CN210578914U - 变电站设备监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站设备监控系统，涉及变电站设备监控领域。传统人工巡检投入多，巡视周期长，而顺控操作改造需要对一次设备开关和刀闸增加视频第二判断，传统的视频监控大多采用固定式监控装置，不能实现移动巡检，不能进行拍摄距离角度调整和二次视频校验。本系统包括用于实现顺控操作的主设备监控系统和辅助设备监控系统，辅助设备监控系统包括监控系统服务器、连接到监控系统服务器的视频分析单元和视频处理单元、连接到视频处理单元的固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人和地面移动巡检机器人，监控系统服务器连接到主设备监控系统。可全方位实现对设备的实时观测，使顺控操作判断更加精确，提高设备运行的安全性。

Description

变电站设备监控系统

技术领域

本实用新型涉及变电站设备监控领域，尤其涉及变电站设备监控系统。

背景技术

传统人工运检时，投入人力、物力较多，巡视周期长，特别是对巡视面积大的变电站，费时费力，巡视人员巡视设备时需要站在离设备较近的地方，对巡视人员的人身安全也有一定的威胁，特别是在异常现象查看、恶劣天气特巡，事故原因查找时危险性更大，另外，受人员人工巡检的生理、心理素质、责任心、外部工作环境、工作经验、技能技术水平的影响，存在漏巡，缺陷漏发现的可能性，运检效率低、出错率高，运行寿命周期内风险较高，运维费用也较高。

目前，变电站端一键顺控功能在常规及特高压换流站也得到了广泛应用，实现了远方查阅和程序化操作功能，减少现场重复工作量的同时准确反映程序化操作过程信息及操作结果，实现对所辖变电站的远方顺控操作。顺控操作技术需要对一次设备开关和刀闸增加视频第二判断，传统的视频监控系统大多采用固定式监控装置，只能针对固定装置覆盖区域设备的监控，不能对设备实现高清移动巡检，固定监控视频采集的图像角度和清晰度有待提升，很难进行距离角度的调整和二次视频校验，监控判断不完善，容易降低判断的准确率，使运行设备存在一定的运行安全风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供变电站顺控操作用辅助设备监控系统，以提升设备巡检效率，提高设备运行的安全性为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

变电站设备监控系统，包括主设备监控系统和辅助设备监控系统，所述的辅助设备监控系统包括监控系统服务器、视频分析单元、视频处理单元、固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人和地面移动巡检机器人，所述的固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人和地面移动巡检机器人连接到视频处理单元，视频处理单元和视频分析单元通过交换机与监控系统服务器连接，监控系统服务器连接到主设备监控系统的顺控主机。通过固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人和地面移动巡检机器人的综合布置，可全方位实现对设备的实时观测，通过远程完成设备巡视，可以实时监测开关、仪器仪表的指针读数、主变的油位等，使顺控操作判断更加精确，将隐患在第一时间得到处置，缩短了人员例行的巡视周期，实时记录目标运行状态，提高了运维巡视质量，提升了设备巡检效率，提高设备运行的安全性。

作为优选技术手段：所述的监控系统服务器与顺控主机之间通过隔离装置连接通讯或通过串口连接通讯。通过安防设备（正反向隔离装置）进行网络通讯，可降低服务器之间互相影响，数据通过的针对性强，安全性好。

作为优选技术手段：所述的辅助设备监控系统还包括行程开关，所述的行程开关设于变电站断路器机构和隔离开关传动杆中。利用行程开关敏感度高的特点，加装行程开关后，可以通过两种位置确认装置从设备到监测端的分合闸信息，工作人员只用在室内电脑屏幕前，就能看到设备状态，实现高效准确的顺序控制，有效降低了人工成本和事故风险。

作为优选技术手段：所述的固定式监控摄像机包括高分辨率固定枪机和云台摄像机，对应分布于一、二次设备周围，其中每个设备的每处监控对象均设置一个固定枪机，若干个设备附近可布置一个云台摄像机。枪机变焦范围广，拍摄清晰，实现定点高清监控，需要摄像机对准翻牌器和刀闸臂及其绝缘子，如刀闸或翻字牌图像信息。

作为优选技术手段：所述的挂轨式巡检机器人设于变电站室内环境的天花板轨道上，可沿轨道移动，包括可在轨道上移动的挂接部和可360度旋转连接于挂接部下放的监测部，所述的监测部包括带红外摄像功能的视频摄像头。可方便实现针对设备的多角度全景拍摄，由于设备会产生热量，红外摄像功能即使在晚上等弱光环境下也能清晰拍摄监视，适合保护室、开关柜室和GIS室等室内环境的移动监控。

