宁夏清水河330kV变电站智能巡视系统

　　根据《国家电网公司变电站管理规范》、《无人值守变电站管理规范(试行)》的意见和要求，各网省公司制定了运维站巡视管理规定，但是无人值班变电站的人工巡检及时性、可靠性差，花费人工较多，存在较大的交通风险和巡视过程风险，巡视效率低下。

　　在此背景下，结合变电站生产运维特性，部分网省公司开始研究建设“变电站智能巡检管理系统”，实现了变电站远程巡视报表自动生成、表计智能分析预警、刀闸状态识别预警、在线测温、安全运行和视频质量诊断分析等功能。该系统建成后能在提高变电站巡检频率的同时，极大减少运行人员现场巡视次数，有效降低运行人员巡视工作量，实现对变电站全程覆盖式远程巡视，能够对站内设备生命周期进行有效管理，从而有效提高生产、运维和检修的效率，降低变电站运行风险。

　　一、 系统概述

　　宁夏电力公司作为最早开展“变电站智能巡检管理系统”研究建设的网省公司，在其330kV及以上电压等级变电站内已开始大范围推广。2014年，海康威视也开始参与到此类项目中，提供了整体解决方案。以清水河330kV变电站为例，海康威视在变电站内通过安装视频监控、红外测温、环境监测、智能控制、门禁管理、安全警卫、火灾报警等系统，建立变电站智能巡检管理平台，将设备运行的状态信息、视频图像信息进行整合和集成，实现变电站巡视工作的可视化、智能化，从而达到延长巡检周期或取代人工巡检的目的。

　　系统传输上传标准主要分为视频的传输上传和数据的传输上传，其中视频部分基于的标准主要有：Q/GDW 517.1-2010《电网视频监控系统及接口 第1部分：技术要求》、Q/GDW 517.2-2010《电网视频监控系统及接口 第2部分：测试方法》。

　　而数据部分的传输，主要是站内的数据通讯以及上传主站系统，采用的标准为：DL/T 860 《变电站通信网络和系统》、DL/T 634.5104-2009《远动设备及系统 第5-104部分：传输规约 采用标准传输规约集的IEC 60870-5-101网络访问》。

　　二、系统组成

　　变电站远程智能巡视系统具备多个模块单元，对变电站设备和运行环境等多种子系统模块进行管理监测，还可与站内综自等系统进行通讯，并预留远端主站上传接口，实现站端本地及主站远程的全方位监控巡检。

　　1、视频监控系统

　　1) 智能巡检单元

　　智能巡检系统可以根据变电站巡检路线设置巡检预案，系统通过预案，可以实现对系统内的所有监控点(场地、设备)进行图像自动巡检，参与巡检的对象可以任意设定，包括变电站的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，巡检间隔时间可设置。并将巡检拍到的图片、录像、参数记录到数据库日志中，也可以手动、自动巡检已设定的任务，并记录巡检结果到日志中。

　　巡检内容主要包括变压器、开关、刀闸、临时接地线等在内的运行设备外观及仪表参数。系统在巡检时，电子地图即时闪烁显示当前巡视点，并在光线不足时系统自动打开巡视点处灯光，在巡视点转移到下一个巡视点后，能自动关闭已巡视点的灯光等。支持暂停功能，当发现某个点异常时，可以停留图像放大仔细察看，确认无误后可以继续巡检其他监控点。

　　常规巡视预案后台自动执行，巡视报表随即生成并可自动通过彩信、邮件通知到相关运维岗位，报表内容图文并茂符合现有巡视汇报格式习惯;也可以临时执行巡视任务，节约巡视运维人员工作量 90%以上。

　　2) SCADA联动单元

　　系统采用 RANSAC 数据模型算法，针对刀闸等设备状态进行智能图像分析，通过刀闸等设备关键特征点比对，从而完成对现场刀闸等监视对象的开合状态结果的输出，如果发生刀闸异位等情况，系统会自动报警，同时联动摄像机抓拍，录像，做到了事前预警，事中跟踪，事后查询。

