無人值班變電站的發(fā)展

無人值班變電站的發(fā)展

隨著自動核電站技術的發(fā)展，無人站車站的運行模式已成為一種趨勢。目前，許多核電站實現(xiàn)了“四距離”功能，傳輸現(xiàn)場車站的運行數(shù)據(jù)，并將設備狀態(tài)傳輸?shù)竭h方的規(guī)劃中心（集控站）。同時調度中心(集控站)也可以對現(xiàn)場設備進行控制及調節(jié),然而傳統(tǒng)的“四遙”雖能提高變電站的自動化水平,但由于技術、管理等方面的原因,還難以實現(xiàn)變電站真正的無人值班,不能徹底的達到減員增效的目的。因此,許多變電站不得不在“無人值班”的提法下,采取了少人值守的折中模式。電力系統(tǒng)自動化的“四遙”之所以不能完全支持變電站的無人值班,是因為“四遙”不涵蓋對變電站環(huán)境的監(jiān)控內容,例如防盜、防火、防爆、防漬、防水氣泄漏等。因此,即使對一個“四遙”功能十分完善的變電站,人們對“無人值班”仍然心存疑慮。變電站的運行,管理人員不僅需要在遠方的監(jiān)控中心能看到變電站的每一個角落,還要及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境的異?，F(xiàn)象,并在遠方通過遙控進行處置。計算機技術、多媒體技術及通信技術的發(fā)展,為我們解決變電站的遠方監(jiān)視問題提供了強大的技術支持,圖像、聲音信號的數(shù)字化及壓縮,解壓縮技術使聲像信號的存貯,加工及遠傳變得輕而易舉。這一技術已經(jīng)引入到變電站自動化的領域里,除了實現(xiàn)“四遙”外,還增加了另一內容:遙視。變電站遙視系統(tǒng)就是將變電站的視音頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù)據(jù)由變電站的前端設備采集編碼,并將編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù)據(jù),并進行監(jiān)控、存儲和管理。變電站遙視監(jiān)控系統(tǒng)的實施為實現(xiàn)變電站的無人值守,從而推動電網(wǎng)管理的自動化、綜合化、集中化和智能化提供了有力的保障。1應該有幾個系統(tǒng)實用功能1.1變電站安全防范的對策變電站遙視系統(tǒng)所承擔的任務主要有兩方面:變電站及設備的安全。即從安全防范的角度,保障變電站空間范圍內的建筑和設備的安全、防盜、防火。保障變電站設備正常運行和事故信號正常傳輸,保障變電站設備的正常運行,事故的報警錄像及其突發(fā)事件時與主站的聲像通信等。1.2與變電站的對接變電站遙視系統(tǒng)要達到實用化程度,在具備基本的功能外,以下幾項功能也是必需的:系統(tǒng)可遙控或自動控制監(jiān)視現(xiàn)場燈光(風扇、空調等)。具備能同時記錄所有重要攝像點圖像的數(shù)字硬盤錄像裝置,可進行遠程歷史圖像查詢。實行操作權限管理和網(wǎng)絡安全保護,系統(tǒng)自動生成運行日志和打印報表輸出。系統(tǒng)各部分設備具備準確的時間標準。系統(tǒng)可使用連接在網(wǎng)絡上的辦公電腦作為監(jiān)視工作站。系統(tǒng)應具備良好的擴展和多級組網(wǎng)能力。系統(tǒng)應具備各種連接接口,可實現(xiàn)與變電站綜合自動化系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等的連接、也可與MIS、EMS、SCADA等系統(tǒng)接口。主要以變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關、主控室的電源盤及控制盤等為監(jiān)視對象,通過攝像機,感應探頭等裝置,實現(xiàn)對一、二次設備及其運行情況的監(jiān)視。在變電站的高壓室和主控室等地點裝設一批煙感或溫感探頭,并在圍墻周圍安裝對射式外線探頭,當探頭感到煙霧,高溫或有人闖入時,就會及時向后臺發(fā)出告警信息,同時聯(lián)動切換攝像機畫面,并記錄下當時現(xiàn)場的情況,起到防火防盜的作用。2遙視系統(tǒng)的監(jiān)控安裝變電站彩色遙視系統(tǒng)一般由站端攝像監(jiān)控設備,高速通信通道和通信設備,遙視控制中心主站構成。站端攝像監(jiān)控設備位于變電站現(xiàn)場,完成視頻信號,報警信號的采集,以及攝像機控制的各項操作,監(jiān)控中心主站一般設在調度,監(jiān)控中心運行值班部門等處,完成視頻信號的解壓播放,遙控各攝像點燈光,實現(xiàn)地圖顯示,報警,圖像存儲,系統(tǒng)設備管理,與其他自動化系統(tǒng)接口等功能,通信通道完成各種信息的傳遞。變電站內攝像機安裝位置:遙視系統(tǒng)能否發(fā)揮其最大功能,攝像機在變電站現(xiàn)場的安裝位置是否合適十分關鍵。一般遙視系統(tǒng)應監(jiān)視變電站的變壓器、高壓出線、開關柜、主控室、電容器室、通信室、電纜層等位置和設備,同時監(jiān)控變電站場地、大門、圍墻等。