變電站監控系統
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變電站監控系統范文第1篇
關鍵詞：變電站；圖像監控；智能
中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0107-02
目前，隨著電力系統信息化網絡技術的發展，依靠圖像監控系統的建設，大部分變電站都可以實現無人值守。但現有變電站圖像監控系統還只是用于防火防盜、安全保衛、主控室內場景監控等，隨著變電站在線檢測系統的發展和智能變電站的建設，對圖像監控系統提出了新的要求。隨著調度監控一體化建設的推進，集中遠控的時機已經成熟，但對于就地設備的狀態（例如刀閘刀口位置情況）等重要信息還需要人工現場確認，大大制約了變電站智能控制的發展，因此有必要對變電站運行設備圖像智能監控進行研究，實現一、二次設備遠程可視化操作控制，形成一體化的智能調度監控體系。
加強變電站圖像智能監控的設置和可視化智能監控技術的研究可增強對就地設備狀態（例如刀閘刀口位置情況）的監視，滿足大電網實時運行控制的要求，實現對電網運行信息的形象、直觀和集成展示；進一步加強基礎數據管理，實現多維度一體化的調度信息和實時數據的分布式共享；實現一、二次設備遠程控制和監視，形成一體化的智能調度監控體系，達到減員增效、縮短故障排除時間、提高供電可靠性、加速智能電網建設的目的。
1 圖像智能監控系統配置原則
變電站圖像智能監控系統在滿足原安防、保衛、圖像監控功能的同時，為適應未來智能調度監控系統發展的需要，其應滿足以下要求：
①統一性。依據國際、國內規范化標準，統一規范建設、管理，確保整個系統的各種軟件、硬件達到服務的規范化和管理的高效性。
②開放性。圖像監控系統與其他系統之間的通信接口，應符合開放系統互聯標準和協議，支持多種網絡協議，實現各系統間的數據共享。
③可擴展性。軟、硬件平臺應具有良好的可擴展能力，能夠方便地進行系統升級和更新，以適應各種不同業務的不斷發展。
④可靠性。具有較強的容錯、抗干擾能力和良好的恢復能力，主要設備應采用雙機或鏡像備份工作方式，保證系統穩定運行。
2 圖像智能監控系統配置情況及相關模塊功能
圖像智能監控系統在變電站安裝的硬件主要包括：攝像機（網絡高清攝像機、模擬攝像機、軌道攝像機等）、多功能控制主機、視頻處理單元（網絡硬盤錄像機DVR）、視頻處理單元（網絡視頻錄像機NVR）、多維可視監控綜合主機、磁盤陣列、圖像智能分析服務器。系統硬件結構圖如圖1所示。
①攝像機。滿足對變電站場所環境及主要設備（主變、開關、刀閘等）進行監控的要求，能在夜晚或光線極差的情況下清晰顯示監控目標的圖像。
②多功能控制主機。通過規約分析和直接采集變電站現場信號，監控的信號包括遙測類、遙信類、遙控類。
③視頻處理單元（網絡硬盤錄像機DVR）。負責采集變電站所有模擬攝像機的音視頻信號。
④視頻處理單元（網絡視頻錄像機NVR）。負責采集變電站所有網絡攝像機的信號，進行編解碼運算后，把音頻信號存儲到磁盤陣列。
⑤多維可視監控綜合主機。是系統的核心設備，負責變電站站端與地區中心主站的通訊，獲取主站的控制指令，管理變電站站端各設備，把視頻數據、狀態數據等上傳到中心主站。
⑥磁盤陣列。負責存儲變電站攝像機的音視頻信息。
⑦圖像智能分析服務器。負責對變電站內主要設備、儀表等進行智能分析，并提供實時的智能分析結果。
3 圖像智能監控系統網絡配置情況及要求
變電站站端網絡系統采用10～100 Mb/s（10/100BASE）光/電接口接入監控專網，不允許采用共享帶寬組網方式；變電站與中心主站至少保證10M以上的網絡帶寬（標清模式監控）或30 M以上的網絡帶寬（高清模式監控）。
圖像智能監控系統的軟件按照大型分布式聯網監控系統的結構進行規劃，采用分層的模塊化結構，模塊之間的通信應按規定接口進行，運行平臺采用Windows XP以上操作系統。系統軟件主要包括以下14個模塊：巡視操作模塊、巡視路線設置模塊、錄像查詢模塊、日志查詢模塊、權限控制模塊、報警管理模塊、輔助控制模塊、SCADA接口模塊、網絡帶寬自適應模塊、圖像智能分析模塊、變電站主要設備關聯性顯示模塊、變電站主要設備圖像巡視及人工報表模塊、變電站鳥巢自動巡視模塊、變電站主變壓器漏油監測模塊。
系統軟件還應滿足以下要求：能根據應用需求支持集中處理模式和分布式處理；具有良好的開放性，以便于與其他應用系統的連接；具有很好的可移植性，支持多種操作系統，并能移植到不同廠家的硬件平臺上運行；能適應多種大型數據庫系統；具備完善的、分級的操作/訪問權限控制機制，運行安全可靠；具有數據備份及災難恢復功能。
4 圖像智能監控系統實現的功能
①信息實時上傳功能。主要包括：攝像頭預置位配置信息、現場實時圖像、圖像智能分析結果、與消防系統、安防系統、SCADA系統的聯動等相關信息上傳。
②變電站內動力環境數據采集、處理及實時上傳功能。通過報警采集模塊采集消防、安防報警信息，實現現場報警，同時把報警信息傳輸到地區中心主站；通過溫濕度采集模塊采集變電站內溫濕度測量值并上傳到地區中心主站。
