变电站监控系统

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变电站监控系统范文第1篇

关键词：变电站；图像监控；智能

中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0107-02

目前，随着电力系统信息化网络技术的发展，依靠图像监控系统的建设，大部分变电站都可以实现无人值守。但现有变电站图像监控系统还只是用于防火防盗、安全保卫、主控室内场景监控等，随着变电站在线检测系统的发展和智能变电站的建设，对图像监控系统提出了新的要求。随着调度监控一体化建设的推进，集中远控的时机已经成熟，但对于就地设备的状态（例如刀闸刀口位置情况）等重要信息还需要人工现场确认，大大制约了变电站智能控制的发展，因此有必要对变电站运行设备图像智能监控进行研究，实现一、二次设备远程可视化操作控制，形成一体化的智能调度监控体系。

加强变电站图像智能监控的设置和可视化智能监控技术的研究可增强对就地设备状态（例如刀闸刀口位置情况）的监视，满足大电网实时运行控制的要求，实现对电网运行信息的形象、直观和集成展示；进一步加强基础数据管理，实现多维度一体化的调度信息和实时数据的分布式共享；实现一、二次设备远程控制和监视，形成一体化的智能调度监控体系，达到减员增效、缩短故障排除时间、提高供电可靠性、加速智能电网建设的目的。

1 图像智能监控系统配置原则

变电站图像智能监控系统在满足原安防、保卫、图像监控功能的同时，为适应未来智能调度监控系统发展的需要，其应满足以下要求：

①统一性。依据国际、国内规范化标准，统一规范建设、管理，确保整个系统的各种软件、硬件达到服务的规范化和管理的高效性。

②开放性。图像监控系统与其他系统之间的通信接口，应符合开放系统互联标准和协议，支持多种网络协议，实现各系统间的数据共享。

③可扩展性。软、硬件平台应具有良好的可扩展能力，能够方便地进行系统升级和更新，以适应各种不同业务的不断发展。

④可靠性。具有较强的容错、抗干扰能力和良好的恢复能力，主要设备应采用双机或镜像备份工作方式，保证系统稳定运行。

2 图像智能监控系统配置情况及相关模块功能

图像智能监控系统在变电站安装的硬件主要包括：摄像机（网络高清摄像机、模拟摄像机、轨道摄像机等）、多功能控制主机、视频处理单元（网络硬盘录像机DVR）、视频处理单元（网络视频录像机NVR）、多维可视监控综合主机、磁盘阵列、图像智能分析服务器。系统硬件结构图如图1所示。

①摄像机。满足对变电站场所环境及主要设备（主变、开关、刀闸等）进行监控的要求，能在夜晚或光线极差的情况下清晰显示监控目标的图像。

②多功能控制主机。通过规约分析和直接采集变电站现场信号，监控的信号包括遥测类、遥信类、遥控类。

③视频处理单元（网络硬盘录像机DVR）。负责采集变电站所有模拟摄像机的音视频信号。

④视频处理单元（网络视频录像机NVR）。负责采集变电站所有网络摄像机的信号，进行编解码运算后，把音频信号存储到磁盘阵列。

⑤多维可视监控综合主机。是系统的核心设备，负责变电站站端与地区中心主站的通讯，获取主站的控制指令，管理变电站站端各设备，把视频数据、状态数据等上传到中心主站。

⑥磁盘阵列。负责存储变电站摄像机的音视频信息。

⑦图像智能分析服务器。负责对变电站内主要设备、仪表等进行智能分析，并提供实时的智能分析结果。

3 图像智能监控系统网络配置情况及要求

变电站站端网络系统采用10～100 Mb/s（10/100BASE）光/电接口接入监控专网，不允许采用共享带宽组网方式；变电站与中心主站至少保证10M以上的网络带宽（标清模式监控）或30 M以上的网络带宽（高清模式监控）。

图像智能监控系统的软件按照大型分布式联网监控系统的结构进行规划，采用分层的模块化结构，模块之间的通信应按规定接口进行，运行平台采用Windows XP以上操作系统。系统软件主要包括以下14个模块：巡视操作模块、巡视路线设置模块、录像查询模块、日志查询模块、权限控制模块、报警管理模块、辅助控制模块、SCADA接口模块、网络带宽自适应模块、图像智能分析模块、变电站主要设备关联性显示模块、变电站主要设备图像巡视及人工报表模块、变电站鸟巢自动巡视模块、变电站主变压器漏油监测模块。

系统软件还应满足以下要求：能根据应用需求支持集中处理模式和分布式处理；具有良好的开放性，以便于与其他应用系统的连接；具有很好的可移植性，支持多种操作系统，并能移植到不同厂家的硬件平台上运行；能适应多种大型数据库系统；具备完善的、分级的操作/访问权限控制机制，运行安全可靠；具有数据备份及灾难恢复功能。

4 图像智能监控系统实现的功能

①信息实时上传功能。主要包括：摄像头预置位配置信息、现场实时图像、图像智能分析结果、与消防系统、安防系统、SCADA系统的联动等相关信息上传。

②变电站内动力环境数据采集、处理及实时上传功能。通过报警采集模块采集消防、安防报警信息，实现现场报警，同时把报警信息传输到地区中心主站；通过温湿度采集模块采集变电站内温湿度测量值并上传到地区中心主站。

