CN111179120A - 一种变电站监控抢修平台 - Google Patents

Abstract

一种变电站监控抢修平台，属监控领域。在变电站设置可移动式的前端视频采集系统及桌面PC客户端，在移动通信装置上设置手机APP客户端，在监控中心设置管控平台服务端；前端视频采集系统实现作业现场的视频图像采集和回传、实时语音对讲以及GPS定位功能；管控平台服务端实现信息集成、视频存储、视频监控、视频分析、统计分析、系统管理功能；桌面PC客户端对现场人员和工作情况的进行实时监控和指挥；在手机等移动终端上提供给管理人员随时随地对电力现场、设备和人员安全的实时视频查看；无线传输网络将无线视频点的图像和声音实时传输到管控平台服务端，无线接收管控平台服务端的指挥音频，做到双向语音对讲。适用于变电站远程监控领域。

Description

一种变电站监控抢修平台

技术领域

本发明属于监控领域，尤其涉及一种用于变电站的监控装置。

背景技术

近年来，随着电力系统管理体制的深化改革，变电站的自动化技术在不断进步，目前，越来越多变电站已逐步实现无人值班或值守。

另一方面，供电系统各部门、各单位也都有了相应的专用网络，随着供电系统的全面改革，对于变电站，除了常规的自动化系统之外，远程视频/环境管控系统已逐步成为无人值班变电站新增的而且是一个十分必要的自动化项目，是其他自动化手段所不可替代的。通过远程视频/环境管控系统，安全值班人员、企业领导可以随时对电站的重点部位进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各电站的安全情况，并及时对发生的情况做出反应。

然而，电力生产工作现场则存在着点多，面广，安全监督有盲区的隐患，尤其对小型，临时分散型工作还不能有效地监督。随着电站的各项新工程实施或专用网路的升级改造，现有的配置无法满足对施工全过程中电力设备的实时状态和施工进度及施工规范性等一系列问题的需求。

针对上述情况，现场巡检和维修人员希望能够有一套多平台现场移动管控系统。该系统针对变电站的特点实现一体化的监控解决方案，能实现变电站内设备运行环境、辅助设备和施工过程综合监控和管理，在设备运行或施工过程可能出现一些异常的危险时，系统能及时有效地发现这些违章行为和安全隐患，完成自动处理和报警。指挥人员可以通过实时视频获取现场的情况更快捷了解现场的问题，做出更快速的分析进行应急、交流和指导，使得应急指挥实时性更高，从而达到减少变电站设备运行损失，提高劳动生产率，增加经济效益，保障设备的正常运行，提高变电站动态管控水平的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种变电站监控抢修平台。其能够对变电站的特点，实现一体化的监控解决方案，实现变电站内设备运行环境、辅助设备和施工过程综合监控和管理，能及时有效地发现各种违章行为和安全隐患，完成自动处理和报警。可以通过实时视频获取现场的情况更快捷了解现场的问题，做出更快速的分析进行应急、交流和指导，使得应急指挥实时性更高，从而达到减少变电站设备运行损失，提高劳动生产率，增加经济效益，保障设备的正常运行，提高变电站动态管控水平的目的。

本发明的技术方案是：提供一种变电站监控抢修平台，其特征是：

在变电站设置一套可移动式的前端视频采集系统，构成一个无线视频点；

在变电站监控现场设置至少一台桌面PC客户端；

在相关管理人员随身携带的移动通信装置上，设置监控现场手机APP客户端；

在监控中心设置一个管控平台服务端；

所述的前端视频采集系统、桌面PC客户端以及监控现场手机APP客户端构成前端设备；

前端设备与管控平台服务端之间采用无线网络进行连接和数据传输；

由位于变电站的前端视频采集系统实现作业现场的视频图像采集和回传、实时语音对讲以及GPS定位功能；

由位于监控中心的管控平台服务端实现信息集成、视频存储、视频监控、视频分析、统计分析、系统管理以及电力作业现场安全综合管控平台服务端功能；

由变电站监控现场的桌面PC客户端以Web网页形式在系统的浏览器上运行或以应用程序形式在PC上运行，对现场人员和工作情况的进行实时监控和指挥；

监控现场手机APP客户端以APP的形式，在手机等移动终端上运行，提供给电网公司管理人员随时随地对电力现场、设备和人员安全实时视频查看；

无线传输网络将无线视频点的图像和声音实时传输到管控平台服务端，同时也能够无线接收管控平台服务端的指挥音频，做到双向语音对讲。

具体的，所述的前端视频采集系统至少包括一台高清红外一体球机；所述的高清红外一体球机内置大容量锂电池和超低功耗微型无线图传模块，支持各类4G/wifi无线网络，实时传输现场图像到管控平台服务端。