③圖像智能分析功能。主要包括：對儀表的智能分析；刀閘開、閉狀態識別；開關（刀閘）翻牌器開、閉狀態識別；控制柜指示狀態識別；對開關、刀閘的整體智能分析及自動報警功能；對主變壓器的整體智能分析及自動報警功能。
④作業監控和管理功能。通過智能分析技術系統可以自動判斷進入某個區域的作業人數、進入時間、離開時間、滯留時間等，并進行自動錄像和事件保存，同時根據中心主站的調用指令將智能分析結果上傳。
⑤對主要設備或區域設置。可以對變電站的主要設備或區域設置，當有人進入時，系統自動報警并將報警信息上傳中心主站。
⑥網絡帶寬自適應功能。當變電站的圖像信息被一個或多個用戶調用時，系統根據實時可被利用的帶寬、用戶的級別、調用圖像重要程度等判斷上傳圖像的格式。
5 結 語
該系統整合、完善了計算機監控、在線監測、智能輔助控制等系統，實現對電網的全局在線遠程跟蹤、自動智能告警、分析決策、綜合預警、遠程運行維護，為實現變電站一、二次設備遠程可視化操作控制，形成一體化的智能調度監控體系提供了必要條件，更好地確保了電網運行的安全可靠、靈活協調、優質高效、經濟環保。
參考文獻：
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變電站監控系統范文第2篇
【關鍵詞】變電站；計算機監控系統；數據通信
1.引言
九十年代以前變電站大都是通過遠動終端（RTU）實現數據的集中采集、處理、傳輸并接收上級調度控制中心下發的遙調、遙控命令。這種方式均為集中組屏，通過控制電纜將現場遙測、遙信、遙調及遙控信號全部引至主控樓的遠動機房或控制機房內的遙信端子柜和變送器柜上，站內監視和控制通過常規儀表盤、控制盤等設備來完成，上級調度對廠站的遙調、遙控命令通過點對點遠動通信方式直接發給RTU，RTU經過校核、處理再下發給現場執行機構以達到遠方控制要求。八十年代后期至九十年代初期以RTU兼當地功能的方式在一些廠站開始采用，但常規儀表盤柜仍然保留，這種方式只是為現場調度員或監視人員提供一種用計算機顯示畫面進行監視的手段，控制操作仍采用常規方式。九十年代中后期隨著計算機、網絡、通信技術的發展，以及微機型繼電保護裝置的大量采用和變電站監控系統在功能和可靠性方面的逐漸完善和提高，變電站監控系統在新建和擴建的變電站建設中得到較為廣泛采用。該系統通常采用分層分布式結構，按間隔設計，擴充性好，安裝比較方便，各種控制電纜直接到繼電保護小室，小室內I/O單元通過現場總線連接，并與站控層通過光纖連接，抗干擾能力強，大大地減少了控制電纜的使用和敷設數量。然而，由于生產廠家的不同，因此，所提供的系統在結構和性能方面有較大的差異，有的系統能夠滿足站內監控的要求，但是，在有些指標（如實時性）卻不能滿足上級調度控制中心的要求；有的系統雖然在指標上能夠滿足兩者的要求，但是在系統的結構上又不盡合理。筆者將從以下幾個方面對變電站計算機監控系統技術方案及其相關問題進行探討。
2.變電站計算機監控系統技術方案
變電站計算機監控系統應采用分層分布式結構，由站控層和間隔層組成，其抗干擾能力、可靠性和穩定性要滿足現場實時運行的要求，滿足各調度端對實時數據的要求，且應具有較好的可擴充性。系統具有遙測、遙信、遙調、遙控、SOE功能，實時信息能以不同規約，通過專線通道或網絡通道向有關調度中心傳送，并接收指定調度中心的控制指令。
由于各廠家的系統不盡相同，其建議的技術方案也不同，實施后的效果也有很大差別，有些則達不到設計要求，所以如何按照電網實時調度的要求，搞好技術方案的設計，并使數據得到快速、有效、合理的處理，這些都是系統設計和實施過程中需要解決的問題，下面根據對變電站計算機監控系統的研究給出幾種可行方案供參考。
此方案的主要特點是：
2.1.1 I/O測控單元支持網絡功能，直接接入站控層的以太網上，實現采集數據直接上網，減少了中間轉換環節，數據傳輸比較快，但要求數據同時向站控主機和遠動通信工作站傳送，遠動通信工作站獨立構建向有關調度中心傳送的數據庫；
2.1.2 與有關調度中心的數據通信采用專門的遠動通信工作站完成，其實現方式有兩種，一是通過專線利用串口實現數據傳輸，采用規約主要有DL/T634-1997，IEC870-5-101，μ4F，CDT，CDC TypeⅡ，SC1801等，二是通過路由器上網實現網絡數據傳輸，底層采用TCP/IP，規約主要有DL476-92，IEC60870-6 TASE 2，IEC870-5-104等。
此種方案的特點是：
2.2.1 I/O測控單元通過現場總線鏈接，采集的數據通過數據處理單元接入站控層的以太網上，系統增加了一個中間數據處理環節，處理后的數據同時向站控主機和遠動通信工作站傳送，遠動通信工作站獨立構建向有關調度中心傳送的數據庫，此方案主要解決I/O測控單元不能直接上以太網的問題；另外，隨著技術的發展，現場總線要逐步向以太網過渡；
2.2.2 各I/O測控單元與數據處理單元通過現場總線組成的網絡傳輸實時數據；
2.2.3 與有關調度中心的數據通信采用專門的遠動通信工作站完成，其實現方式與方案1相同。
此種方案的特點是：