③图像智能分析功能。主要包括：对仪表的智能分析；刀闸开、闭状态识别；开关（刀闸）翻牌器开、闭状态识别；控制柜指示状态识别；对开关、刀闸的整体智能分析及自动报警功能；对主变压器的整体智能分析及自动报警功能。

④作业监控和管理功能。通过智能分析技术系统可以自动判断进入某个区域的作业人数、进入时间、离开时间、滞留时间等，并进行自动录像和事件保存，同时根据中心主站的调用指令将智能分析结果上传。

⑤对主要设备或区域设置。可以对变电站的主要设备或区域设置，当有人进入时，系统自动报警并将报警信息上传中心主站。

⑥网络带宽自适应功能。当变电站的图像信息被一个或多个用户调用时，系统根据实时可被利用的带宽、用户的级别、调用图像重要程度等判断上传图像的格式。

5 结 语

该系统整合、完善了计算机监控、在线监测、智能辅助控制等系统，实现对电网的全局在线远程跟踪、自动智能告警、分析决策、综合预警、远程运行维护，为实现变电站一、二次设备远程可视化操作控制，形成一体化的智能调度监控体系提供了必要条件，更好地确保了电网运行的安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保。

参考文献：

[1] 刘鹏杰.变电站视频监控系统的设计和应用[J].电力系统自动化，2011，（8）.

[2] 杨谦，张晓.变电站图像监控系统技术的应用研究[J].电气工程与自动化，2011，（24）.

[3] 刘涛.远程监控系统在无人值守变电站中的应用[J].系统设计与应用，2011，（6）.

[4] 张新尧，彭波涛.变电站图像监视系统的应用[J].信息科技，2011，（11）.

变电站监控系统范文第2篇

【关键词】变电站；计算机监控系统；数据通信

1.引言

九十年代以前变电站大都是通过远动终端（RTU）实现数据的集中采集、处理、传输并接收上级调度控制中心下发的遥调、遥控命令。这种方式均为集中组屏，通过控制电缆将现场遥测、遥信、遥调及遥控信号全部引至主控楼的远动机房或控制机房内的遥信端子柜和变送器柜上，站内监视和控制通过常规仪表盘、控制盘等设备来完成，上级调度对厂站的遥调、遥控命令通过点对点远动通信方式直接发给RTU，RTU经过校核、处理再下发给现场执行机构以达到远方控制要求。八十年代后期至九十年代初期以RTU兼当地功能的方式在一些厂站开始采用，但常规仪表盘柜仍然保留，这种方式只是为现场调度员或监视人员提供一种用计算机显示画面进行监视的手段，控制操作仍采用常规方式。九十年代中后期随着计算机、网络、通信技术的发展，以及微机型继电保护装置的大量采用和变电站监控系统在功能和可靠性方面的逐渐完善和提高，变电站监控系统在新建和扩建的变电站建设中得到较为广泛采用。该系统通常采用分层分布式结构，按间隔设计，扩充性好，安装比较方便，各种控制电缆直接到继电保护小室，小室内I/O单元通过现场总线连接，并与站控层通过光纤连接，抗干扰能力强，大大地减少了控制电缆的使用和敷设数量。然而，由于生产厂家的不同，因此，所提供的系统在结构和性能方面有较大的差异，有的系统能够满足站内监控的要求，但是，在有些指标（如实时性）却不能满足上级调度控制中心的要求；有的系统虽然在指标上能够满足两者的要求，但是在系统的结构上又不尽合理。笔者将从以下几个方面对变电站计算机监控系统技术方案及其相关问题进行探讨。

2.变电站计算机监控系统技术方案

变电站计算机监控系统应采用分层分布式结构，由站控层和间隔层组成，其抗干扰能力、可靠性和稳定性要满足现场实时运行的要求，满足各调度端对实时数据的要求，且应具有较好的可扩充性。系统具有遥测、遥信、遥调、遥控、SOE功能，实时信息能以不同规约，通过专线通道或网络通道向有关调度中心传送，并接收指定调度中心的控制指令。

由于各厂家的系统不尽相同，其建议的技术方案也不同，实施后的效果也有很大差别，有些则达不到设计要求，所以如何按照电网实时调度的要求，搞好技术方案的设计，并使数据得到快速、有效、合理的处理，这些都是系统设计和实施过程中需要解决的问题，下面根据对变电站计算机监控系统的研究给出几种可行方案供参考。

此方案的主要特点是：

2.1.1 I/O测控单元支持网络功能，直接接入站控层的以太网上，实现采集数据直接上网，减少了中间转换环节，数据传输比较快，但要求数据同时向站控主机和远动通信工作站传送，远动通信工作站独立构建向有关调度中心传送的数据库；

2.1.2 与有关调度中心的数据通信采用专门的远动通信工作站完成，其实现方式有两种，一是通过专线利用串口实现数据传输，采用规约主要有DL/T634-1997，IEC870-5-101，μ4F，CDT，CDC TypeⅡ，SC1801等，二是通过路由器上网实现网络数据传输，底层采用TCP/IP，规约主要有DL476-92，IEC60870-6 TASE 2，IEC870-5-104等。

此种方案的特点是：

2.2.1 I/O测控单元通过现场总线链接，采集的数据通过数据处理单元接入站控层的以太网上，系统增加了一个中间数据处理环节，处理后的数据同时向站控主机和远动通信工作站传送，远动通信工作站独立构建向有关调度中心传送的数据库，此方案主要解决I/O测控单元不能直接上以太网的问题；另外，随着技术的发展，现场总线要逐步向以太网过渡；