具体的，所述的移动通信装置至少包括手机或平板电脑。

具体的，所述的无线传输网络包括4G无线网络及固网，4G无线网络接入前端设备，固网连接管控平台服务端，两者在运营商处实现互联互通。

进一步的，所述变电站监控抢修平台的监控对象至少包括：

(1)变电站/变电站内场区环境；

(2)主变压器外观及中性接地刀位置及状态；

(3)对变电站/变电站的户外断路器、隔离开关以及接地刀闸的合分状态进行监控；

(4)对变电站/变电站内的各主要设备间进行监视。

其所述的主要设备间至少包括大门、控制室、继保室、通讯室、高压室。

具体的，所述的变电站监控抢修平台，通过对变电站厂区监控，可以实时掌握变电站周围环境，排除由于恶劣天气而导致的积水、墙面损坏，也可以对外来人员入侵进行实时的告警。

具体的，所述的变电站监控抢修平台，通过监控平台的实时观察，及时发现电力设备外壳生锈、污浊的情况，及时安排消缺工作，最大程度保障电力设备的“健康”。

进一步的，所述的变电站监控抢修平台，对电力设备的位置以及分合情况进行实时监控，明确供电系统目前的运行方式；一旦上级电源发生故障，能够实时监控本站是否有保护动作；如果有保护动作，变电运维班组可以第一时间安排运维人员去变电站现场进行确认，并及时联系调度消除安全隐患，保障电网安全稳定运行。

更进一步的，所述的变电站监控抢修平台，对变电站内作业现场实时监控，对现场违章实时纠正，对现场技术问题实时指导，同时可在手机、平板电脑、电脑等多个设备上使用，具备多方沟通功能；可实时进行权限设置，设备抢修时给予设备厂家临时权限，厂家技术人员可通过远程进行技术指导，加快抢修速度，减少抢修成本。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1、针对变电站的特点，实现一体化的监控解决方案，使变电站的管理迎合了电网向自动化、综合化、集中化、智能化的方向发展.根据实际运行需求；

2、能实现变电站内设备运行环境、辅助设备和施工过程综合监控和管理，在设备运行或施工过程可能出现一些异常的危险时，系统能及时有效地发现这些违章行为和安全隐患，完成自动处理和报警；

3、指挥人员可以通过实时视频远程获取现场的情况，更快捷地了解现场的问题，做出更快速的分析进行应急、交流和指导，使得应急指挥实时性更高，从而达到减少变电站设备运行损失，提高劳动生产率，增加经济效益，保障设备的正常运行，提高变电站动态管控水平的目的。

具体实施方式

下面对本发明做进一步说明。

本发明的技术方案，提供了一种变电站实时监控抢修指挥平台，安装在变电站中，实现实时监控、后台控制、前端报警功能。

其主要的监控对象有以下设备：

(1)变电站(所)内场区环境。

(2)主变压器外观及中性接地刀。

(3)对变电站(所)的户外断路器、隔离开关以及接地刀闸等地合分状态进行监控。

(4)对变电站(所)内的各主要设备间进行监视(包括大门、控制室、继保室、通讯室、高压室等)。

该技术方案通过对变电站厂区监控，可以实时掌握变电站周围环境，排除由于恶劣天气而导致的积水、墙面损坏，也可以对外来人员入侵进行实时的告警。

许多电力设备由于长时间暴露在空气中，难免会产生生锈、外壳污浊等情况，一旦产生生锈、污浊，就会使得设备绝缘水平下降，产生安全隐患。而通过变电站实时监控系统，运维人员可以通过监控平台实时观察，一旦发现诸如此类情况，即可及时安排消缺工作，最大程度保障电力设备的“健康”。

变电站实时监控抢修指挥平台还可以对电力设备的位置以及分合情况进行实时监控，一方面可以明确系统目前的运行方式，另一方面一旦上级电源发生故障，可以实时监控本站是否有保护动作，如果有保护动作，变电运维班组可以第一时间安排运维人员去变电站现场进行确认，并及时联系调度消除安全隐患，保障电网安全稳定运行。

如今在各个行业，监控指挥平台已经成为了企业运作中一项必不可少的组成部分，拥有了监控指挥平台，就可以对需要掌握的数据进行一个实时监控、采集、提取，从而进一步实现资料整合、工作指挥等功能。