2.3.1 I/O測控單元采集的數據通過數據處理單元接入站控層的以太網上，系統增加了一個中間數據處理環節，處理后的數據同時向站控主機和遠動通信工作站傳送，遠動通信工作站獨立構建向有關調度中心傳送的數據庫，此方案主要解決I/O測控單元不能直接上以太網的問題；
2.3.2 各I/O測控單元與數據處理單元通過串行總線傳輸實時數據；
2.3.3 與有關調度中心的數據通信采用專門的遠動通信工作站完成，其實現方式與方案1相同。
此種方案是方案2和方案3中遠傳數據方式的的一種變化型式，其特點除方案2和方案3中各自具有的特點外，主要體現在數據處理單元同時負責與有關調度中心的數據通信（遠動專線和網絡）而不再設專門的遠動通信工作站，其實現方式與上述三種方案所述相同。
這種方案也可看成是以常規RTU方式兼作站控系統的數據采集部分來實現變電站監控系統功能的。
3.幾種方案的技術性能比較
第一種方案為分布式I/O采集裝置通過內嵌網卡（口）直接上以太網，數據傳輸不經過轉接，直接送往主機和遠動工作站，因而速度最快，數據通信（專線、網絡）由專用的遠動工作站完成，不足之處是網絡負荷較重，這在設計中必須予以考慮，以及對數據流進行優化。
第二、三種方案中增加了中間數據處理機，負責采集數據的集中和處理，這兩種方案主要解決了I/O測控單元不能直接上以太網的問題，由于在數據的傳輸過程中增加了一個環節，因而數據傳輸的速度方面較第一、四種方案慢一些。
第四種方案中也增加了中間數據處理機，但此處理機不僅負責采集數據的集中和處理，同時也負責與遠方調度中心的數據通信，由于這種方案省掉了遠動工作站，故可降低造價，數據傳輸的速度也較快，這種方案不僅對中間數據處理機的技術性能、處理能力和處理速度要求較高，還要求該中間數據處理機具備網絡傳輸功能以實現網絡數據通信，一般來講該中間數據處理機要具有多CPU處理機制，能實時處理多任務、多進程，這樣才能適應多功能、高效率的要求。
上述四種方案中，遠動工作站和中間數據處理機要求采用冗余熱備用方式，以提高系統可靠性。
通過對四種方案的分析，我們認為上述四種方案在做好優化處理后均能滿足要求，但綜合比較來看第四種和第一種方案在數據處理、傳輸的效率和速度方面更為理想，而且比第二、三種方案少配兩臺機器（中間數據處理機或遠動工作站），因而可降低一些造價。
另外，需要說明的是，上述四種方案中，均考慮了網絡通信方式，在實際的工程設計和實施過程中是否采用此種方式還要根據實際通信現狀來決定。
4.數據通信方式及數據傳輸規約
目前數據通信的方式主要有兩種，一是常用的，在專線上實現的串行通信方式，采用規約主要有IEC870-5-101，DL/T634-1997，μ4F，CDT，CDC TypeⅡ，SC1801等，隨著計算機網絡技術的發展，特別是電力數據網絡的建設使用給數據通信帶來一種嶄新、快捷、可靠的方式，這就是網絡數據傳輸方式，計算機或RTU通過內部網卡（口）利用路由器上電力數據網，以TCP/IP協議實現網絡數據傳輸，由于路由器具有自動選擇、切換路由的功能，使得數據通信較專線方式更加可靠，采用的通信規約主要有DL476-92，IEC60870-6 TASE 2，IEC870-5-104等，上述兩種方式中的數據通信規約，我們建議要逐步向國際標準靠攏，專線方式采用IEC870-5-101，網絡方式采用IEC60870-6 TASE 2和IEC870-5-104。
5.變電站計算機監控系統需處理好與站內相關系統的關系
5.1 變電站監控系統與繼電保護系統的關系
繼電保護系統擔負著變電站和電網安全的重要使命，是保護電力系統非常關鍵的一個環節，這是保電網安全穩定運行的最后一道關口，其安全性、可靠性等級是最高的，這些都要求繼電保護系統必須是一個獨立的系統。變電站監控系統不得影響繼電保護系統的獨立性，保護的控制回路不進入站內監控系統，監控系統只是用來顯示，一個安全可靠性等級較低的系統，不能影響到安全可靠性要求更高的系統，這是一條原則，必須堅持。
5.2 變電站計算機監控系統與電能量采集系統的關系
在輸紐變電站及關口變電站一般都安裝有電能量采集系統，電能量采集系統向有關部門傳送電量信息時多采用撥號方式，隨著網絡技術的發展以及變電站計算機監控系統的建設，給電量信息通過網絡傳輸提供了另一種快速、方便的形式，所以電能量采集裝置可通過自身的網卡或網口連接到網絡接入設備上，經過路由器上電力數據網，實現網絡數據傳輸。
5.3 變電站計算機監控系統與MIS系統的關系
變電站監控系統擔負著電網實時數據的采集和處理，是個閉環系統，而MIS系統是各種生產信息、管理信息的綜合利用，是非實時系統，兩系統不應混為一談。變電站監控系統與MIS系統聯網，其信息流應該是單向，就是允許必要的實時信息向MIS系統輸送，但是不能夠反向傳輸，閉環控制的很多實時信息是MIS系統所不需要的，沒有完全開放的必要，所以變電站監控系統必須與當地的辦公自動化系統（MIS）有效隔離，以保證控制系統安全。
6.變電站計算機監控系統設計中的幾點考慮
6.1 實時性要求，遙信1-2秒，遙測2-3秒（采集單元經監控系統處理到通信出口）；
6.2 遙測數據精度要求（不低于常規RTU方式）；