2.2.2 各I/O测控单元与数据处理单元通过现场总线组成的网络传输实时数据；

2.2.3 与有关调度中心的数据通信采用专门的远动通信工作站完成，其实现方式与方案1相同。

此种方案的特点是：

2.3.1 I/O测控单元采集的数据通过数据处理单元接入站控层的以太网上，系统增加了一个中间数据处理环节，处理后的数据同时向站控主机和远动通信工作站传送，远动通信工作站独立构建向有关调度中心传送的数据库，此方案主要解决I/O测控单元不能直接上以太网的问题；

2.3.2 各I/O测控单元与数据处理单元通过串行总线传输实时数据；

2.3.3 与有关调度中心的数据通信采用专门的远动通信工作站完成，其实现方式与方案1相同。

此种方案是方案2和方案3中远传数据方式的的一种变化型式，其特点除方案2和方案3中各自具有的特点外，主要体现在数据处理单元同时负责与有关调度中心的数据通信（远动专线和网络）而不再设专门的远动通信工作站，其实现方式与上述三种方案所述相同。

这种方案也可看成是以常规RTU方式兼作站控系统的数据采集部分来实现变电站监控系统功能的。

3.几种方案的技术性能比较

第一种方案为分布式I/O采集装置通过内嵌网卡（口）直接上以太网，数据传输不经过转接，直接送往主机和远动工作站，因而速度最快，数据通信（专线、网络）由专用的远动工作站完成，不足之处是网络负荷较重，这在设计中必须予以考虑，以及对数据流进行优化。

第二、三种方案中增加了中间数据处理机，负责采集数据的集中和处理，这两种方案主要解决了I/O测控单元不能直接上以太网的问题，由于在数据的传输过程中增加了一个环节，因而数据传输的速度方面较第一、四种方案慢一些。

第四种方案中也增加了中间数据处理机，但此处理机不仅负责采集数据的集中和处理，同时也负责与远方调度中心的数据通信，由于这种方案省掉了远动工作站，故可降低造价，数据传输的速度也较快，这种方案不仅对中间数据处理机的技术性能、处理能力和处理速度要求较高，还要求该中间数据处理机具备网络传输功能以实现网络数据通信，一般来讲该中间数据处理机要具有多CPU处理机制，能实时处理多任务、多进程，这样才能适应多功能、高效率的要求。

上述四种方案中，远动工作站和中间数据处理机要求采用冗余热备用方式，以提高系统可靠性。

通过对四种方案的分析，我们认为上述四种方案在做好优化处理后均能满足要求，但综合比较来看第四种和第一种方案在数据处理、传输的效率和速度方面更为理想，而且比第二、三种方案少配两台机器（中间数据处理机或远动工作站），因而可降低一些造价。

另外，需要说明的是，上述四种方案中，均考虑了网络通信方式，在实际的工程设计和实施过程中是否采用此种方式还要根据实际通信现状来决定。

4.数据通信方式及数据传输规约

目前数据通信的方式主要有两种，一是常用的，在专线上实现的串行通信方式，采用规约主要有IEC870-5-101，DL/T634-1997，μ4F，CDT，CDC TypeⅡ，SC1801等，随着计算机网络技术的发展，特别是电力数据网络的建设使用给数据通信带来一种崭新、快捷、可靠的方式，这就是网络数据传输方式，计算机或RTU通过内部网卡（口）利用路由器上电力数据网，以TCP/IP协议实现网络数据传输，由于路由器具有自动选择、切换路由的功能，使得数据通信较专线方式更加可靠，采用的通信规约主要有DL476-92，IEC60870-6 TASE 2，IEC870-5-104等，上述两种方式中的数据通信规约，我们建议要逐步向国际标准靠拢，专线方式采用IEC870-5-101，网络方式采用IEC60870-6 TASE 2和IEC870-5-104。

5.变电站计算机监控系统需处理好与站内相关系统的关系

5.1 变电站监控系统与继电保护系统的关系

继电保护系统担负着变电站和电网安全的重要使命，是保护电力系统非常关键的一个环节，这是保电网安全稳定运行的最后一道关口，其安全性、可靠性等级是最高的，这些都要求继电保护系统必须是一个独立的系统。变电站监控系统不得影响继电保护系统的独立性，保护的控制回路不进入站内监控系统，监控系统只是用来显示，一个安全可靠性等级较低的系统，不能影响到安全可靠性要求更高的系统，这是一条原则，必须坚持。

5.2 变电站计算机监控系统与电能量采集系统的关系

在输纽变电站及关口变电站一般都安装有电能量采集系统，电能量采集系统向有关部门传送电量信息时多采用拨号方式，随着网络技术的发展以及变电站计算机监控系统的建设，给电量信息通过网络传输提供了另一种快速、方便的形式，所以电能量采集装置可通过自身的网卡或网口连接到网络接入设备上，经过路由器上电力数据网，实现网络数据传输。

5.3 变电站计算机监控系统与MIS系统的关系

变电站监控系统担负着电网实时数据的采集和处理，是个闭环系统，而MIS系统是各种生产信息、管理信息的综合利用，是非实时系统，两系统不应混为一谈。变电站监控系统与MIS系统联网，其信息流应该是单向，就是允许必要的实时信息向MIS系统输送，但是不能够反向传输，闭环控制的很多实时信息是MIS系统所不需要的，没有完全开放的必要，所以变电站监控系统必须与当地的办公自动化系统（MIS）有效隔离，以保证控制系统安全。

