擴頻等通信方式，信道帶寬和信道質量明顯提高，為變電站遠程數字圖像監控系統提供了必要的通信傳輸條件。而且目前廣泛采用的基于廣域網的網絡傳授，各變電站之間、變電站與主控站之間的距離不受限制，可以進行遠程監控，并且根據權限分配，各站可以相互監控，共享圖像數據資源。比如遠程圖像監控在變電站中實施，它具體上可以實現：
(1)直觀地監視并記錄變電站的設備運行情況，如變壓器油位、風機運行情況、檢查刀閘、壓板位置等；
(2)部分代替運行人員的日常巡視工作；
(3)在工作人員無法接近設備或惡劣天氣情況下，對設備及環境進行監視；
(4)監控變電站操作、檢修員作業情況，配合“五防”系統，便于預防人為事故和提供事故后分析的有關圖像資料；
(5)若配備紅外攝像機，還可監測開關刀閘、變壓器等一次設備及接線樁頭的發熱程度，提前發現故障；
(6)具有防范功能，防止外人非法闖入，火災告警；
(7)為遠端生產管理者提供現場作業情況的實時圖像資料。
隨著電力系統自動化水平的提高，作為“四遙”重要補充的遠程圖像監控系統必定會發揮出越來越重要的作用，為保證電力系統安全、穩定、經濟的運行，從真正意思上實現變電站的綜合管理提供了必要的途徑。
3 圖像監控系統的構成及主要功能
3.1 圖像監控系統的基本構成
圖像監控系統主要是運用多媒體數字壓縮和多路復用技術，通過攝像機掃描現場圖像，利用光電信號轉換和多媒體技術，使圖像視頻信號壓縮轉換為數字信號，通過點對點和多點對一點的網絡拓撲方式，以各站間與公司總部現有的光纖信道為傳輸介質，將遠方圖像信號以多路復用的方式傳送到各站的監控計算機及局監控終端。
3.1.1 無人值班變電站子系統
這是圖像監控的終端系統，基本組成由安裝在變電所終端的設備主要由攝像機、雙向音視頻采集終端、報警探頭、音頻設備、輸出控制設備以及必要的網絡設備等組成，主要完成對圖像信息的采集、壓縮編碼及發送。
3.1.2 變電站監控子系統
該系統主要安裝無人變電站站端，由雙向音視頻監控終端、音頻設備、可視對講設備、報警提示錄像設備及相應的輔助設備等組成，完成對圖像信息的解壓接收，實現在站內進行設備遠方操作時對設備狀態的實時監控。
3.1.3 主監控子系統
該系統由系統主站端、監控中心、局領導辦公室以及相關處室等組成，主要實現對所有變電所的總體監控。其中的配置分別為：
(1)主站端：圖像系統服務器、雙向音視頻監控主機、可視電話對講設備、路由設備及一些必要的網絡組件等。
(2)監控中心：雙向音視頻監控主機、可視電話對講設備、報警錄像設備以及報警語音提示設備等。
(3)公司領導辦公室以及相關科室：在領導及相關科室計算機上，安裝相應的圖像軟件、圖像解壓卡以及可視電話對講設備等。
3.2 圖像監控系統可實現的功能
3.2.1 監控功能
在監控主站上能靈活、方便、清晰、實時地監視任一路攝像機的畫面，并對其云臺和鏡頭進行控制，還能對現場進行監視。
3.2.2 遠程指揮與雙向通信功能
監控中心和公司領導能方便的同遠方變電站實現雙向通信工程，方便監控中心和公司領導對站內現場作業的監督或指揮，特別在應急事故搶修過程中，現場人員向公司領導匯報現場情況等。
3.2.3 報警功能
當接收到前端點傳來的報警圖像時，發出聲光警報，提醒值班人員注意；并將畫面自動切換到報警區域。
3.2.4 顯示功能
監控中心主站可多屏顯示，顯示方式可自動輪換顯示，也可凍結一屏，單獨對另一屏進行顯示操作。
3.2.5 錄像功能
系統應采用大容量硬盤數字錄像。所錄圖像可用視頻播放軟件回放并要方便查找、管理和處理播放。當系統接收到前端站點傳來的警報，能自動啟動錄像功能，記錄報警區域圖像。當報警區域不只一個時，能自動分割畫面記錄。
3.2.6 安全功能
系統設計有嚴格的操作密碼保護機制，防止無關人員對系統的隨意操作。