6.3 可靠性要求，一是遠動通信工作站或通信網關與當地的數據服務器要相互獨立，二是當地或上級調度下發的動作指令要準確可靠地執行；
6.4 標準化要求，即軟硬件產品以及通信接口、規約應符合國際標準或國家標準；
6.5 正確處理計算機監控系統與變電站其它系統之間的關系，使之即有聯系又能保持獨立性。
7.幾個需要研究和探討的問題
7.1 變電站實時信息不僅要滿足站內監控的要求，還要滿足上級調度部門對信息的實時性、準確性的要求，滿足調度部門對站內設備控制和操作的可靠性要求，所以監控系統的技術方案設計以及信息流的合理流向問題都是需要研究和探討的課題，只有采用好的技術方案并使數據得到快速、有效、合理的處理，才能使系統穩定、可靠，才能滿足站內和調度部門對信息的實時性、可靠性要求，才能滿足電網安全的要求。
7.2 過去變電站內的RTU裝置都是由調度部門直接管理和維護的，而目前變電站及站內自動化監控系統多為電力公司所屬超高壓公司或運行工區等單位負責運行維護和管理，也就是說運行維護、管理方式變了，這種變化為維護管理部門提出了一個問題，即監控系統出現故障影響實時數據的處理和傳輸時，調度部門的自動化人員如何與維護部門溝通，維護人員如何保障故障的及時解決，如何加強和提高維護人員的技術水平等等都是目前急需考慮的事情。
7.3 對于無人值守的變電站，其監控系統的要求和功能如何設計，與站內自動化系統如何考慮和結合是今后需要研究的問題。
8.結論
隨著我國電網建設的發展和安全要求的不斷提高，自動化技術、產品的開發要適應這種新形勢下的要求，加強新技術、新思想的研究，努力開發具有自主知識產權的產品，提高市場競爭力，加強變電站計算機監控系統運行的可靠性與穩定性，保障實時數據的準確性和及時性，要積極采用硬、軟件成熟、可靠的產品，變電站（開關站）的建設也要朝無人值守和少人看守的方向發展。
變電站監控系統范文第3篇
關鍵詞：變電站 綜合自動化 監控系統 無人值班 改造
Abstract: based on the substation of 500 kV factory mouth to meet the unattended and improve the operation reliability requirements of monitoring system, this paper analyzes the transformation of the former question, the transformation of the danger point and control measures, and expounds the reform plan, and eventually the reform carried out successfully.
Keywords: integrated substation automation control system was on reform
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：
昆明電網近年來實行新的集控模式，廠口變電站作為云南電網試點的500kV無人值班站，需要對監控系統進行改造以滿足無人值班的要求。為提高廠口變電站監控系統的運行可靠性和自動化水平，同時滿足無人值班的要求，2011年對原監控系統進行了通信管理機和監控后臺的升級改造，提高了廠口變電站的安全穩定水平，同時實現了無人值班。
監控系統現有結構
500kV廠口變電站監控系統采用南京南瑞科技有限公司生產的BSJ計算機監控系統，采用分層分布式雙以太網結構，分為變電站層和間隔層兩層。測控裝置按電氣間隔配置，安裝在現場繼電保護小室內。
改造前的主要問題：
T6通信控制器屬于早期產品，經過近8年的長期運行，插件故障率增高，缺陷多，維護起來也十分復雜。同時保護小室中的T6通信控制器四遙量信號容量已滿，無法滿足改擴建的需求。T6通信控制器已停產，目前懂得維護的人員已所剩無幾，相關備件也停止生產。
T6通信控制器不能將所接收到的保護裝置軟報文信號傳輸到站控層NSC300通信控制器，所以軟報文信號無法上送到集控站，無法實現無人值班。
BSJ監控后臺工作站硬件配置較低，運行速度較慢。
BSJ監控系統數據庫工具、圖形編輯工具和報表編制工具性能較弱，使用很不方便，維護工作效率低。
改造總體思路
改造采取了在保護小室新增加NSC300通信控制器，將保護裝置通過串口直接接入NSC300，再由保護小室中的NSC300將軟報文信號上送到站控層。由站控層的NSC300將軟報文信號送到集控站，從而實現無人值班的要求。而測控裝置信號通過雙LON網接入T6通信控制器，再由T6通信控制器將本小室測控裝置信號送到小室新增加NSC300，進而送到站控層交換機。
同時本次改造更換了后臺監控系統，使用南京南瑞科技有限公司生產的新一代基于UNIX的監控系統―NS3000，該套監控系統基于UNIX平臺，人機功能完善，數據庫工具、圖形編輯工具和報表編制工具等維護起來十分方便。
改造過程中的特點
間隔層與站控層之間的通信