目前对于电力行业也来说，虽然有一部分变电站已经安装了监控系统，但也只是最简单的通过监控，观察人员进出等情况，无法对变电设备进行一个实时监控，状态、位置反馈等功能。

随着电力部门网络的全面改造，各变电站都有了相应的通讯网络，这使得使远程监控成为可能。在电力调度通讯中心可以建立监控中心，能够对各变电站有关数据、参量、图像进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各变电站的情况，并及时对发生的情况作出反应。

对于这种现状，本发明的技术方案，提供了一种变电站实时监控抢修指挥平台，变电站的视频数据和监控数据由变电站前端的设备、视频服务器采集编码，并将编码后的数据通过4G网络传输到监控中心，监控中心接收编码后的视频数据和监控数据，进行监控、存储、管理。

通过这套变电站实时监控抢修指挥平台，可以实现变电设备参数实时监控、变电运维、检修工作实时指挥等功能，从而为推动电网管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。

本技术方案主要用于监控现场作业人员行为，实现以下功能：

一是录像查看，实现作业现场的视频传输和语音对话、事后追溯、人员行为分析；

二是实时监控，实现应急抢修、高风险作业、大型综合作业等情况下的实时视频传输和语音对话，开展远程辅助研判、应急指挥。

平台定位为对电力生产的服务和监督，监控范围覆盖运检配电、变电、输电及基建作业等专业。

在本技术方案中，对作业现场人员的行为监控，以实时视频监控与就地录像事后查看相结合，归纳起来，具体主要有以下三种方式：

方式一：实时视频，联网通信：

在各单位配置带4G无线实时传输功能的前端设备，主要用于计划检修、自然灾害、应急抢修或作业现场比较复杂的场景，如应急抢修指挥、输电线路组塔、变电站建设施工等。实时视频数据传输到无线视频服务器上进行远程查看。

方式二：就地录像，事后查看：

在公司层面统一部署建立一个视频文件管理服务器，开发平台管理软件。实现作业前将工单与相关应用信息系统的对接和配对，作业时对现场作业过程进行录像，作业后将现场监控视频进行上传和归档。监督人员可通过管理软件对现场作业的历史视频进行查阅、分析。

方式三：变电站视频监控：

平台接口与已有的变电站辅助综合监控系统进行通信，将站内现场作业的视频保存在变电站本地，供实时作业行为查看和事后查阅。监督人员根据各单位的周作业计划信息，提前将站内视频探头设置对准待作业区域，实现现场作业行为的实施展示，方便对作业期间工作人员行为的随时查看。

整体上本技术方案包括前端视频采集系统、管控平台服务端系统、监控现场桌面PC/手机APP客户端、4G/有线通信网络等几个部分。

(1)前端视频采集系统主要包括无人机系统、便携式移动视频装置、基杆式移动视频装置、现场人员手持移动终端几个部分组成，主要实现作业现场视频图像采集和回传，实时语音对讲，GPS定位等功能。

(2)管控平台服务端系统：实现信息集成、视频存储、视频监控、视频分析、统计分析、系统管理等电力作业现场安全综合管控平台服务端系统功能。

(3)监控现场桌面PC客户端：后台监控系统以Web网页形式在系统的浏览器上运行或以应用程序形式在PC上运行，对现场人员和工作情况的进行实时监控和指挥。

(4)监控现场手机APP客户端：以APP的形式，在手机等移动终端上运行，主要提供给电网公司管理人员随时随地对电力现场、设备和人员安全实时视频查看。

(5)4G无线通信网络：前端视频采集装置及管理人员监控现场手机APP利用移动、联通、电信运营商4G网络随时随地的将无线视频点的图像和声音实时传输到平台服务端，同时也能够无线接收平台服务端的指挥音频，做到双向语音对讲。

具体的，本发明技术方案中的传输网络包括4G无线网络与固网，4G无线网络接入前端设备(无人机系统、便携式移动视频装置、基杆式移动视频装置、现场人员手持移动终端)，后者连接管控平台服务端，两者在运营商处实现互联互通。