3.2.7 管理功能
系統具有工作日志自動記錄功能，可記錄系統運行過程中發生的重大事件，如開關合閘與開閘的時間、發生報警的位置和時間、對前端站點進行查看的用戶以及其它各項管理等。
3.2.8 打印功能
可設置定點打印相關報表、告警打印、屏幕拷貝打印和其它操作、監測情況的打印等。
3.2.9 數據交換功能
具有開放的數據接口，并能方便地與M1S系統、管理系統、SCADA系統進行數據交換。
4 遠動圖像監控系統的探討
4.1 遠動圖像監控系統的組成
通過一定的通信通道完成對本地或遠方終端的數字圖像監控，用戶可以將遠端視頻信號壓縮編碼后，通過信道傳送到主控中心，再經過解碼后即可顯示遠方監控現場的圖像，通過客戶端對現場進行監控。現在變電站的自動化系統已經相當完善，對于站內設備開關量的變化及設備的狀態的改變等信號都能夠通過自動化系統網絡傳輸到終端計算機供調度人員或遠方操作人員判斷設備狀態的改變，同時這些數據自動存儲到終端計算機的數據庫中，若利用開關量的變化自動觸發相應位置的攝像頭，使遠動系統與圖像監控系統實現“互動”，解決電力系統遠動信息與圖像監控系統的聯動問題，以遠動信息中提取的系統變化的關鍵信號為觸發源，實現事故和開關變化的自動畫面切換與錄像功能，從而更好的為電力系統服務。
4.2 遠動圖像監控系統的工程設計
為了使系統的能夠正確的按要求運行，除了硬件連接外，還需要監控終端軟件的控制，在軟件部分主要實現：
(1)向圖像服務器發送連接請求，并與之建立通信；
(2)實現遠動信息映射并進行判斷，發出監控觸發信號：
(3)向控制臺發送控制命令，使之完成相應的動作，如云臺鏡頭狀態的改變；
(4)接收成像設備的圖像數據，并實時顯示或存儲，以及多路圖像的切換；
(5)接收系統的報警信息，觸發報警設備。
遠動圖像監控系統是為了解決電力系統遠動信息與圖像監控系統的聯動問題，以遠動信息提取系統報警功能，從而更好的為電力系統服務。為了實現一次的信號為觸發源，實現事故和開關變化的自動錄像及設備與圖像監控系統的聯動控制，需要解決以下幾個問題。
(1)建立攝像機與監控地點的對應列表：若一臺攝像機對應多個監測點，還需設定云臺控制角度與監控地點的位置對應關系表。
(2)建立遠動信息與實際設備地點的對應列表；
(3)讀取遠動信息，分析判斷信息，選取開關量及無功裝置投切等狀態變化信號；
(4)發出錄像、監控開始信號，選取相應攝像機進行錄像，錄像的時間可在服務器端預先設定；
5 結束語
在高效的計算機網絡系統的基礎上，圖像監控系統作為電力系統遠動系統的重要補充，可以實時監控遠程變電所設備的運行情況、操作的執行情況，預期故障發生、迅速排除故障、處理突發事件，為供電系統的安全運行提供有力保障，從真正意義上實現變電所無人、綜合、安全的電網現代化管理。結合電力系統自動化系統，利用自動化控制中心收到的開關數據及報警信息，經過軟件處理產生可自動控制遠方攝像機動作與監控中心的錄像與報警程序，實現圖像監控系統與遠動系統的聯動控制，將更大的發揮圖像監控系統在電力系統中的作用。
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變電站監控系統范文4
關鍵詞 電力監控；智能變電站；監控系統
中圖分類號TM63 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）122-0123-02
基于計算機技術和通信技術以及網絡技術的發展，世界各國都在大力加強發展智能變電站。目前，中國也把智能變電站歸入了重要規劃。電力監控系統的功能十分強大，在智能變電站中的應用十分廣泛。利用電力監控系統大大提高了智能變電站的管理水平，提高了管理的效率和智能變電站中的安全性，大大降低了事故帶來的損失，也減少了變電站及電網管理運營的成本，很大程度上提高了智能變電站及電網管理的智能化水平。