廠口變電站站控層設備數量多，運行時間長，所有T6通信控制器與NSC300通信控制器均在站控層網絡上同時運行，可能會造成T6通信控制器出現死機的情況，使得后臺監控系統、各級調度及集控站遠傳系統出現數據異常或中斷。因此在進行調試工作時需要逐個小室依次進行，一個小室調試全部完成后再進行下一個小室的調試。
改造過程中變電站網絡結構
小室間隔層交換機負責傳輸小室內滿足XT9712、網絡103規約的兩種報文，為了提高兩種形式的網絡應用協議在交換機中進行數據傳輸的效率，減少整個網絡范圍內廣播包的傳輸，對間隔層、站空層交換機進行VLAN劃分，把兩種規約的數據傳輸限制在各自的虛擬局域網內。
小室使用T6通信控制器與各小室內的測控裝置進行通訊，以LON網方式連接，使用XT9712規約進行通訊。每個小室的兩臺T6通信控制器分別通過A網、B網共四根網線，分別接入小室內新增NSC300通信控制器屏中的A網、B網間隔層交換機。小室內的NSC300通信控制器使用S5C插件上的網口接收T6通信控制器發出的報文，通過交換機上劃分的VLAN1與小室內各測控裝置進行數據交換，這部分通訊使用XT9712規約；NSC300通信控制器使用NET插件上的網口通過交換機劃分的VLAN2與NS300后臺進行數據交換。
由于調試期間只能將單個小室接入新后臺進行調試，其余小室的NSC300通信控制器必須退出運行，為了不影響運行設備的正常監控，保證小室內T6能與老后臺保持通信正常，所以，將小室內交換機VLAN1中的網口與T6屏內光電轉換盒連接，使得T6通過交換機恢復與老后臺間的通信。
小室內的保護裝置及其他智能設備采用RS485/422/232串口方式和NSC300通信控制器進行通訊。
由于設備停電時可能存在一個小室的保護設備還未完全接入小室內NSC300，另外一個小室的設備就開始停電檢修的情況。在這種情況下，為了保證不影響運行設備的正常運行及調度數據，保證停電設備按期完成調試工作，在調試期間，將停電設備臨時接入NSC300進行通信調試及信號核對，工作完成后將設備恢復接入T6，待小室內的所有保護裝置均停電調試完成后，再將所有保護裝置接入NSC300運行，退出與T6的通信。
改造中的危險點與控制措施：
遙控對點試驗時誤分合運行斷路器
控制措施：調試前做好安全措施，將本小室停電設備以外裝置遙控遠方\就地把手置于就地位置，使用絕緣膠布封裹把手；退出本小室停電設備以外遙控出口壓板，使用絕緣膠布封裹出口壓板上樁頭；通過二次措施單檢查遙控遠方\就地把手，遙控出口壓板狀態并做好記錄；檢查除本小室外其他NSC300通信管理機與T6通訊是否確已斷開；遙控試驗必須通過五防進行。
新、老后臺監控系統同時運行
控制措施：改造變電站中，兩臺相互獨立的監控計算機同時運行，一臺監控改造前的設備，另一臺監控改造后的設備，對運行人員而言監控時容易發生混淆，對施工人員而言工作時可能誤修改已投運設備的數據庫或圖形界面。對運行人員：在變電站兩臺相互獨立的監控計算機上做出明確標識，區分改造前使用的監控機及改造后使用的監控機。對施工人員：必須在施工的每一過程中落實各個間隔的接入情況，對已接入新總控并投運的設備建立表格臺帳，在后期施工過程中切勿修改已投運設備的數據庫或圖形，如后期工作中必須要修改數據庫或圖形，要提前向相關部門反映，得到允許后才能進行工作。
改造完成后監控系統結構
網絡結構圖見圖1
1.保護小室監控系統結構。
改造完成后，這些小室仍使用T6通信控制器與各小室內的測控裝置進行通訊，以LON網方式連接，使用XT9712規約進行通訊。每個小室的兩臺T6通信控制器通過A網、B網共四根網線，分別接入小室內新增NSC300通信控制器屏中的A網、B網間隔層交換機。小室內的NSC300通信控制器使用S5C插件上的網口接收T6通信控制器發出的報文，從而采集小室內各測控裝置的信號，這部分通訊使用XT9712規約。小室內的保護裝置及其他智能設備采用RS485/422/232串口方式和NSC300通信控制器進行通訊。
小室內的NSC300通信控制器使用NET2插件上的網口，通過新增NSC300通信控制器屏內的間隔層交換機與主控樓計算機室的站控層交換機進行連接，從而接入站控層監控網絡，使用網絡103規約與站控層各設備進行通訊。
小室間隔交換機負責傳輸小室內滿足XT9712、網絡103規約的兩種報文，為了提高兩種形式的網絡應用協議在交換機中進行數據傳輸的效率，減少整個網絡范圍內廣播包的傳輸，對間隔層交換機進行VLAN劃分，把兩種規約的數據傳輸限制在各自的虛擬局域網內。
NS3000后臺監控系統通訊方式。
改造后的后臺監控系統使用南瑞科技NS3000系統，與站控層設備通訊采用網絡103規約。
遠傳系統通訊方式。
改造后的遠傳系統仍使用兩套NSC300通信控制器分別與南網總調、省調、地調及集控站進行通訊，這些通信控制器使用NET2插件上的網口從站控層網絡采集數據，經過處理后轉發各調度及集控站。
結束語
500kV廠口變電站監控系統改造后，滿足了無人值班的要求，作為云南電網中的試點，500kV廠口變電站率先實現了少人值班（值班人員不負責監盤，只負責日常操作和設備巡視）。同時全站自動化設備運行可靠性明顯提高，為云南電網主干網的的安全穩定提供了堅實的基礎。