前端设备通过4G无线网络传输至运营商处中心机房，运营商中心机房通过光纤将音/视频信号传输至作业系统管控平台服务器，再通过网络安全设备进入管控平台服务端。

进一步的，本技术方案中的无线网络适应性包括：

(1)先进的视频压缩技术：

便携式移动视频装置、基杆式移动视频装置采用视频压缩数字编码技术，例如H.265数字编码技术，高编码效率，灵活的编码策略，适应不同应用和不同网络宽带。

H.265码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，使视频数据适应不同传输信道网络，更好地实现面向IP和无线网络的应用。网络远程浏览画面清晰、逼真。

(2)动态调整编码参数：

在不启停录像、网传的情况下，调整的编码参数即生效。监控系统中，静止的监控场景，可以采用降低录像的分辨率、图像质量、码率和帧率的方法，使录像保持在很低的码率，而在图像发生变化时自动提高录像的分辨率、质量、码率和帧率，实现高质量的录像，由于上述参数可以动态修改，因此可以保持图像的连续、无需频繁的切换文件，既满足了在关键时刻对高图像质量的要求，又节省了硬盘空间和网络宽带。

更进一步的，在本技术方案中，依托于运营商提供的4G网络数据通道，采用前端设备进行录像，并提供现场视频通话功能。

在本技术方案中，所有采集的视频录像信息存储在本地便携设备中；系统采取集中部署，统一访问的模式，前端设备数据存储在管控平台服务器，减少了采集的视频录像信息的安全风险；通过指定前端设备唯一的外网服务器地址，部署在外网服务器上的web系统可以实时显示作业现场视频流；可分屏显示选择的不同的前端设备进行现场作业指挥。

在本技术方案中，采用两种存储方式：前端设备本地存储和平台集中存储。

(1)前端设备本地存储是指在前端设备本地进行图像存储，一般配置大容量的硬盘或者SD卡等存储介质，前端本地存储不需要通过网络，减少对网络资源的占用，降低用户对网络接入的要求。例如小型录像仪采用SD卡存储模式，便携式移动视频装置及4G无线视频布控球可采用SD卡或硬盘存储模式。前端设备支持机械硬盘、SSD固态硬盘混合存储。不但可以扩展设备存储容量，而且可以对关键录像进行冗余备份，保证重要数据安全。

(2)平台集中存储是指平台通过流媒体服务器将视频流集中保存在中心存储服务器上，这种方式数据安全性高、存储空间大，但是由于同样需要良好的网络支持，对网络依赖性比较高。

根据电力作业现场安全综合管控的特点和无线网络应用的实际情况，推荐使用前端本地存储为主、平台集中存储为辅的方案，在本地存储一定时间内的高清晰、完整的视频数据，方便查证，在平台集中存储历史视频数据，保证数据的长期保存，同时方便用户随时调阅查看。

具体的，本发明的技术方案，采用高清红外一体球机，内置大容量锂电池和超低功耗微型无线图传模块，支持各类4G/wifi无线网络，实时传输现场图像到平台服务端，支持1080P/720P高清录像，本地录像，4G实时图传、高清图片定时抓拍上传，GPS定位，移动视频侦测、定时上下线、定时开关机等多样的控制方，可极大的降低功耗，并可灵活控制G流量。

本技术方案所述的变电站监控抢修平台，具有易拆卸，灵活性强，监控范围广，清晰度高等特点，在变电站中安装此平台，对于各个变电站/变电所是日常工作有着非常关键性的作用：

1、对变电站内设备资产进行监视、保护：

现在变电站内设备被盗的案例屡见不鲜，有了监控系统，就让窃贼无处遁性。

2、对变电站操作人员，进行安全监督，防止误操作：

由于变电站实时监控抢修指挥平台具有监控范围广、清晰度高等特点，这样我们就可以监督运维人员在日常操作的过程中，是不是严格遵守《安规》，对于操作过程中不应该涉足的带电间隔，我们可以对监视器进行设置，一旦有人进入，便会立即报警。这样便可以有效防止操作人员发生误操作、走错仓位等非常严重的后果。

3、对变电站中发生事故，可以做到及时反映：

由于平台具有集中监控管理软件，这样一旦平台的前端设备接收到了报警信息，平台便会联动产生警报的提示，第一时间将现场的图像穿给值班人员。这样运行人员就不用等调度电话通知，第一时间知道变电站中发生何种故障。

4、变电站中有技改、安装工作，可以远程指挥：

有些比较大型的安、技改作业，需要我们变电运维人员或者是厂家进行旁观见证。有了这个平台后，只需要在后台系统(即前述的管控平台服务端)，便可以观察到变电站中每一个需要关注的点，并且同时音频实时回馈，这样便大大提高变电人员对整体工作进程的把握，做到心中有数。