6.变电站计算机监控系统设计中的几点考虑

6.1 实时性要求，遥信1-2秒，遥测2-3秒（采集单元经监控系统处理到通信出口）；

6.2 遥测数据精度要求（不低于常规RTU方式）；

6.3 可靠性要求，一是远动通信工作站或通信网关与当地的数据服务器要相互独立，二是当地或上级调度下发的动作指令要准确可靠地执行；

6.4 标准化要求，即软硬件产品以及通信接口、规约应符合国际标准或国家标准；

6.5 正确处理计算机监控系统与变电站其它系统之间的关系，使之即有联系又能保持独立性。

7.几个需要研究和探讨的问题

7.1 变电站实时信息不仅要满足站内监控的要求，还要满足上级调度部门对信息的实时性、准确性的要求，满足调度部门对站内设备控制和操作的可靠性要求，所以监控系统的技术方案设计以及信息流的合理流向问题都是需要研究和探讨的课题，只有采用好的技术方案并使数据得到快速、有效、合理的处理，才能使系统稳定、可靠，才能满足站内和调度部门对信息的实时性、可靠性要求，才能满足电网安全的要求。

7.2 过去变电站内的RTU装置都是由调度部门直接管理和维护的，而目前变电站及站内自动化监控系统多为电力公司所属超高压公司或运行工区等单位负责运行维护和管理，也就是说运行维护、管理方式变了，这种变化为维护管理部门提出了一个问题，即监控系统出现故障影响实时数据的处理和传输时，调度部门的自动化人员如何与维护部门沟通，维护人员如何保障故障的及时解决，如何加强和提高维护人员的技术水平等等都是目前急需考虑的事情。

7.3 对于无人值守的变电站，其监控系统的要求和功能如何设计，与站内自动化系统如何考虑和结合是今后需要研究的问题。

8.结论

随着我国电网建设的发展和安全要求的不断提高，自动化技术、产品的开发要适应这种新形势下的要求，加强新技术、新思想的研究，努力开发具有自主知识产权的产品，提高市场竞争力，加强变电站计算机监控系统运行的可靠性与稳定性，保障实时数据的准确性和及时性，要积极采用硬、软件成熟、可靠的产品，变电站（开关站）的建设也要朝无人值守和少人看守的方向发展。

变电站监控系统范文第3篇

关键词：变电站 综合自动化 监控系统 无人值班 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

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：

昆明电网近年来实行新的集控模式，厂口变电站作为云南电网试点的500kV无人值班站，需要对监控系统进行改造以满足无人值班的要求。为提高厂口变电站监控系统的运行可靠性和自动化水平，同时满足无人值班的要求，2011年对原监控系统进行了通信管理机和监控后台的升级改造，提高了厂口变电站的安全稳定水平，同时实现了无人值班。

监控系统现有结构

500kV厂口变电站监控系统采用南京南瑞科技有限公司生产的BSJ计算机监控系统，采用分层分布式双以太网结构，分为变电站层和间隔层两层。测控装置按电气间隔配置，安装在现场继电保护小室内。

改造前的主要问题：

T6通信控制器属于早期产品，经过近8年的长期运行，插件故障率增高，缺陷多，维护起来也十分复杂。同时保护小室中的T6通信控制器四遥量信号容量已满，无法满足改扩建的需求。T6通信控制器已停产，目前懂得维护的人员已所剩无几，相关备件也停止生产。

T6通信控制器不能将所接收到的保护装置软报文信号传输到站控层NSC300通信控制器，所以软报文信号无法上送到集控站，无法实现无人值班。

BSJ监控后台工作站硬件配置较低，运行速度较慢。

BSJ监控系统数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具性能较弱，使用很不方便，维护工作效率低。

改造总体思路

改造采取了在保护小室新增加NSC300通信控制器，将保护装置通过串口直接接入NSC300，再由保护小室中的NSC300将软报文信号上送到站控层。由站控层的NSC300将软报文信号送到集控站，从而实现无人值班的要求。而测控装置信号通过双LON网接入T6通信控制器，再由T6通信控制器将本小室测控装置信号送到小室新增加NSC300，进而送到站控层交换机。

同时本次改造更换了后台监控系统，使用南京南瑞科技有限公司生产的新一代基于UNIX的监控系统―NS3000，该套监控系统基于UNIX平台，人机功能完善，数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具等维护起来十分方便。

改造过程中的特点

间隔层与站控层之间的通信

厂口变电站站控层设备数量多，运行时间长，所有T6通信控制器与NSC300通信控制器均在站控层网络上同时运行，可能会造成T6通信控制器出现死机的情况，使得后台监控系统、各级调度及集控站远传系统出现数据异常或中断。因此在进行调试工作时需要逐个小室依次进行，一个小室调试全部完成后再进行下一个小室的调试。

改造过程中变电站网络结构

小室间隔层交换机负责传输小室内满足XT9712、网络103规约的两种报文，为了提高两种形式的网络应用协议在交换机中进行数据传输的效率，减少整个网络范围内广播包的传输，对间隔层、站空层交换机进行VLAN划分，把两种规约的数据传输限制在各自的虚拟局域网内。