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變電站監控系統范文第4篇
關鍵詞：變電站；同軸電纜；高清化；視頻監控系統；系統使用率 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM72 文章編號：1009-2374（2017）11-0031-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.016
1 背景技術
江門供電局變電站視頻及環境監控系統主站已經建設完成6年，該主站按照南方電網變電站視頻及環境監控系統技術規范標準建設，后續變電站視頻及環境監控系統建設都需要按照南網標準建設，但是該局原有建設的變電站視頻監控系統中大部分還不具備接入基于南網標準建設變電站視頻及環境監控系統主站能力。主要原因是原有的變電站視頻監控系統建設時間早，采用模擬視頻技術，同軸電纜傳輸（主要采用：SYV75-3或SYV75-5同軸電纜）；舊有的變電站視頻監控系統設備很多已經出現故障，需要維修更換，安裝舊有設備的情況維修更換還是無法接入新的變電站視頻及環境監控系統，原有系統建設前端攝像機大部分采用CIF、D1清晰度建設，隨著視頻監控技術的不斷發展，高清化、智能化已經成為趨勢，按照南網規范標準改造變電站視頻監控系統需要的周期會很長，并且建設成本高。本發明是在基于同軸電纜傳輸的高清視頻技術上開發一個裝置，實現舊有變電站視頻監控系統接入南網標準變電站視頻及h境監控系統主站，找到低成本、快速部署、符合現有電站視頻監控系統情況的高清升級改造技術方案，實現變電站視頻監控系統統一管理，為更好地服務于南方電網。本次發明基于成熟化的同軸電纜傳輸高清視頻技術，利用系統原有線纜，不改變系統結構，只需更換前后端設備即可實現圖像視頻的高清化、系統智能化、系統標準化。現有系統結構如圖1所示：
2 視頻監控系統的技術改進
通過接入同軸電纜傳輸高清視頻技術，實現復用已有模擬系統同軸電纜的，在不改變原有同軸電纜線路以及監控點位數量的情況下，可以將系統從標清升級為高清，將原有系統中的攝像機的清晰度由原來的CIF、D1提升至1080P，具有“超距高清、便捷部署、低成本”等特點。前端攝像機更換為同軸高清攝像機，通過同軸電纜將視音頻信號和控制信號，匯聚到編碼存儲設備；舊有的編碼存儲設備，需要替換為同軸高清硬盤錄像機；距離大于500m的前端點位，一般會使用光纖進行傳輸，因此線路上可以復用原有的光纖傳輸鏈路，只需將光端機替換為同軸高清光端機，即可實現監控信號的傳輸；距離小于500m的監控點位，使用原有的同軸電纜即可實現監控信號的傳輸；由于同軸高清技術可以實現信號的復合傳輸，包括視頻信息、音頻信號、報警信號、控制信號，因此音頻、報警等信號可以直接接入到前端攝像機上而不需要單獨拉線纜進行傳輸，降低了成本和施工復雜度。同軸高清技術具有視頻信號無損、信號傳輸無延時、多種信號共纜傳輸（包括視頻、音頻、報警、控制）等特點，利用以上特點可以在系統升級改造時實現對原有系統優化，比如：原有系統中某個攝像機采用固定攝像機，現在已經不能滿足使用需求，需要更換為云臺攝像機，現場還需增加報警設備、音頻數據，原有系統需要新敷設控制線、報警信號線、音頻線各一條，將原有固定攝像機更換為云臺攝像機，增加報警設備、音頻采集設備，同軸高清技術無需以上線纜，只需更換前端攝像機，增加報警設備、音頻采集設備，利用原有同軸電纜即可將所有信號上傳、攝像機控制等，并且攝像機可以升級成為高清1080P視頻。通過對后端同軸高清硬盤錄像機的上傳信號進行重新編碼，使之信號符合南方電網變電站視頻及環境監控協議規定要求，使得原有變電站視頻監控系統得以上傳至主站，實現統一管理、統一調度、統一控制等，改變原有變電站視頻監控系統獨立運行的問題，提高系統使用率。系統連接圖如圖2所示：
3 項目采用的技術原理
第一，基于南方電網變電站及視頻監控系統協議標準開發一個具有三種類型信號（模擬、同軸高清、網絡）前端攝像機接入的后端控制主機，使得該設備具有較好的通用性、擴展性、延續性。
第二，高清同軸攝像機在調制方面采用基帶調制與正交調幅調制技術，將視頻調制為模擬電信號再進行傳輸，即高清復合視頻接口。該技術避免CVBS的色度串擾現象，將亮度和色度信號進行徹底分離，進一步提升畫面品質。
第三，高清同軸攝像機實現多信號共纜傳輸，在消隱區中同時嵌入了音頻信號與雙向數據通信信號。音頻信號復合于行消隱中，以增加與視頻信號的同步性，并通過自動補償技術，最高支持44.1kHz采樣率。正向和反向數據信道復合于幀消隱中，通過雙向傳輸控制信號，實現接收端和發送端之間傳輸信息，支持如相機變焦、云臺轉動、實時報警等控制命令。其中正向發送數據由于發送時刻和電信號波特率可預測，且接收端具備高性能的自動補償技術，可以支持較高的傳輸波特率。而反向發送數據由于存在阻抗匹配和信道傳輸不確定性的影響因素，信號頻率較低且每次發送的數據量有限，因此支持的波特率較低。當然，反向信道也采用了自動補償技術，對電信號的遠距離傳輸信號進行一定的恢復。