1 電力監控系統的概述
電力監控系統也簡稱為SCADA系統，在控制中心OCC中，有對供電系統進行集中管理、調度、實時控制以及數據采集等功能。充分利用遙控、遙信、遙測和遙調四個功能，對供電系統設備的運行具體情況進行實時監控。更重要的是可以將供電系統出現的各種事故、報警事件等掌握在內以及找出最佳的解決方法來處理這些事情。在電力監控系統的后臺工作站中，還有數據歸檔與統計報表的功能，這樣方便供電系統管理，減少管理方面的麻煩。
從20世紀90年代末至今，伴隨著計算機技術和網絡技術以及通信技術的迅速發展，基于計算機科技發展的電力監控系統發生了很大的變化。例如微機保護產品、調度自動化產品和當地的基礎自動化等?？偟膩碚f電力監控系統就具有以下一些功能：電網安全監控、電量和非電量的監測、系統參數自動進行調整、中央處理信號、電壓無功綜合監控、電能自動統計報表、事故提醒、自動記錄事故處理全過程，通過微機控制實現保護蓄電池以及微機遠動一體化等功能。電力監控系統為推行變電所無人值班方面的工作提供了強大的技術支持。
2 常規電力監控在智能變電站中的應用
2.1在智能變電站中，電力監控系統對配電室內的二次設備進行智能化的改造
在安全自動化設置裝備、傳統測量儀表、操作控制、信號系統等。其在建筑設備自動化管理系統、網絡通信系統、辦公自動化管理系統、事故發生自動報警系統等，有自動化系統間相互通訊和信息共享功能。避免了傳統常規的人工電力管理，可以通過計算機網絡進行電能的測量、監控、采集信號、事故處理和超負荷控制，輕易就可以使智能變電站中的配電管理更加清晰明了，大大提高了配電系統的系統性、安全性、可靠性和管理水平。電力監控系統可以方便和智能變電站中的其他系統和通信設備進行通信聯系，具有良好的開放性能。例如：在一個大型的小區中采用智能化設計，小區的總體面積比較大，有很多建筑物，有廠房、辦公用樓、辦公宿舍和飯堂等。園區中有裝有一些大型空調、動力電源、安全設備等裝置。在電力監控系統中，共有5個10kV的變電站，每個變電站有兩臺10kV/380V的變壓器，采用兩進線一母聯結構，每個變電站內有低壓饋出線80多條。提高小區智能變電站的管理水平，采用了電力監控系統，可以將全系統分為5個小工作站和1主監控中心，主要的通訊網采用100mTCP/IP光纖以太網，小站內的現場監控層使用Modbus 總線通訊。
2.2在智能變電站中，電力監控系統中的數據采集
電力監控系統在設計中提出對遠動數據通道的技術方面的一些要求，主站監控系統的基本功能和主要設備的基本功能有：實現對遙控對象進行遙控，遙控方式包括以下三種，分選點式、選站式和選線式控制；實現漢化的屏幕畫面、模擬盤顯示和其他方式顯示，以及事故處理記錄信息的打印；實現電能統計，日月報表的打?。粚崿F系統自檢功能。
在數據采集方面，開關量的采集中，可以收集隔離開關狀態，運行報警信號，斷路器狀態、接地狀態燈信息。電流監控系統會對模擬量進行采集，如對各段母線電壓、電流和功率、頻率信息進行采集。模擬量有交流采用和直流采用兩種方法采集方式。電力監控系統還會對電能進行計量，通過對有功電能和無功電能的采集。而電力監控系統是利用軟件計算和電能脈沖計量的方法。軟件計算是指運用交流的采用方式，數據采集系統得到的電流、電壓、功率值，利用軟件計算得出無功電能和有功電能。電能脈沖計量法是指利用機電一體化的電能表或者脈沖電能表。利用電力監控系統來實現對智能變電站物配電系統的整體全面管理。這樣極大的提高了智能變電站的管理水平和安全性，避免傳統方式中需要更多的人力物力，減少了火災事故帶來的重大損失，還大大降低了小區管理工作中運營的成。通過電力監控系統的合理運行，提高了小區智能變電站管理的智能化水平。
