变电站远程图像监控系统的功能与组网探讨(一)

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变电站远程图像监控系统的功能与组网探讨 袁荣湘1，涂晓平2 （1武汉大学电气工程学院，武汉430072；
2中兴通讯监控产品部，深圳518004）
摘 要：探讨远程图像监控系统在变电站自动化系统中应用的主要功能和组网方式，其中包括远程图像监控系统的基本功能，在变电站中应用的附加功能，变电站远程图像监控系统可能的组网方式，广泛应用的E1接入设备的基本功能、特点和组网方式，为变电站远程图像监控系统的设计和工程提供参考。
关键词：变电站自动化；图像监控；E1设备；组网
1 引言
　　无人值守是变电站自动化系统发展的必然趋势，没有远程图像监控产品的开发即在系统中建立远方可视节点的功能，变电站自动化充其量只能实现变电站的无人值班，做到真正的无人值守则是不可能的。远程图像监控功能是对远方变电站“四遥”（遥测，遥信，遥控，遥调）功能的进一步补充，又被称为远方变电站的第五遥—遥视，它是在远方变电站端装设摄像机获取图像，监视并记录变电站的安全以及设备的运行情况，并提供事后分析事故的有关图像资料，同时还具有防火、防盗等功能。
2 变电站远程图像监控系统的功能
　　变电站远程图像监控系统主要用于监视变电站设备的运行情况，同时满足防火防盗的要求，具有如下基本功能：
　　1）将多个端局的图像／声音信息进行解码处理，图像信息送到监视器显示，声音信息送到声音设备（如音箱）进行播放；
　　2）可选择观看本辖区内任意远端被控局的任何一路图像，并控制摄像机的运动、转动及控制摄像头对现场图像进行聚焦，调光，拉近及拉远；
　　3）具有双向对话动能，监控中心可以任选一路监控端局进行监听或与之通话，监控中心的声音可以广播给下面所有端局；
　　4）系统具有告警连动功能，告警发生时自动启动照明系统，以便更清楚地摄录告警地图像，有预置功能的摄像机还能自动转到预置点，同时进行图像画面切换，自动启动长延时录像机录像；
　　5）多路分频实时、同时监视，系统能在一台监视器屏幕或电视墙上同时实时显示多路来自不同变电站的图像，多个监控终端能同时监控同一或不同前端；
　　6）通过透明通道可以接入其他监测系统的数据，组成图像数据一体化监控系统；
　　7）方便友好的人机界面，所有的业务台均为全中文操作及显示界面；
　　8）网络管理功能，包括优先等级和使用权限的设置，用户操作的记录，控制权的自动协商，查询统计等；
　　9）摄像机预置功能。如果一台摄像机需要监视多个目标点，带预置功能的一体化摄像机是一种很好的选择，它能预置多个监视位置的云台和镜头参数，使用时，能方便快速地转到相应预置点，并自动调整好镜头的变焦和图像清晰度；
　　10）超温检测功能。图像监控系统应配备金属热感探测器或专用红外测温装置，能自动进行超温检测和报警；
11）安防和消防报警功能；
　　12）系统具有故障自诊断能力，出现故障时能自动进行故障定位。
变电站图像监控工程还可具备如下一些功能：
　　1）能与一些民力控制设备互联，记录和上报这些设备的运行状况；
　　2）能与计算机网络系统（如MIS网）互联，使位于网络上的相关科室的计算机也能用作监控主机，有利于领导及时了解、监督和指挥现场工作；
　　3）为了确保变电站火灾报警的可靠性，烟雾报警应能与RTU互为备用；
　　4）可以方便的扩展会议电视或可视电话功能；
　　5）具有WEB服务器功能，在保证安全的前提下，在外出差的有关人员亦可方便地得到有关信息。
2 远程图像监控系统组网方式
　　灵活的组网方式是系统成功的关键之一，各个变电站传输件各异，例如2 M、DDN、PSTN、提取时隙、公务信道等，如果远程图像监控系统的组网方式单一，就不能提供最高的系统性能，而且增加成本。变电站远程图像监控系统应能根据各个变电站的具体情况和局方的各种特别要求，提供灵活的，高性能价格比的图像监控系统。一般来说，有以下几种传输方式。
　　第一种是2 M组网方式。这种组网方式在变电站图像监控中应用最为常见，因为实时图像对带宽的要求比较高，模拟图像数字化之后大约有100M，经过压缩后可以达到384 k－2 M之间。如果线路有富余则一般取2 M传输，这样图像效果比较好。这种方式的优点在于线路丰富，传输可靠，图像质量高。
　　图1为利用2 M图像组网示意图。2 M图像组网的工作流程是：摄像机直接连到前置机的图像处理板上，图像处理板能同时接入四路图像，如果多于四路，可以在外部接一个视频切换器或画面分割器进行挑选。摄像机的模拟图像送到图像处理板，进行编码、压缩。对摄像机和镜头的控制，包括摄像机上下左右转动、调焦、调光圈和调远近，由前置机控制云台镜头控制器的动作来进行。