第四，圖像的品質、記錄的保存、系統的安全性是數字監控系統三大要素，在記錄保存方面使用了硬盤錄像技術，具有以下特點：（1）多路實時性：系統用實時并行處理技術，每路信號均可獨立操作互不干擾；（2）長時間錄像存儲：在保證圖像清晰度和實時性的前提出下，提高了錄像效率，支持長時錄像；（3）智能錄像管理：可按時間等設置參數對錄像進行管理；（4）精細查詢、回放功能：用戶可根據攝像槍編號、時間段、事件等條件準確快速查找到所需要的錄像文件并回放。回放時可隨意快進、慢放、逐幀、逐秒、重復等方式，圖像可以全屏放大；（5）高效成熟的壓縮算法：系統采用壓縮比大、實時性較強的壓縮方式，減少存貯的介質。
4 改進技術的效果
（1）線路復用。最大化地復用原有傳輸鏈路，包括同軸電纜、電源供給等；（2）超距傳輸。傳輸距離在500m以內時，無需光端機等中繼設備；（3）架構不變。盡量不改變現有監控系統體系，利用原有的業務系統；（4）信號復合傳輸。在同軸電纜上，可以傳輸視頻、音頻、控制信號，實現音視頻同步采集、終端控制、語音對講等功能，因此在施工時可以減少布線；（5）施工便捷。工程施工上，主要是替換前端攝像機和存儲設備，施工技術門檻低，符合傳統的施工方式；（6）經驗復用。工程設計上，可以采用原有的設計方案；施工上，工人無需培訓，直接復用模擬系統的建設施工經驗；系統的使用上，原有業務人員日常工作無差異；系統維護上，業務經驗和行政管理安排無需變更；（7）高性價比。充分考慮改造成本、運維成本等，投資收益最大化；（8）實現原有變電站視頻監控系統得以上傳至南方電網協議的變電站視頻及環境監控系統主站，實現統一管理、統一調度、統一控制。
5 技術關鍵點及創新點
5.1 技術關鍵點
（1）三混合信號站端控制主機南網協議開發；（2）同軸電纜高清視頻遠距離傳輸調制技術；（3）高清視頻信號補償技術；（4）多種信號共纜傳輸。
5.2 創新點
（1）即有模擬變電站視頻監控系統具備接入南網標準的變電站視頻及環境監控系統主站；（2）利用同軸電纜實現變電站視頻監控系統的低成本高清升級改造，同時改造周期短，實現系統快速部署（3）模擬高清調制技術，實現高清視頻無損、無延時傳輸，即使是通過網線傳輸仍然能夠保證圖像質量；（4）信號復合傳輸，在同軸電纜或者雙絞線上均可以傳輸視頻、音頻、控制信號，實現音視頻同步采集、終端控制、語音對講等功能；（5）線路復用，最大化地利用原有傳輸鏈路，包括同軸電纜、電源供給等；（6）利舊采用已敷設的同軸線纜，最小成本傳輸高清面，同時可傳輸音頻、控制、報警信號，并支持南網協議，兼容現有主站平臺。
6 結語
目前系統內變電站還有很多既有的模擬信號傳輸的變電站視頻監控系統，該部分系統很多變電站視頻監控設備及敷設線纜還未到年限，現有的改造方案是需要將原有的所有設備及線纜都進行更換，系統改造成本高、周期長；采用同軸電纜方式改造，利用原有的線纜，即有系統的攝像機無故障的部分還可以繼續使用，故障的部分采用更換同軸高清攝像機即可，無需更換重復敷設電纜，實現高清視頻監控。綜合以上考慮，同軸高清編碼南網協議具有廣闊的市場前景。
參考文獻
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[3] 高文，趙德斌，馬思偉.數字視頻編碼技術原理[M].北京：科學出版社，2010.
變電站監控系統范文第5篇
變電站(英文稱Substation)，是電力系統中輸電和配電的集結點。目前的變電站監控體統是一種智能化、數字化、自動化和網絡化的系統。變電站系統中的遙測數據信息是指利用遠動的遙測功能采集的數據信息，遙測數據信息的傳輸主要是通過多種渠道與裝置將遙測數據的各種參數傳送到變電站的，遙測數據信息主要分為電量與非電量兩種形式，其中電量主要包括母線電壓、系統頻率、電流流動電力設備(即發電機與變壓器)以及輸電線的有功功率、無功功率和電流，而非電量主要包括發電機機內溫度和水電廠水庫的水位等。這些信息中電量的電流、電壓與功率是隨著時間變化的，而電量中的電流、電壓以及功率變量主要通過互感器與變送器將要遙測的交流強電信號變成0-5V或0-10mV的直流信號，之后再送入變電站的監控系統，或者也可以將要遙測的交流強電信號變成幅度較小的直流信號進而送入監控系統，之后再由監控系統進行交流信號采樣。遙測數據信息的傳輸主要是從變電站向電力調度中心傳送的過程，或者從下級電力調度中心向上級電力調度中心傳送的過程。因此在變電站系統中的遙測數據信息的采集與處理是電力系統正常運行的關鍵。
2.變電站遙測數據采集
2.1遙測數據信息的采集系統
變電站為了使得遙測數據信息采集系統更加靈活、可靠與安全，因此變電站的遙測數據信息采集系統是采用模板化的結構，其中各個模板都發揮了一定的數據采集與處理能力。遙測數據信息采集系統的模板主要是MAIN主模板，該模板的主要功能有數據處理、流程控制、遠程通信等，另外遙測數據信息采集系統還包括一些輔模板，即I/U模板、PSYN模板、RF調制解調模板以及信號輸入防雷模板等。變電站的遙測數據信息采集系統具有故障自檢能力，及對遙測數據不正確情況引發的變電站故障可以自己檢測故障點，進而發揮自檢功能對變電站進行快速檢修，確保變電站的正常運行。在遙測數據采集系統中大力應用了單片機的原理，通過在MAIN主模板上應用具有ISP和IAP能力的容量較大的FLASHRON單片機，可以進行遠程遙測數據信息，無需技術人員站到遙測地點進行遙測，因此這種單片機原理的應用可以在交通惡劣的地方發揮了更大的作用，進而極大減輕維護工作量，提高維護效率。