小室使用T6通信控制器与各小室内的测控装置进行通讯，以LON网方式连接，使用XT9712规约进行通讯。每个小室的两台T6通信控制器分别通过A网、B网共四根网线，分别接入小室内新增NSC300通信控制器屏中的A网、B网间隔层交换机。小室内的NSC300通信控制器使用S5C插件上的网口接收T6通信控制器发出的报文，通过交换机上划分的VLAN1与小室内各测控装置进行数据交换，这部分通讯使用XT9712规约；NSC300通信控制器使用NET插件上的网口通过交换机划分的VLAN2与NS300后台进行数据交换。

由于调试期间只能将单个小室接入新后台进行调试，其余小室的NSC300通信控制器必须退出运行，为了不影响运行设备的正常监控，保证小室内T6能与老后台保持通信正常，所以，将小室内交换机VLAN1中的网口与T6屏内光电转换盒连接，使得T6通过交换机恢复与老后台间的通信。

小室内的保护装置及其他智能设备采用RS485/422/232串口方式和NSC300通信控制器进行通讯。

由于设备停电时可能存在一个小室的保护设备还未完全接入小室内NSC300，另外一个小室的设备就开始停电检修的情况。在这种情况下，为了保证不影响运行设备的正常运行及调度数据，保证停电设备按期完成调试工作，在调试期间，将停电设备临时接入NSC300进行通信调试及信号核对，工作完成后将设备恢复接入T6，待小室内的所有保护装置均停电调试完成后，再将所有保护装置接入NSC300运行，退出与T6的通信。

改造中的危险点与控制措施：

遥控对点试验时误分合运行断路器

控制措施：调试前做好安全措施，将本小室停电设备以外装置遥控远方\就地把手置于就地位置，使用绝缘胶布封裹把手；退出本小室停电设备以外遥控出口压板，使用绝缘胶布封裹出口压板上桩头；通过二次措施单检查遥控远方\就地把手，遥控出口压板状态并做好记录；检查除本小室外其他NSC300通信管理机与T6通讯是否确已断开；遥控试验必须通过五防进行。

新、老后台监控系统同时运行

控制措施：改造变电站中，两台相互独立的监控计算机同时运行，一台监控改造前的设备，另一台监控改造后的设备，对运行人员而言监控时容易发生混淆，对施工人员而言工作时可能误修改已投运设备的数据库或图形界面。对运行人员：在变电站两台相互独立的监控计算机上做出明确标识，区分改造前使用的监控机及改造后使用的监控机。对施工人员：必须在施工的每一过程中落实各个间隔的接入情况，对已接入新总控并投运的设备建立表格台帐，在后期施工过程中切勿修改已投运设备的数据库或图形，如后期工作中必须要修改数据库或图形，要提前向相关部门反映，得到允许后才能进行工作。

改造完成后监控系统结构

网络结构图见图1

1.保护小室监控系统结构。

改造完成后，这些小室仍使用T6通信控制器与各小室内的测控装置进行通讯，以LON网方式连接，使用XT9712规约进行通讯。每个小室的两台T6通信控制器通过A网、B网共四根网线，分别接入小室内新增NSC300通信控制器屏中的A网、B网间隔层交换机。小室内的NSC300通信控制器使用S5C插件上的网口接收T6通信控制器发出的报文，从而采集小室内各测控装置的信号，这部分通讯使用XT9712规约。小室内的保护装置及其他智能设备采用RS485/422/232串口方式和NSC300通信控制器进行通讯。

小室内的NSC300通信控制器使用NET2插件上的网口，通过新增NSC300通信控制器屏内的间隔层交换机与主控楼计算机室的站控层交换机进行连接，从而接入站控层监控网络，使用网络103规约与站控层各设备进行通讯。

小室间隔交换机负责传输小室内满足XT9712、网络103规约的两种报文，为了提高两种形式的网络应用协议在交换机中进行数据传输的效率，减少整个网络范围内广播包的传输，对间隔层交换机进行VLAN划分，把两种规约的数据传输限制在各自的虚拟局域网内。

NS3000后台监控系统通讯方式。

改造后的后台监控系统使用南瑞科技NS3000系统，与站控层设备通讯采用网络103规约。

远传系统通讯方式。

改造后的远传系统仍使用两套NSC300通信控制器分别与南网总调、省调、地调及集控站进行通讯，这些通信控制器使用NET2插件上的网口从站控层网络采集数据，经过处理后转发各调度及集控站。

结束语

500kV厂口变电站监控系统改造后，满足了无人值班的要求，作为云南电网中的试点，500kV厂口变电站率先实现了少人值班（值班人员不负责监盘，只负责日常操作和设备巡视）。同时全站自动化设备运行可靠性明显提高，为云南电网主干网的的安全稳定提供了坚实的基础。

参考文献：

邓先友,吕涛,曹继丰.500kV变电站监控系统升级改造.电力安全技术,2010,(4):42-44.