作为优选技术手段：所述的地面移动巡检机器人包括带驱动轮的车体和位于车体上面的可360度转动的云台，云台上设有可竖向调节角度的带红外摄像功能的视频摄像头。可方便适应变电站室内室外环境的监控拍摄。

作为优选技术手段：所述的地面移动巡检机器人和挂轨式巡检机器人均通过无线模块与视频处理单元连接。对于可移动监控设备，无限通讯更方便，不会出现移动时线路故障问题。

作为优选技术手段：所述的视频处理单元和视频分析单元与交换机之间均为有线连接。视频处理单元和视频分析单元均为放置的固定设备，通过有线连接，信息传递稳定可靠，容易进行大信息量传输。

有益效果：

1、能满足360度、远近可调拍摄以及近距离固定角度拍摄等不同场合，全方位观测实时观测，提高日常巡检工作质量可全方位实现对设备的实时观测，避免人工巡检的漏巡，缺陷漏发现等问题。

2、通过远程完成设备巡视，可以实时监测开关、仪器仪表的指针读数、主变的油位等，使顺控操作判断更加精确，将隐患在第一时间得到处置，缩短了人员例行的巡视周期，实时记录目标运行状态，提高了运维巡视质量，提升了设备巡检效率，提高设备运行的安全性。

3、解决了变电站因巡视面积大，巡视路线长而耗时耗力的问题。高清视频巡检可根据要求制定常规巡检任务，自动完成巡检，遇到特殊情况可即时执行特巡任务，值班人员只需查看巡检报告完成巡检工作。释放人力资源和时间处理站内其他工作。

附图说明

图1是本实用新型连接结构原理图。

图中：1-监控系统服务器；2-挂轨式巡检机器人；3-地面移动巡检机器人；4-固定枪机；5-云台摄像机；6-视频分析单元；7-视频处理单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

实例一

如图1所示，变电站设备监控系统，包括主设备监控系统和辅助设备监控系统，辅助设备监控系统包括监控系统服务器1、视频分析单元6、视频处理单元7、固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人2和地面移动巡检机器人3，固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人2和地面移动巡检机器人3连接到视频处理单元7，视频处理单元7和视频分析单元6通过交换机与监控系统服务器1连接，监控系统服务器1连接到主设备监控系统的顺控主机。通过固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人2和地面移动巡检机器人3的综合布置，可全方位实现对设备的实时观测，通过远程完成设备巡视，可以实时监测开关、仪器仪表的指针读数、主变的油位等，使顺控操作判断更加精确，将隐患在第一时间得到处置，缩短了人员例行的巡视周期，实时记录目标运行状态，提高了运维巡视质量，提升了设备巡检效率，提高设备运行的安全性。

为了提升安全性，监控系统服务器1与顺控主机之间通过隔离装置连接通讯。通过隔离装置连接，可降低服务器之间互相影响，数据通过的针对性强，安全性好。

为了提升判断的精确性，辅助设备监控系统还包括行程开关，行程开关设于变电站断路器机构和隔离开关传动杆中。利用行程开关敏感度高的特点，加装行程开关后，可以通过两种位置确认装置从设备到监测端的分合闸信息，提升判断的精确性，工作人员只用在室内电脑屏幕前，就能看到设备状态，实现高效准确的顺序控制，有效降低了人工成本和事故风险。

为了使拍摄清晰，固定式监控摄像机包括高分辨率固定枪机4和云台摄像机5，对应分布于一、二次设备周围，其中每个设备的每处监控对象均设置一个固定枪机4，若干个设备附近可布置一个云台摄像机5。枪机变焦范围广，拍摄清晰，实现定点高清监控，需要摄像机对准翻牌器和刀闸臂及其绝缘子，如刀闸或翻字牌图像信息。实现高效准确的顺序控制，有效降低了人工成本和事故风险。

为了实现全面清晰的拍摄，挂轨式巡检机器人2设于变电站室内环境的天花板轨道上，可沿轨道移动，包括可在轨道上移动的挂接部和可360度旋转连接于挂接部下放的监测部，监测部包括带红外摄像功能的视频摄像头，轨道为连续的S形轨道。可方便实现针对设备的多角度全景拍摄，由于设备会产生热量，红外摄像功能即使在晚上等弱光环境下也能清晰拍摄监视，适合保护室、开关柜室和GIS室等室内环境的移动监控。