安裝時可根據(jù)現(xiàn)場設備狀況決定安裝位置,盡量達到既能看到設備全貌又能看清重要細節(jié)。對正在設計的新站,可結合遙視系統(tǒng)的應用進行設計。3站端及主站端電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)由主站系統(tǒng)(監(jiān)控中心),子站系統(tǒng)(監(jiān)控前端)及傳輸網(wǎng)絡構成。主站系統(tǒng)由監(jiān)控終端、管理服務器、網(wǎng)絡交換機、網(wǎng)橋、逆變電源、中心工作站及網(wǎng)絡設備組成,實現(xiàn)對變電站監(jiān)控設備的管理控制,告警信息查詢,圖像瀏覽和控制等功能,掌握站內設備運行情況;子站系統(tǒng)主要包括視頻服務器、云臺控制器、燈光控制器、逆變電源,以及室外或室內各種智能攝像設備,視頻服務器含報警處理軟件、雙向語音軟件及視頻壓縮軟件等,通過視頻服務器可將站內視頻、音頻、告警信息等壓縮編碼后,通過通信網(wǎng)絡上傳到監(jiān)控中心,完成實時監(jiān)控。站端包括攝像單元、控制解碼器、視頻服務器、報警控制設備、麥克風和音箱、編解碼器等。在有人值守的遠程現(xiàn)場可以設置多媒體控制計算機,也可以設置控制鍵盤,這些控制設備可以控制該現(xiàn)場的攝像機切換,鏡頭、云臺動作,并且可以處理報警信息。站端在系統(tǒng)中的作用是采集現(xiàn)場的各種視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息,并通過編解碼器進行處理,將模擬信號數(shù)字化并壓縮編碼,以便于在可利用的數(shù)字通信線路上進行傳輸。同時站端還具有把主站端傳輸過來的控制命令解碼后控制鏡頭、云臺等可控裝置,實現(xiàn)云臺、鏡頭和燈光等控制,以及進行報警的布防和撤防。通信層可用光纖、微波、電話網(wǎng)、DDN、ISDN、通信衛(wèi)星、無線擴頻調制解調器等,不同通道所傳送的圖像質量會有很大的差別,目前都架設了光纖網(wǎng)絡,可采用光纖的E1通道傳送圖像,也能獲得較理想效果?？衫霉饫w的環(huán)網(wǎng)為圖像傳送提供冗余通道,也能獲得較理想的效果。如采用光纖以太網(wǎng)通道,這樣將有利于提高信道的利用率和實現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴充。主站端(集控)包括編解碼器、視頻矩陣、音頻矩陣、麥克風、音響以及視頻監(jiān)控服務器、監(jiān)控器及監(jiān)控軟件、硬盤錄象機等。主站端的作用是將通信線路采集的數(shù)字信號通過編解碼轉化后的模擬信號經(jīng)視頻矩陣進入視頻監(jiān)控服務器,用于監(jiān)視各個現(xiàn)場,并收集現(xiàn)場的報警信息,同時供網(wǎng)絡層傳輸圖形等信號。子站系統(tǒng)工作過程及功能:子站系統(tǒng)對視頻流的處理是攝像機將模擬視頻信號送到矩陣,由矩陣統(tǒng)一收斂,然后輸出到編碼站,由編碼站完成數(shù)字化并作壓縮處理,最后打包成TCP/IP數(shù)據(jù)包,語音信號的處理和視頻信號類似。報警和控制信號的處理與視頻信號有所不同,從報警探頭采集來的告警狀態(tài)最先經(jīng)過告警主機的處理,并完成一些邏輯關系,轉換成數(shù)據(jù)的形式通過RS232串口上傳到編碼站。在網(wǎng)絡上控制信號與圖像信號分開傳輸,不是打在一個數(shù)據(jù)包中的。4數(shù)字信道接口數(shù)字化過程:數(shù)字遙視系統(tǒng)與會議電視,可視電話有相似之處,核心都是利用數(shù)字圖像壓縮技術實現(xiàn)音頻通信。我國采用的PAL制電視信號,是由圖像序列組成,為了在數(shù)字信道上傳輸,必須先經(jīng)過:數(shù)字化,即通過采樣和量化,將來自攝像機模擬視頻信號轉化為數(shù)字信號。數(shù)字圖像壓縮編碼,由于數(shù)字化后的圖像數(shù)據(jù)量非常大,達100Mbit/s以上,必須進行壓縮編碼,才能在目前的信道上傳輸。數(shù)據(jù)復合,即將壓縮后的圖像碼流于其他數(shù)據(jù)進行復合,并加入糾錯編碼,形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流。信道接口。是用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)的接口設備。在接收端是一逆過程,但經(jīng)解壓縮后的圖像數(shù)據(jù)可直接顯示在計算機屏幕上,或經(jīng)復合后在電視監(jiān)視器顯示。5系統(tǒng)綜合功能的實現(xiàn)隨著我國電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展,變電站遙視系統(tǒng)應用已經(jīng)進入快速增長期。由于多媒體遙視警戒系統(tǒng)具