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【摘 要】本文介绍一体化平台智能辅助控制系统的组成、基本原理，针对系统在变电站中的应用，指出其对变电站实现可视化操作监控、智能设备巡视、环境采集系统功能的重要意义，体现了其应用的先进性。
【关键词】变电站；可视化；辅助控制系统；远方
引言
随着电力系统大力推进变电站无人值班模式，充分利用远方操作、巡视提高工作效率，而为了保证工作安全性和可靠性，电力企业正在建设基于主要为远程视频和环境数监视的智能辅助控制系统。系统在遥测、遥信、遥控、遥调的基础上增加了“遥视”功能，实现了远方操作视频跟踪确认、设备图像巡视等视频实时监视及分析功能。
1.现状分析
目前，电力系统变电站应用自动化系统逐步实现了远方操作的功能，但目前真正在实际工作中应用远方操作实例不多，主要的原因是在远方操作值班员无法通过有效的手段确认设备操作前后的现场实际状况，若仅凭综自系统遥信信号来确认设备位置、状态等信息则存在信息不对应而造成误操作风险，因此急需引入一套智能辅助控制系统。该系统将改变以往变电站已有的视频监视系统只有视频监控和录像功能且其无法对监控目标进行主动识别和分析的限制，利用各变电站现有的视频监控系统资源，为远方操作图像监视、远方设备巡视、现场环境实时监视奠定基础。
2.智能辅助系统的基本原理及组成
智能辅助控制系统以将通过光纤网络，实现将监控前端的视频图像、巡视信息、环境数据等实时地传送到监控中心并对各种异常状况进行定位监测和联动报警，实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理。该系统是一个基于网络环境的、远程的、实时的、可视化的、信息共享的变电站智能辅助控制平台。系统采用CY9000DA型智能辅助控制一体化平台，可以实现各种信号的采集、传输和处理，如传感器、门禁、电子围栏，消防，视频等，并可以有效的管理所集成的平台。
系统的硬件构成由站端硬件设备、网络互联设备和主站系统构成。其中站端硬件设备包括原有的监控系统、门禁系统、周报警系统、消防系统以及新增加的可视化操作系统（高变倍数字摄像机）、智能设备巡视系统（太阳能无线摄像头、红外热成像摄像机）、灯光控制系统、环境采集系统（温湿度传感器）。站内网络互联设备包括通讯管理单元、综合测控单元和光网络模块。主站系统包括智能辅助控制服务器、数据存储服务器和CY9000系统一体化平台软件。系统组成结构图如上图：
3.系统的网络传输构架
智能辅助控制系统网络由主站与子站设备组成，实现在主站对各子站实时在线的监视、报警等功能。主站通过站内局域网络与主站内的辅助控制系统设备进行连接，通过电力专网与其它子站的智能辅助控制器和硬盘录像机连接，组成完整的网络结构，实现数据的实时传输与采集。所有的设备视频数据、图像数据、环境数据、报警数据等都通过此方式汇集到主站监控中心数据服务器。网络结构示意图如下：
4.智能辅助控制系统功能应用
智能辅助控制系统可实现可视化操作监控、智能设备巡视、环境采集系统功能，并将变电站原有的门禁系统、消防报警系统、周界报警等系统接入。该系统完成各系统之间的设备操作及各种报警等全面联动，并配置有数据服务器，实现视频数据、环境数据、报警数据的全天候不间断的存储，形成一个综合的以理场图像、信号报警功能为主的综合辅助系统。
（1）可视化操作监控功能：通过在设备区现场安安装的高速云台一体化摄像机，实现对开关、闸分合状态的实时监控，分合操作时操作前的状态确认、操作过程中的变化和操作后状态的确认，实现对一次设备操作的可视化功能。在远方控作开关、刀闸过程中，由于系统与综自系统或五防系统的接口，可实现操作过程无需人工干预，据操作流程自动一步一步跟踪其操作过程，并进行实时录像。当操作员操作设备时，监控主机自动推出其操作设备的图像，并监视到设备的整个操作过程。
（2）设备智能巡视：智能巡视充分利用图像监控摄像机和智能灯光控制功能及系统软件联动功能，实现变电站远程设备的巡视功能。系统能够巡视多路实时图像信息，对系统内的所有设备进行图像自动巡检，轮巡的对象可以任意设定，包括不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等。巡检画面和参数将记录在数据库日志中，方便查阅。
a．开关、刀闸、接地线等设备的巡视：在室外合理位置安装一体化云台摄像机并辅以网络球机可实现对对室外主要生产设备及场地情况进行监视。如不同类型刀闸的分合位置、接地刀闸的分合位置和开关分合指示标志等。
b．重要设备指示仪表的状态的巡视：对于室外开关的SF6压力表、液压压力表、CT端子的SF6气密表和避雷器的泄露电流表等重要表计进行监视。对表计的巡视采用小型无线太阳能照片摄像机进行实时的静态图片状态监视，定时将其状态照片上传到平台。通过管理软件对上传的照片利用图像识别技术进行智能读数，实现自动报警功能。
（3）红外热成像监控功能：对重要的设备（如变压器），采用一体化红外热成像摄像机实时温度监视，防范由于接头松动、接触不良等的设备隐患而引起设备短路故障。采用红外技术，能准确监测设备的发热缺陷，实现在线测温功能。一是自动预警，当监测到目标设备温度异常升高，系统将自动报警。二是自动巡检，系统具备预置自动循检功能，并能对被监测设备进行录像及快照，能对监控目标进行温差检测，并具有温差趋势分析功能，生成分析报告。