3 電力監控系統的使用價值
在智能變電站中，使用電力監控系統，可以降低運營的成本，提高管理的效率，減少事故帶來的損失。例如，幫助用戶方便快捷有效管理現有的資源和用電的負荷，這是減少設備運行和電能消耗方面支出的有效方法。通過一些數據分析，使用電力監控系統，可以監督用戶合理有效地充分利用設備，減少添加多余的設備，盡量避免了大量資源的浪費，從而做到節約大量投入資金。在減少損失方面，在發生重大事故前，監控系統會提前發出事故的提醒，因為系統會發現潛在的故障，這樣可以避免事故的發生，就算發生一些事故，系統有自動跳閘功能，可以將損失降到最低。其次，系統發現潛在的故障，可以大大降低設備維護的費用，延長設備的使用壽命。
變電站監控系統范文5
摘要：變電站全面監測分布式集中控制
0引言
無人值守變電站要求對現場進行全面的監控。目前，我國電力系統普遍采用的是SCADA系統實現“四遙”功能，但僅此還不能滿足生產現場完全無人化和充分保證變電設備平安運行的目標，因為站內現場還存在設備絕緣、環境視頻圖像監控新問題，解決例如防火、防盜、防止設備絕緣劣化、發熱過度等實時監視，這些新問題使得建立全面的變電站遠程監控系統成為當務之急。
經過調研發現，國內對變電站現場狀況的監測，基本只針對某個獨立單元系統，如電氣指標監測，電視監控、絕緣在線監測、防火防盜監控等，并上傳至局生產管理部門。這些僅僅依靠某一、二項監測結果去了解變電站的狀況往往是片面的，不足以讓后方的生產管理人員實時、全面地把握變電站現場狀況，更不能依靠某一項監測結果對現場進行及時處理，令已經投入的監測系統不能充分發揮應有的功能，導致事倍功半。即便安裝了較多項目的監測系統，但各個系統互不兼容，操作繁瑣，往往集成度不高，一樣達不到理想的監測效果。
經過研制開發的一套具備全面監測項目內容的變電站綜合一體的現場監控系統，將變電站監測推向全面化，使得變電站無人值守成為可能。
1主要研制目標
系統結構模塊化，由電視、火警和保安監控子系統、設備狀態紅外監控子系統、電纜防火、高電壓絕緣在線監測等子系統組成，某些成熟的子系統可直接引進，然后，利用主控系統將各個系統利用軟硬件接口集成在一體，統一協調管理，可大大縮短研制周期，并且保證某個系統的升級，不影響其他子系統和主機系統的運行。
(1)系統采用分布式集中控制技術，把一個變電站分成幾個報警區域，每個報警區域由一臺分級控制器負責區域內的所有報警控制、設備控制。分級控制器再通過數據線和矩陣主機相連。矩陣主機和所有的分級控制器只須一對雙絞線連接即可。系統采用分級控制技術，使系統施工、布線和維護簡單方便，系統可行性提高，某一區域故障不影響其他區域。分級控制器采用標準422/485接口，可和變電站其他設備連聯。
(2)設備運行狀態監控?，F有的監控系統，只能監視設備的外部及四周環境，無法監測設備的運行狀態，只能在被監視設備發生嚴重(如起火冒煙、外部變形等)情況下報警，無法將被監視設備發生故障消除在萌芽狀態。因此，要做到真正意義上的無人值守變電站，必須采用紅外熱像儀，完成對變電站主要工作設備(主變壓器、電容器、開關等)的運行狀態監控，及時發現設備故障，及時報警。
(3)電纜防火系統使用纜式定溫探測器對電纜溫升進行報警，大大優于傳統的溫度、煙霧探測器只能起到事后報警功能，無法早期發現故障隱患。
2系統主要結構
GD3000變電站監控系統由監控前端、現場主機工作站、通信網絡和后臺監控中心組成，基本結構如圖1所示。
圖1GD3000變電站監控系統結構圖
2.1監控前端和現場主機工作站
監控前端由各類監測傳感器、攝像機、紅外熱像儀、電纜感溫探測器、防火報警設備組成，監控前端和現場主機工作站組成一套站內系統可單獨工作。
2.2遠程通信網絡