为了实现室内外监控拍摄，地面移动巡检机器人3包括带驱动轮的车体和位于车体上面的可360度转动的云台，云台上设有可竖向调节角度的带红外摄像功能的视频摄像头。可方便适应变电站室内室外环境的监控拍摄。

为了使移动式设备实现可靠通讯，地面移动巡检机器人3和挂轨式巡检机器人2均通过无线模块与视频处理单元7连接。对于可移动监控设备，无限通讯更方便，不会出现移动时线路故障问题。

为了实现稳定可靠的连接，视频处理单元7和视频分析单元6与交换机之间均为有线连接。视频处理单元7和视频分析单元6均为放置的固定设备，通过有线连接，信息传递稳定可靠，容易进行大信息量传输。

本实例中，变电站端一键顺控功能部署在站控层监控主机中，具备一、二次设备的一键顺控操作功能，操作过程中自动进行防误闭锁校验，具备完善的“五防”功能。

一键顺控功能应采用站端监控主机为主体的实现方式，即由站端监控主机唯一存储顺控操作任务，提供远方一键顺控服务，实时接收和执行上级调度、远方运维主站下发的一键顺控指令，向装置依次下发控制命令，并将操作结果自动上送。

辅助设备监控系统与顺控主机通过隔离装置建立通讯，实现数据交互。辅助设备监控系统在设备周围安装摄像头，直接观察刀闸导电臂的动作情况，经过一定的算法分析后判断出刀闸分合状态，并将判断结果反馈给顺控主机。具体操作过程为顺控操作时，顺控主机同时给辅助设备监控系统发送操作命令，辅助设备监控系统收到指令后自动联动摄像机，准确找到操作对象，摄像机进行视频抓拍得到设备状态图后开启视频分析，准确判断刀闸分合状态，并将结果送至顺控主机进行辅助确认，同时调度人员通过辅助设备监控系统视频实时监控可以调阅现场图像，供人工观察和确认刀闸分合。

针对断路器，视频分析单元6分析出断路器的翻字牌“分”、“合”信息。

针对刀闸，视频分析单元6分析出刀闸的“开”、“合”状态。

顺控主机与辅助设备监控系统间的数据交互方式采用文件和UDP，二者间通过正反向隔离装置建立通信，正向采用UDP传输顺控命令，反向采用文件传输视频分析结果。

一次设备主要指开关和刀闸开关，关联一次设备与对应摄像机的关系，通过一次设备的编码触发调取对应的摄像机，再进行具体图像分析。

实例二

顺控主机与辅助设备监控系统间的通信接口采用采用IEC104网络协议实现，视频分析结果反馈也可通过输出硬接点信号实现。

以上图1所示的变电站设备监控系统是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (8)

1.变电站设备监控系统，其特征在于：包括主设备监控系统和辅助设备监控系统，所述的辅助设备监控系统包括监控系统服务器（1）、视频分析单元（6）、视频处理单元（7）、固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人（2）和地面移动巡检机器人（3），所述的固定式监控摄像机、挂轨式巡检机器人（2）和地面移动巡检机器人（3）连接到视频处理单元（7），视频处理单元（7）和视频分析单元（6）通过交换机与监控系统服务器（1）连接，监控系统服务器（1）连接到主设备监控系统的顺控主机。

2.根据权利要求1所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的监控系统服务器（1）与顺控主机之间通过安防设备进行网络通讯。

3.根据权利要求2所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的辅助设备监控系统还包括行程开关，所述的行程开关设于变电站断路器机构和隔离开关传动杆中。

4.根据权利要求3所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的固定式监控摄像机包括高分辨率固定枪机（4）和云台摄像机（5），对应分布于一、二次设备周围，其中每个设备的每处监控对象均设置一个固定枪机（4），若干个设备附近可布置一个云台摄像机（5）。

5.根据权利要求4所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的挂轨式巡检机器人（2）设于变电站室内环境的天花板轨道上，可沿轨道移动， 包括可在轨道上移动的挂接部和可360度旋转连接于挂接部下放的监测部，所述的监测部包括带红外摄像功能的视频摄像头。

6.根据权利要求5所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的地面移动巡检机器人（3）包括带驱动轮的车体和位于车体上面的可360度转动的云台，云台上设有可竖向调节角度的带红外摄像功能的视频摄像头。

7.根据权利要求6所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的地面移动巡检机器人（3）和挂轨式巡检机器人（2）均通过有线或无线模块与视频处理单元（7）连接。

8.根据权利要求7所述的变电站设备监控系统，其特征在于：所述的视频处理单元（7）和视频分析单元（6）与交换机之间均为有线连接。

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