5、极大的提高了巡检人员的巡视效率：

根据国网五项通用规定的要求，每个月都要对一个变电站进行2次例行巡视、1次熄灯巡视，对于我们变电巡视人员工作量可以说非常大，但是安装了这个平台后，运维人员或巡检人员就可以在主变室、10千伏开关室、电缆室、110千伏GIS设备等处实时观测到设备目前的状况，远程便可以分担掉一部分巡视内容，当巡视人员到达变电站后，只需要进行部分巡视内容的补充即可，这样便是极大提高了变电运维人员的巡视效率。

本发明的技术方案，能够对变电站内作业现场实时监控，对现场违章实时纠正，对现场技术问题实时指导，同时该平台可在手机、平板电脑、电脑等多个设备上使用，具备多方沟通功能；可实时进行权限设置，设备抢修时给予设备厂家临时权限，厂家技术人员可通过远程进行技术指导，加快抢修速度，减少抢修成本。

本发明可广泛用于变电站/变电所的远程监控领域。

Claims (10)

1.一种变电站监控抢修平台，其特征是：

在变电站设置一套可移动式的前端视频采集系统，构成一个无线视频点；

在变电站监控现场设置至少一台桌面PC客户端；

在相关管理人员随身携带的移动通信装置上，设置监控现场手机APP客户端；

在监控中心设置一个管控平台服务端；

所述的前端视频采集系统、桌面PC客户端以及监控现场手机APP客户端构成前端设备；

前端设备与管控平台服务端之间采用无线传输网络进行连接和数据传输；

由位于变电站的前端视频采集系统实现作业现场的视频图像采集和回传、实时语音对讲以及GPS定位功能；

由位于监控中心的管控平台服务端实现信息集成、视频存储、视频监控、视频分析、统计分析、系统管理以及电力作业现场安全综合管控平台服务端功能；

由变电站监控现场的桌面PC客户端以Web网页形式在系统的浏览器上运行或以应用程序形式在PC上运行，对现场人员和工作情况的进行实时监控和指挥；

监控现场手机APP客户端以APP的形式，在手机等移动终端上运行，提供给电网公司管理人员随时随地对电力现场、设备和人员安全实时视频查看；

无线传输网络将无线视频点的图像和声音实时传输到管控平台服务端，同时也能够无线接收管控平台服务端的指挥音频，做到双向语音对讲。

2.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的前端视频采集系统至少包括一台高清红外一体球机；所述的高清红外一体球机内置大容量锂电池和超低功耗微型无线图传模块，支持各类4G/wifi无线网络，实时传输现场图像到管控平台服务端。

3.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的移动通信装置至少包括手机或平板电脑。

4.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的无线传输网络包括4G无线网络及固网，4G无线网络接入前端设备，固网连接管控平台服务端，两者在运营商处实现互联互通。

5.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述变电站监控抢修平台的监控对象至少包括：

(1)变电站/变电站内场区环境；

(2)主变压器外观及中性接地刀位置及状态；

(3)对变电站/变电站的户外断路器、隔离开关以及接地刀闸的合分状态进行监控；

(4)对变电站/变电站内的各主要设备间进行监视。

6.按照权利要求7所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的主要设备间至少包括大门、控制室、继保室、通讯室、高压室。

7.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的变电站监控抢修平台，通过对变电站厂区监控，可以实时掌握变电站周围环境，排除由于恶劣天气而导致的积水、墙面损坏，也可以对外来人员入侵进行实时的告警。

8.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的变电站监控抢修平台，通过监控平台的实时观察，及时发现电力设备外壳生锈、污浊的情况，及时安排消缺工作，最大程度保障电力设备的“健康”。

9.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的变电站监控抢修平台，对电力设备的位置以及分合情况进行实时监控，明确供电系统目前的运行方式；一旦上级电源发生故障，能够实时监控本站是否有保护动作；如果有保护动作，变电运维班组可以第一时间安排运维人员去变电站现场进行确认，并及时联系调度消除安全隐患，保障电网安全稳定运行。

10.按照权利要求1所述的变电站监控抢修平台，其特征是所述的变电站监控抢修平台，对变电站内作业现场实时监控，对现场违章实时纠正，对现场技术问题实时指导，同时可在手机、平板电脑、电脑等多个设备上使用，具备多方沟通功能；可实时进行权限设置，设备抢修时给予设备厂家临时权限，厂家技术人员可通过远程进行技术指导，加快抢修速度，减少抢修成本。