(1)現場主機工作站和后臺監控中心之間，通過VC2000DN編解碼器，光端機采用光纖（E1口）連接，系統工作穩定。
(2)VC2000DN解碼器將2M信號解碼后通過RS-232串口傳輸至監控中心服務器。
(3)后臺監控中心通過監控中心服務器采用以太網交換機，接入MIS網。
2.3后臺監控中心
后臺監控中心一般設在辦公大樓，由系統中心服務器、VC2000DN解碼器、監控客戶終端組成。
(1)硬件設備采用先進的進口設備，確保穩定、可靠和平安，具有強抗干擾能力。
(2)每一個經過授權的客戶終端通過IE瀏覽器即可對監控前端設備進行管理,如實時測量在線各類高壓設備的介質損耗、泄漏電流等，遙控各類攝像機進行環境監控，遙控紅外熱像儀對設備發熱情況跟蹤，接收各類報警消息等。
3系統主要特征
該系統可以完成現場日夜電視監控、高電壓設備絕緣在線監測、電氣設備熱故障紅外熱像實時監控及防火防盜監控，它利用網絡媒介將現場監測系統和局生產調度部門連接在一起，使遠方的生產管理人員對變電站現場狀況了如指掌，為變電站的無人值守創造了良好的前提條件。
(1)系統結構合理、安裝擴展輕松簡捷。
根據電力行業規程，采用開放式結構設計而成，系統配置靈活合理，既可自成體系，又可多級組合而形成監控網絡，各子系統可自由配置組合并實現無代升級；系統自身有很強的可拓展性，和其他系統有較強兼容性。
(2)使用簡單方便。只需登錄上網（局域網）或撥號上網(INTERNET)，均可通過IE瀏覽器對前段變電站設備進行管理。
(3)系統控制面板和圖形界面（GUI）友好。基于WINDOWS系列操作系統的用戶友好界面程序，簡單易學。
(4)高電壓設備絕緣在線監測系統功能強大。高電壓設備絕緣在線監測系統主要用于中型、大型變電站，對主變壓器套管、耦合電容器、電流互感器、電壓互感器、主變壓器鐵心、主變壓器中心點套管、各種避雷器、斷路器等高電壓設備絕緣狀況進行在線監測。主要監測項目有摘要：介質損耗、泄露電流、等值電容、母線電壓、頻率、鐵心電流、零序泄露電流、諧波分析等?？梢宰詣踊蚴謩颖O測上述各量及變化率，進行數據統計和處理，打印其結果或變化曲線，進行絕緣情況的綜合評判。
(5)圖像傳輸速度快、品質高。傳輸圖像分辨率352×288～704×576可調,彩色32Bit,亮度256級，速率25楨/s（PAL制）-30楨/s（NTSC）制。①圖像遠程傳輸硬件壓縮，圖像效果明顯好于軟件壓縮，云臺移動時，圖像仍保持清楚。②局域網接收采用軟件解壓縮，用戶不限。③最新網絡視頻監視壓縮芯，傳送極高質量圖像直接上10/100M以太網，網絡傳輸可達到30幀/s。④網絡視頻傳輸采用最新的IP呼叫方式，只有當視頻服務器接收到網絡連接請示時才響應請求發送圖像，且占用帶寬不超過50kbps，網絡能力強大。變電站的圖像、監測信息、通過光纖2M口傳輸圖像，至供電局監控中心，有關部門在辦公室使用電腦上網即可遠程查看和控制前端設備。變電站的監視圖像、監測信息也可直接上變電站已有的局域網。
(6)紅外熱像故障監測測溫準確。
采用紅外熱成像儀對整個變電站的關鍵部位實施監測和黑夜監視，能夠把握關鍵設備的運行狀態。①焦平面紅外熱成像儀，有線連接，設定工作方式后自動工作。②遠程網絡控制，手動實現視場內熱故障搜尋。③全屏任意點測溫、偽彩色顯示，設定溫度報警，溫度分辨率≤0.1℃。④全數字化存儲，確保圖像數據同現場情況相同。⑤功能強大的分析軟件，自動形成報告輸出。
(7)主動報警、減少損失。
對紅外入侵、煙敏、電纜防火等報警點的設防摘要：可進行任務設防、定時程序設防、人工手動設防，當所設防的點出現報警后，系統可就地進行報警處理，并在前端按權限切換至報警現場的圖像，主動提醒生產管理人員，使各種異常得到及時處理，將損失降到最小，并建立圖像、地點、時間等資料的數據庫供查詢和硬盤錄像。