段日新．500kV罗洞站监控系统改造．湖北电力，2004，(1)：58-59．

杨新民．电力系统综合自动化．中国电力出版社，2010，(1)：90-130．

路文梅．变电站综合自动化技术（第二版）．中国电力出版社，2004，(8)：25-60．

变电站监控系统范文第4篇

关键词：变电站；同轴电缆；高清化；视频监控系统；系统使用率 文献标识码：A

中图分类号：TM72 文章编号：1009-2374（2017）11-0031-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.016

1 背景技术

江门供电局变电站视频及环境监控系统主站已经建设完成6年，该主站按照南方电网变电站视频及环境监控系统技术规范标准建设，后续变电站视频及环境监控系统建设都需要按照南网标准建设，但是该局原有建设的变电站视频监控系统中大部分还不具备接入基于南网标准建设变电站视频及环境监控系统主站能力。主要原因是原有的变电站视频监控系统建设时间早，采用模拟视频技术，同轴电缆传输（主要采用：SYV75-3或SYV75-5同轴电缆）；旧有的变电站视频监控系统设备很多已经出现故障，需要维修更换，安装旧有设备的情况维修更换还是无法接入新的变电站视频及环境监控系统，原有系统建设前端摄像机大部分采用CIF、D1清晰度建设，随着视频监控技术的不断发展，高清化、智能化已经成为趋势，按照南网规范标准改造变电站视频监控系统需要的周期会很长，并且建设成本高。本发明是在基于同轴电缆传输的高清视频技术上开发一个装置，实现旧有变电站视频监控系统接入南网标准变电站视频及h境监控系统主站，找到低成本、快速部署、符合现有电站视频监控系统情况的高清升级改造技术方案，实现变电站视频监控系统统一管理，为更好地服务于南方电网。本次发明基于成熟化的同轴电缆传输高清视频技术，利用系统原有线缆，不改变系统结构，只需更换前后端设备即可实现图像视频的高清化、系统智能化、系统标准化。现有系统结构如图1所示：

2 视频监控系统的技术改进

通过接入同轴电缆传输高清视频技术，实现复用已有模拟系统同轴电缆的，在不改变原有同轴电缆线路以及监控点位数量的情况下，可以将系统从标清升级为高清，将原有系统中的摄像机的清晰度由原来的CIF、D1提升至1080P，具有“超距高清、便捷部署、低成本”等特点。前端摄像机更换为同轴高清摄像机，通过同轴电缆将视音频信号和控制信号，汇聚到编码存储设备；旧有的编码存储设备，需要替换为同轴高清硬盘录像机；距离大于500m的前端点位，一般会使用光纤进行传输，因此线路上可以复用原有的光纤传输链路，只需将光端机替换为同轴高清光端机，即可实现监控信号的传输；距离小于500m的监控点位，使用原有的同轴电缆即可实现监控信号的传输；由于同轴高清技术可以实现信号的复合传输，包括视频信息、音频信号、报警信号、控制信号，因此音频、报警等信号可以直接接入到前端摄像机上而不需要单独拉线缆进行传输，降低了成本和施工复杂度。同轴高清技术具有视频信号无损、信号传输无延时、多种信号共缆传输（包括视频、音频、报警、控制）等特点，利用以上特点可以在系统升级改造时实现对原有系统优化，比如：原有系统中某个摄像机采用固定摄像机，现在已经不能满足使用需求，需要更换为云台摄像机，现场还需增加报警设备、音频数据，原有系统需要新敷设控制线、报警信号线、音频线各一条，将原有固定摄像机更换为云台摄像机，增加报警设备、音频采集设备，同轴高清技术无需以上线缆，只需更换前端摄像机，增加报警设备、音频采集设备，利用原有同轴电缆即可将所有信号上传、摄像机控制等，并且摄像机可以升级成为高清1080P视频。通过对后端同轴高清硬盘录像机的上传信号进行重新编码，使之信号符合南方电网变电站视频及环境监控协议规定要求，使得原有变电站视频监控系统得以上传至主站，实现统一管理、统一调度、统一控制等，改变原有变电站视频监控系统独立运行的问题，提高系统使用率。系统连接图如图2所示：

3 项目采用的技术原理

第一，基于南方电网变电站及视频监控系统协议标准开发一个具有三种类型信号（模拟、同轴高清、网络）前端摄像机接入的后端控制主机，使得该设备具有较好的通用性、扩展性、延续性。

第二，高清同轴摄像机在调制方面采用基带调制与正交调幅调制技术，将视频调制为模拟电信号再进行传输，即高清复合视频接口。该技术避免CVBS的色度串扰现象，将亮度和色度信号进行彻底分离，进一步提升画面品质。

第三，高清同轴摄像机实现多信号共缆传输，在消隐区中同时嵌入了音频信号与双向数据通信信号。音频信号复合于行消隐中，以增加与视频信号的同步性，并通过自动补偿技术，最高支持44.1kHz采样率。正向和反向数据信道复合于帧消隐中，通过双向传输控制信号，实现接收端和发送端之间传输信息，支持如相机变焦、云台转动、实时报警等控制命令。其中正向发送数据由于发送时刻和电信号波特率可预测，且接收端具备高性能的自动补偿技术，可以支持较高的传输波特率。而反向发送数据由于存在阻抗匹配和信道传输不确定性的影响因素，信号频率较低且每次发送的数据量有限，因此支持的波特率较低。当然，反向信道也采用了自动补偿技术，对电信号的远距离传输信号进行一定的恢复。