　　3) 轨道机单元

　　本系统设计时根据《智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范》并结合现场实际监控需求，选择全高清网络视频监控设备，保障视频监控的效果。同时在变电站某些特殊区域，由于监控角度较小、空间狭小或者环境危险等各种原因，不适合安装多台摄像机的位置安装了轨道式摄像机和相关控制软件，可以实时获取每个控制(保护、高压)柜上的所有监控信息，实时上传中心主站。

　　轨道机部署图及成像效果图

　　1) 车辆管理单元

　　人员车辆黑白名单管理，白名单人员车辆自动开门放行，发现黑名单人员车辆入站立刻报警，同时可与公安 110 进行联动，在节省变电站无人值守的最后一道门岗人员的同时也彻底杜绝了人为因素对变电站安全管理的影响。

　　2) 人员管理单元

　　全站视频智能化：采用海康威视最新的 Smart 系列高清摄像机，基本传统摄像机不具备的区域入侵等智能功能，在变电站内可进行误跑间隔等扩展应用。

　　2、红外测温系统

　　变电站早期设备红外监测方式，基本采用便携式红外测温仪由运行人员，以人工巡检方式进行，使用中存在不便和精度等问题;随后由便携式红外测，温仪替换成便携式红外热像仪，虽然解决了精度问题，但便携性和实时性问题依然存在;随着在线红外热像仪的出现，以上问题都迎刃而解。

　　由于红外热像仪是反映物体表面温度而成像的设备，除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，变电站内的火灾往往是设备长期发热运行引发的。使用环境监测系统，很难发现这种火灾苗头。采用变电站在线红外热像仪后，可以实时自动巡检运行设备的温度情况并按预先设定的预警值发出声音报警信号，及时把报警信号上传至运维中心，从而使运维人员“早发现、早处理”，用减少负荷或改变系统运行方式等手段，确保设备运行的安全，提高运行人员对设备缺陷的识别能力和预见性。

　　红外测温图像与可见光图像

　　3、环境监测系统

　　应根据变电站的实际需求，配置温湿度传感器、无线温度传感器、风速传感器、水浸传感器等环境监测设备，这些环境信息通过环境数据处理单元实现数据集中上传。

　　4、智能控制系统

　　远程灯光控制主机用于系统的灯光控制，系统执行夜巡视时，自动启动远程灯光控制系统，当系统巡检到某个区域时，自动打开该区域灯光，为摄像机提供足够的光源，保证图像的清晰准确。并在夜巡检结束后及时关闭灯光。

　　5、 门禁管理系统

　　传统的出入口管制，都是通过人防(保安)、物防(钥匙)的方式进行管理，不但权限无法区分(有钥匙就可开门)，而且存在不确定的人为因素(监守自盗)。门禁系统作为一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。门禁系统的统一管理大大提高无人场所的实时监控能力和出入权限的管理能力、数据的自动存储、问题的分析的水平，提高运行维护的效率和大大降低成本。同时门禁系统与视频监控系统的整合，可以有效的杜绝管理漏洞。

　　6、 安全警卫系统

　　由电子围栏、红外对射、振动探测器、红外双鉴等设备组成的安全警卫设备，通过报警线缆直接与动环监控报警主机连接，当发生报警时，报警信息能够及时上传给动环监控报警主机，并且能联动相关设备，如启动照明灯光、声光报警器等。通过对变电站内的安全警卫系统统一管理，彻底消除了这种现象，避免了财产遭破坏和成人身意外伤害。

　　7、火灾报警系统

　　消防报警系统具有不同的防区，当检测到火灾时，报警主机发送相应防区报警信息到动环监控报警主机。动环监控报警主机可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，保安人员可以迅速来到事发地点;联动相应的灯光照明，调用预置位，以便前端及监控中心能及时了解现场火势。消防报警系统的开关量能实现各种联动：开启门禁，使火灾区域的人员能够逃生;实现与电源控制开关的联动，自动切断重要设备的电源。