(8)先進的抗干擾技術。
在變電站強電磁場干擾下，可以保證系統工作穩定，符合GB6833.1中規定的靜電放電敏感度試驗、電源瞬態敏感度試驗、輻射敏感度試驗、傳導敏感度試驗要求。
4經濟、社會效益分析
GD3000型變電站遠程監控系統在泰安供電公司桃園變電站已投入運行，在公司MIS網絡覆蓋的范圍內，各級有關部門的計算機都可以隨時監測變電站現場的情況，在生產管理、調度中發揮了巨大的功能，創造了明顯的經濟效益和社會效益。
4.1經濟效益分析
(1)該系統可以在任何時間、任何地點通過MIS網絡實時、準確地為領導和生產管理人員提供變電站的現場情況，可操縱前臺攝像機進行變電站現場巡視，完全代替運行人員日常例行巡視。
(2)該系統可進行遠紅外測溫工作，遠程操縱帶云臺的紅外熱像儀即可測出變電站關鍵設備的溫度，從而把握設備的運行狀態，減少不必要的檢修工作。
(3)該系統的火警和保安監控裝置可實現對變電站的防火、防盜保護。獨具特色的電纜防火預警子系統可對變電站各種類型的電纜進行感溫監測，一旦溫度達到設定值即進行報警，將異常消除在萌芽狀態中。
綜上所述，經過測算，投入該系統后每年節約不必要的現場檢修、巡視、測溫投入的人工、材料和臺班等直接費用至少達20萬元。
4.2社會效益分析
GD3000型變電站遠程監控系統投入后也收到了良好的社會效益摘要：①提高了供電的可靠性；②提高了電網運行的效率；③提高了配電設備技術水平；④提高了企業現代化管理水平，達到科學管理，合理運營的目的；⑤達到減員增效、提高勞動生產率的目的；⑥改進對無人值班變電站或少人職守變電站隱患的監控能力，提高服務質量，從而提高為用戶服務水平，樹立供電企業的良好形象。
4.3平安方面
杜絕了設備的無依據檢修，從而大大減少了帶電現場的工作量，是減少電力事故發生、實現平安生產“可控、在控”的行之有效的辦法。
變電站監控系統范文6
【關鍵詞】視頻監控；小波變換；變電站
引言
隨著計算機技術、通信技術和視頻技術的不斷發展，對變電站進行遠程視頻監控成為可能。遠程視頻監控系統能監控變電站的安全和設備的運行情況以及提供事故發生過程中的圖像資料。同時它具有防火、防盜等功能。因此變電站遠程視頻監控系統將是自動化變電站的發展趨勢。本文簡要介紹遠程視頻監控系統的基本原理和功能，并對視頻監控的數據處理和傳輸加以分析，實現了小波變換的視頻壓縮方法，消除了現有系統中DCT變換帶來的方塊效應。
1 變電站視頻監控系統的原理及功能
變電站遠程視頻監控系統是將變電站內各監控目標區域內的圖像和環境數據傳輸到變電站的視頻主機。視頻主機對各收集的各種數據進行處理后通過通信網絡傳輸到調度中心和集控站視頻監控中心，運行人員通過監控中心視頻監控工作站對目標區域內進行監視。
遠程視頻監控系統主要由三部分組成：監控中心、通信通道和數據采集。數據采集是采用攝像頭和環境監測傳感器采集環境數據和視頻圖片數據，并對采集的數據進行實時壓縮，其環境數據包括溫度、風力和煙霧等數據。數據采集的設備將放置在各個需要監控的變電站內。通信通道是采用光纖或者互聯網等把壓縮數據傳輸到監控中心，通信通道的帶寬將會影響監控中心的視頻效果，如果帶寬不能滿足視頻數據傳輸的需求，視頻播放將會延時，達不到實時。監控中心將接受到的信息進行處理，探測出變電站的各種變化，給出報警信號，并能自動啟動相關保護設備。當環境和安防監控發生報警時，使工作人員能及時了解現場情況，采取處理措施。
視頻監控系統利用安裝在前端的攝像機等設備將被監控目標的數據傳輸到監控中心，同時通過監控中心控制前端設備的操作。變電站運行人員通過安裝在監控中心的視頻系統可以操作目標區域的設備進行全面監視。具體來說，視頻監控系統功能具有以下幾方面：