第四，图像的品质、记录的保存、系统的安全性是数字监控系统三大要素，在记录保存方面使用了硬盘录像技术，具有以下特点：（1）多路实时性：系统用实时并行处理技术，每路信号均可独立操作互不干扰；（2）长时间录像存储：在保证图像清晰度和实时性的前提出下，提高了录像效率，支持长时录像；（3）智能录像管理：可按时间等设置参数对录像进行管理；（4）精细查询、回放功能：用户可根据摄像枪编号、时间段、事件等条件准确快速查找到所需要的录像文件并回放。回放时可随意快进、慢放、逐帧、逐秒、重复等方式，图像可以全屏放大；（5）高效成熟的压缩算法：系统采用压缩比大、实时性较强的压缩方式，减少存贮的介质。

4 改进技术的效果

（1）线路复用。最大化地复用原有传输链路，包括同轴电缆、电源供给等；（2）超距传输。传输距离在500m以内时，无需光端机等中继设备；（3）架构不变。尽量不改变现有监控系统体系，利用原有的业务系统；（4）信号复合传输。在同轴电缆上，可以传输视频、音频、控制信号，实现音视频同步采集、终端控制、语音对讲等功能，因此在施工时可以减少布线；（5）施工便捷。工程施工上，主要是替换前端摄像机和存储设备，施工技术门槛低，符合传统的施工方式；（6）经验复用。工程设计上，可以采用原有的设计方案；施工上，工人无需培训，直接复用模拟系统的建设施工经验；系统的使用上，原有业务人员日常工作无差异；系统维护上，业务经验和行政管理安排无需变更；（7）高性价比。充分考虑改造成本、运维成本等，投资收益最大化；（8）实现原有变电站视频监控系统得以上传至南方电网协议的变电站视频及环境监控系统主站，实现统一管理、统一调度、统一控制。

5 技术关键点及创新点

5.1 技术关键点

（1）三混合信号站端控制主机南网协议开发；（2）同轴电缆高清视频远距离传输调制技术；（3）高清视频信号补偿技术；（4）多种信号共缆传输。

5.2 创新点

（1）即有模拟变电站视频监控系统具备接入南网标准的变电站视频及环境监控系统主站；（2）利用同轴电缆实现变电站视频监控系统的低成本高清升级改造，同时改造周期短，实现系统快速部署（3）模拟高清调制技术，实现高清视频无损、无延时传输，即使是通过网线传输仍然能够保证图像质量；（4）信号复合传输，在同轴电缆或者双绞线上均可以传输视频、音频、控制信号，实现音视频同步采集、终端控制、语音对讲等功能；（5）线路复用，最大化地利用原有传输链路，包括同轴电缆、电源供给等；（6）利旧采用已敷设的同轴线缆，最小成本传输高清面，同时可传输音频、控制、报警信号，并支持南网协议，兼容现有主站平台。

6 结语

目前系统内变电站还有很多既有的模拟信号传输的变电站视频监控系统，该部分系统很多变电站视频监控设备及敷设线缆还未到年限，现有的改造方案是需要将原有的所有设备及线缆都进行更换，系统改造成本高、周期长；采用同轴电缆方式改造，利用原有的线缆，即有系统的摄像机无故障的部分还可以继续使用，故障的部分采用更换同轴高清摄像机即可，无需更换重复敷设电缆，实现高清视频监控。综合以上考虑，同轴高清编码南网协议具有广阔的市场前景。

参考文献

[1] 涂光瑜，罗毅.电力遥视系统原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2] 刘荣.DSP技术的现状及发展[J].电子技术应用，1999，25（4）.

[3] 高文，赵德斌，马思伟.数字视频编码技术原理[M].北京：科学出版社，2010.

变电站监控系统范文第5篇

变电站(英文称Substation)，是电力系统中输电和配电的集结点。目前的变电站监控体统是一种智能化、数字化、自动化和网络化的系统。变电站系统中的遥测数据信息是指利用远动的遥测功能采集的数据信息，遥测数据信息的传输主要是通过多种渠道与装置将遥测数据的各种参数传送到变电站的，遥测数据信息主要分为电量与非电量两种形式，其中电量主要包括母线电压、系统频率、电流流动电力设备(即发电机与变压器)以及输电线的有功功率、无功功率和电流，而非电量主要包括发电机机内温度和水电厂水库的水位等。这些信息中电量的电流、电压与功率是随着时间变化的，而电量中的电流、电压以及功率变量主要通过互感器与变送器将要遥测的交流强电信号变成0-5V或0-10mV的直流信号，之后再送入变电站的监控系统，或者也可以将要遥测的交流强电信号变成幅度较小的直流信号进而送入监控系统，之后再由监控系统进行交流信号采样。遥测数据信息的传输主要是从变电站向电力调度中心传送的过程，或者从下级电力调度中心向上级电力调度中心传送的过程。因此在变电站系统中的遥测数据信息的采集与处理是电力系统正常运行的关键。

2.变电站遥测数据采集

2.1遥测数据信息的采集系统

变电站为了使得遥测数据信息采集系统更加灵活、可靠与安全，因此变电站的遥测数据信息采集系统是采用模板化的结构，其中各个模板都发挥了一定的数据采集与处理能力。遥测数据信息采集系统的模板主要是MAIN主模板，该模板的主要功能有数据处理、流程控制、远程通信等，另外遥测数据信息采集系统还包括一些辅模板，即I/U模板、PSYN模板、RF调制解调模板以及信号输入防雷模板等。变电站的遥测数据信息采集系统具有故障自检能力，及对遥测数据不正确情况引发的变电站故障可以自己检测故障点，进而发挥自检功能对变电站进行快速检修，确保变电站的正常运行。在遥测数据采集系统中大力应用了单片机的原理，通过在MAIN主模板上应用具有ISP和IAP能力的容量较大的FLASHRON单片机，可以进行远程遥测数据信息，无需技术人员站到遥测地点进行遥测，因此这种单片机原理的应用可以在交通恶劣的地方发挥了更大的作用，进而极大减轻维护工作量，提高维护效率。