2.2變電站遙測數據信息采集的流程
遙測數據采集系統中的CPU采用的是單片機8031，單片機8031內部的寄存器件30H中存放有遙測量選通通道(00H-1FH)，并且在遙測數據采集流程中初始化為00H，同時啟動一次A/D轉換，以此觸發中斷，之后將A/D轉換的數據存入到單片機6264中，其要測量選通通道為2000H-203FH，此時注意低字節在前，高字節在后。變電站遙測數據信息采集的流程。
3.遙測數據采集系統的基本裝置模式
遙測數據采集系統基本裝置的工作流程是將變電站的遙測數據傳送到電力調度中心，首先，可以通過電流變送器、電壓變送器和功率變送器將遙測數據中交流信號和電量參數傳送到變電站，再由變電站的變送器和傳感器將交流信號轉換為直流模擬信號，這些直流模擬信號受到模擬多路開關的控制分時接入模擬數據轉換電路，然后使用線性系統循環碼進行編碼和計算，從而獲取實際的電流數字量，然后進行同步的信道調制、信道譯碼，將遙測電能量通過在遙測CRT顯示器上顯示出來，通過主計算機和模擬屏的校隊發現數據不對時，應該返送校對和核查，糾正錯誤。變電站遙測數據采集系統的基本裝置模式工作流程。
4.變電站監控系統的通信原理
(1)IEC61850標準是目前關于變電站通信網絡和系統的最先進國際標準，我國許多電力企業都將全面使用IEC61850標準，可以有效降低變電站遙測數據采集成成本和維護費用，進而充分利用系統資源，提高變電站遙測數據的可靠性，促進電力企業陸續推出很多符合IEC61850標準的產品.
(2)IEC61850標準的主要內容包括含義完整的信息模式、通信模式等建模步驟，它是為了實現將功能先分解然后再組合的過程。IEC61850標準為了實現不同廠家的IED之間的互操作性，通過標準的信息分層、面向對象的自我描述、數據對象統一建立模式以及通信服務映射等技術建立數據采集處理的無縫通信系統，而這種無縫通信系統廣泛應用于變電站遙控數據的采集和處理過程，不僅加快了遙測數據采集和處理速度和效率，而且提高了變電站數據庫的完整性、可靠性、互操作性、穩定性和信息可擴充性。
(3)IEC61850標準的面向對象的自我描述特征是指利用面向對象的、面向應用開發的自我描述方式來采集處理數據肯信息，具體地說是指在數據源就對監控對象本身進行自我描述，使得接收方收到的數據都帶有自我說明，不需要再對數據進行對應及標度轉換等工作，使得不同設備之間、不同廠址之間實現數據接入胡互操作性，從而簡化了對遙測數據的采集處理和維護過程，提高變電站遙測數據采集的速度。
5.基于變電站遠動裝置的遙測數據采集與處理
為了完成變電站與調度中心之間的遠距離信息的自動輸送，必須利用遠動技術和遠動系統，采用遠動裝置。變電站遠動裝置既包括一種很簡單的單一對象控制的簡單遠動系統，又包括一種很大的綜合系統，但無論是哪種類型的遠動裝置，其遠動系統總的功能就是遠距離進行人或計算機和計算機之間交互信息。基于變電站遠動裝置的遙測數據輸入方式主要包括兩種，即查詢方式和中斷方式，其中查詢方式主要是利用CPU(中央處理器)，按照時間周期，對保存信號的輸入/輸出接口進行掃描，然后將掃描到的數據存入計算機，便于后續進行優化電路工作。在實際應用過程中，這種查詢方式的應用范圍比較普遍，這是由于查詢方式的編程比較簡單，使用簡便。而中斷方式是指一旦開關量輸入發生變化，則接口電路就會通過中斷線向處理機處于中斷允許狀態，當它完成當前的命令后可進入中斷處理程序。中斷處理程序的時間通常不長，只是進行一些緊急情況處理工作，如利用在遠方終端中的隨機存儲器作內存，可將采集到的開關狀態存等遙測數據放在內存單元中。當下次再對開關狀態遙測采集時，可通過新采到的狀態與原來的狀態進行比較，來判斷開關狀態是否變位，若發生變位時，可將事件順序記錄下來，然后再返回到原來的斷點繼續掃描過程。
6.測數據采集系統的變電站故障處理
變電站監控系統中遙測數據的采集還應用了電網自動電壓控制系統，由于這種電網自動電壓系統在各等級電壓的電網節點都安裝了檢測裝置，該控制系統的主要檢測裝置包括變壓器、電容器與線路，其中變壓力的功能是通過測量變壓器的有功功率、無功功率和母線電壓以及接頭檔位和各側電流值，以此確定變壓器的運行狀況、各側開關狀態和各測母線電壓情況等，電容器的功能是采集電容器開關上的有功功率、無功功率與電流值等，而線路的功能是采集流經線路的電流值以及該線路上的有功功率和無功功率等。，另外這種電網自動電壓控制系統的工作原理主要是通過采集各電網節點的遙測數據對電網的運行狀況進行分析，以此檢測變電站是否存在故障，以及準確的確定變電站發生故障的故障點，進而便于快速檢修故障，確保變電站快速進入運行狀態中，最終做好遙測數據的采集和處理工作。
7.結論