（1）視頻監控主機可對所有的接入信號進行全天24小時的監控，并把采集的視頻數據保存到監控中心的主機中，其視頻數據保存時間為30天。在視頻顯示窗口中將顯示站名、地點命名、時間和日期等信息。
（2）系統能夠對采集的圖像數據進行分析，以及對監控區域的物體運動進行偵測。如果采集的圖像數據在變化或者物體在運動，將分析圖像中物體的變化程度，如果超出限定值將觸發警報。
（3）根據變電站設備的特點，監控系統中可以制定相應的巡檢表。監控人員可以按照操作要求進行巡檢監控，并且一臺設備可以監視多個目標區域。檢測多個區域時設備能預置多個監控位置的云臺和鏡頭參數，能方便快速地轉到相應預置點，并自動調整好鏡頭的變焦和圖像清晰度。
（4）系統配置有溫度探測傳感器、濕度探測傳感器和煙霧探測傳感器等設備。這些裝置能自動檢測監控區域內的溫度、濕度和煙霧，如果檢測值超出范圍，立即發出報警。
2 變電站遠程視頻監控核心問題
變電站視頻監控系統主要通過攝像機等設備采集大量圖像數據，并通過通信網絡傳輸到監控中心。采集的圖像數據的數據量非常巨大，例如分辨率為512X512的一副24位的真彩色圖像，數據量就將達到
512×512×24=786.4KB
如果攝像頭采集的圖像按每秒25幀的速度傳輸到監控中心，每小時需要傳輸90000張圖像，則每小時監控中心需要提供存儲圖像的空間為
同時，通信網絡每小時也需要傳輸70.7GB的數據量。因此通信傳輸和存儲空間成了遠程視頻監控系統發展的瓶頸。雖然擴展通信帶寬和增加存儲空間可以解決視頻信息的傳輸和存儲所帶來的問題，但是并不是一個很有效的解決辦法，并會帶來新的困惑。解決此問題最有效的辦法是降低圖像數據量，因此圖像壓縮技術成為了遠程視頻監控的核心問題。本文采用小波變換對圖像數據進行壓縮，降低了圖像數據量。
3 視頻數據壓縮
視頻監控系統采集的視頻數據雖然數據量非常巨大，但是這些圖像數據之間是存在大量的冗余信息，這些冗余信息具有高度的相關性。在一些特定情況下，視頻數據允許有一定的失真，但是不影響視頻檢測的實際效果，因此可以通過去除視頻圖像數據之間的冗余來達到視頻數據壓縮的目的，使視頻數據的壓縮成為可能。本文采用小波變換對數據進行了壓縮。
3.1 視頻小波變換原理
視頻小波變換編碼系統主要由二維小波變換、量化和熵編碼三部分組成。首先對視頻中每一幀圖像進行二維小波變換（DWT），然后用改進的門限值量化矩陣對所得的小波系數進行量化，最后在比特分配階段對量化后的系數進行熵編碼。解碼過程是其編碼過程的逆過程。
3.2 二維小波變換算法原理
視頻中的每一幀圖像都是二維信號，圖像上任意一點都有一個圖像信號的灰度值與之對應。其小波變換過程表示如下：
假設是一個二維信號，其中，表示二維基小波，即：
其中：A為尺度因子，都取整數，。
將進行離散化處理可得：
，，
其中：是取定的非奇異矩陣，是離散化位移的序號，則二維小波變換方程為
其中：
，
峰值信噪比方程為：
其中：M，N分別表示圖像中像素點的行數和列數，表示橫坐標為縱坐標為的像素點的原始灰度值和壓縮后的灰度值，。
3.3 仿真實驗
本實驗選用了一張圖片進行小波變換處理，把處理后和處理前進行了比較，其峰值信噪比為246.83Ddb。圖1和圖2分別表示處理前后的數據圖。
圖1原始數據圖 圖2小波系數圖像
4 結論
隨著計算機技術和通信技術的飛速發展，在變電站內使用遠程視頻監控系統成為變電站發展成為無人值班變電站的必然趨勢，本文分析了變電站遠程監控系統的組成和基本功能，并提出了小波變換數據壓縮方法，有效的降低了視頻數據量，此算法消除了傳統DCT變換帶來的邊緣效應和方塊效應，有效的防止誤碼傳輸，降低了傳輸數據量和算法復雜度。
參考文獻：
[1]盧選民，張原，史浩山.分布式智能監控系統視頻多畫面顯示的設計與實現.計算機應用研究，2000（3）.