2.2变电站遥测数据信息采集的流程

遥测数据采集系统中的CPU采用的是单片机8031，单片机8031内部的寄存器件30H中存放有遥测量选通通道(00H-1FH)，并且在遥测数据采集流程中初始化为00H，同时启动一次A/D转换，以此触发中断，之后将A/D转换的数据存入到单片机6264中，其要测量选通通道为2000H-203FH，此时注意低字节在前，高字节在后。变电站遥测数据信息采集的流程。

3.遥测数据采集系统的基本装置模式

遥测数据采集系统基本装置的工作流程是将变电站的遥测数据传送到电力调度中心，首先，可以通过电流变送器、电压变送器和功率变送器将遥测数据中交流信号和电量参数传送到变电站，再由变电站的变送器和传感器将交流信号转换为直流模拟信号，这些直流模拟信号受到模拟多路开关的控制分时接入模拟数据转换电路，然后使用线性系统循环码进行编码和计算，从而获取实际的电流数字量，然后进行同步的信道调制、信道译码，将遥测电能量通过在遥测CRT显示器上显示出来，通过主计算机和模拟屏的校队发现数据不对时，应该返送校对和核查，纠正错误。变电站遥测数据采集系统的基本装置模式工作流程。

4.变电站监控系统的通信原理

(1)IEC61850标准是目前关于变电站通信网络和系统的最先进国际标准，我国许多电力企业都将全面使用IEC61850标准，可以有效降低变电站遥测数据采集成成本和维护费用，进而充分利用系统资源，提高变电站遥测数据的可靠性，促进电力企业陆续推出很多符合IEC61850标准的产品.

(2)IEC61850标准的主要内容包括含义完整的信息模式、通信模式等建模步骤，它是为了实现将功能先分解然后再组合的过程。IEC61850标准为了实现不同厂家的IED之间的互操作性，通过标准的信息分层、面向对象的自我描述、数据对象统一建立模式以及通信服务映射等技术建立数据采集处理的无缝通信系统，而这种无缝通信系统广泛应用于变电站遥控数据的采集和处理过程，不仅加快了遥测数据采集和处理速度和效率，而且提高了变电站数据库的完整性、可靠性、互操作性、稳定性和信息可扩充性。

(3)IEC61850标准的面向对象的自我描述特征是指利用面向对象的、面向应用开发的自我描述方式来采集处理数据肯信息，具体地说是指在数据源就对监控对象本身进行自我描述，使得接收方收到的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行对应及标度转换等工作，使得不同设备之间、不同厂址之间实现数据接入胡互操作性，从而简化了对遥测数据的采集处理和维护过程，提高变电站遥测数据采集的速度。

5.基于变电站远动装置的遥测数据采集与处理

为了完成变电站与调度中心之间的远距离信息的自动输送，必须利用远动技术和远动系统，采用远动装置。变电站远动装置既包括一种很简单的单一对象控制的简单远动系统，又包括一种很大的综合系统，但无论是哪种类型的远动装置，其远动系统总的功能就是远距离进行人或计算机和计算机之间交互信息。基于变电站远动装置的遥测数据输入方式主要包括两种，即查询方式和中断方式，其中查询方式主要是利用CPU(中央处理器)，按照时间周期，对保存信号的输入/输出接口进行扫描，然后将扫描到的数据存入计算机，便于后续进行优化电路工作。在实际应用过程中，这种查询方式的应用范围比较普遍，这是由于查询方式的编程比较简单，使用简便。而中断方式是指一旦开关量输入发生变化，则接口电路就会通过中断线向处理机处于中断允许状态，当它完成当前的命令后可进入中断处理程序。中断处理程序的时间通常不长，只是进行一些紧急情况处理工作，如利用在远方终端中的随机存储器作内存，可将采集到的开关状态存等遥测数据放在内存单元中。当下次再对开关状态遥测采集时，可通过新采到的状态与原来的状态进行比较，来判断开关状态是否变位，若发生变位时，可将事件顺序记录下来，然后再返回到原来的断点继续扫描过程。

6.测数据采集系统的变电站故障处理

变电站监控系统中遥测数据的采集还应用了电网自动电压控制系统，由于这种电网自动电压系统在各等级电压的电网节点都安装了检测装置，该控制系统的主要检测装置包括变压器、电容器与线路，其中变压力的功能是通过测量变压器的有功功率、无功功率和母线电压以及接头档位和各侧电流值，以此确定变压器的运行状况、各侧开关状态和各测母线电压情况等，电容器的功能是采集电容器开关上的有功功率、无功功率与电流值等，而线路的功能是采集流经线路的电流值以及该线路上的有功功率和无功功率等。，另外这种电网自动电压控制系统的工作原理主要是通过采集各电网节点的遥测数据对电网的运行状况进行分析，以此检测变电站是否存在故障，以及准确的确定变电站发生故障的故障点，进而便于快速检修故障，确保变电站快速进入运行状态中，最终做好遥测数据的采集和处理工作。

7.结论