（4）視频监控系统与报警联动功能：将变电站原有的室外摄安防像头通过硬盘录像机智能辅助控制系统，实现对各路安防图像的集中监视。将原有的门禁系统及周界报警子系统触点信号通过综合测控单元接入系统，可实现对变电站围界进行全天时动态智能感知，在有效击退入侵者，同时将入侵信号发送到安全监控中心。将原有的消防系统接入系统，可实现对变电站消防报警信号的远程实时监视，在发生火灾时，能自动切换至相应摄像机，提高火灾远程快速查找定位的速度。
（5）环境采集系统：通过温湿度传感器，实时检测各空调房间温度湿度，将温湿度信号接入综合测控单元。在变电站的计算机房、低压配电室、蓄电池室、继保室等功能间安装温湿度采集器，对各功能间的环境变量进行实时监视。
5.应用效果
（1）防范事故：通过监控中心能清晰地监视变电站场地、保护室内设备操作前后状态及运行状况，能远程及时发现设备的异常情况，以便采取及时、有效的措施进行处置，防止异常事故扩大，减少损失，提高设备运行安全。比如，在远方操作断路器后，可通过智能辅助控制系屏幕进行状态确认，同时监视运行状态，若出现现场状态与遥信不对应或设备外部有异常则立即停止操作，通和专业人员检查处理，避免出现事故。
（2）提高工作率：一方面，发挥系统巡视、测温、告警功能，减少运行人员现场巡视工作量，通过智能分析给出信号，大大减少了人工分析数据的时间，提高巡视效率和质量；另一方面，能通过该系统对现场设备在故障前后录像，在事故处理时可进行即时调阅，还原设备故障期间的状态变化，为事故分析提供第一手资料，利于值班人员正确判断，提高事故处理能力。
6.结束语
智能辅助控制系统应用，满足了变电站远方监控的需求，随着变电站无人值守及远方操作的进一步推进，该系统的应用越来越广泛。从目前情况来看，该系统在变电站的应用范围及方式还具有可拓展性，通过各种信息的汇集，可形成一个功能更强大的综合辅助系统，提高变电运行工作效率，产生了良好的经济社会效益。该系统经过不断的完善与改进，将来可得到更大范围的应用。
【关键词】变电站；可视化；辅助控制系统；远方
引言
随着电力系统大力推进变电站无人值班模式，充分利用远方操作、巡视提高工作效率，而为了保证工作安全性和可靠性，电力企业正在建设基于主要为远程视频和环境数监视的智能辅助控制系统。系统在遥测、遥信、遥控、遥调的基础上增加了“遥视”功能，实现了远方操作视频跟踪确认、设备图像巡视等视频实时监视及分析功能。
1.现状分析
目前，电力系统变电站应用自动化系统逐步实现了远方操作的功能，但目前真正在实际工作中应用远方操作实例不多，主要的原因是在远方操作值班员无法通过有效的手段确认设备操作前后的现场实际状况，若仅凭综自系统遥信信号来确认设备位置、状态等信息则存在信息不对应而造成误操作风险，因此急需引入一套智能辅助控制系统。该系统将改变以往变电站已有的视频监视系统只有视频监控和录像功能且其无法对监控目标进行主动识别和分析的限制，利用各变电站现有的视频监控系统资源，为远方操作图像监视、远方设备巡视、现场环境实时监视奠定基础。
2.智能辅助系统的基本原理及组成
智能辅助控制系统以将通过光纤网络，实现将监控前端的视频图像、巡视信息、环境数据等实时地传送到监控中心并对各种异常状况进行定位监测和联动报警，实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理。该系统是一个基于网络环境的、远程的、实时的、可视化的、信息共享的变电站智能辅助控制平台。系统采用CY9000DA型智能辅助控制一体化平台，可以实现各种信号的采集、传输和处理，如传感器、门禁、电子围栏，消防，视频等，并可以有效的管理所集成的平台。
系统的硬件构成由站端硬件设备、网络互联设备和主站系统构成。其中站端硬件设备包括原有的监控系统、门禁系统、周报警系统、消防系统以及新增加的可视化操作系统（高变倍数字摄像机）、智能设备巡视系统（太阳能无线摄像头、红外热成像摄像机）、灯光控制系统、环境采集系统（温湿度传感器）。站内网络互联设备包括通讯管理单元、综合测控单元和光网络模块。主站系统包括智能辅助控制服务器、数据存储服务器和CY9000系统一体化平台软件。系统组成结构图如上图：
3.系统的网络传输构架
智能辅助控制系统网络由主站与子站设备组成，实现在主站对各子站实时在线的监视、报警等功能。主站通过站内局域网络与主站内的辅助控制系统设备进行连接，通过电力专网与其它子站的智能辅助控制器和硬盘录像机连接，组成完整的网络结构，实现数据的实时传输与采集。所有的设备视频数据、图像数据、环境数据、报警数据等都通过此方式汇集到主站监控中心数据服务器。网络结构示意图如下：
4.智能辅助控制系统功能应用
智能辅助控制系统可实现可视化操作监控、智能设备巡视、环境采集系统功能，并将变电站原有的门禁系统、消防报警系统、周界报警等系统接入。该系统完成各系统之间的设备操作及各种报警等全面联动，并配置有数据服务器，实现视频数据、环境数据、报警数据的全天候不间断的存储，形成一个综合的以理场图像、信号报警功能为主的综合辅助系统。
（1）可视化操作监控功能：通过在设备区现场安安装的高速云台一体化摄像机，实现对开关、闸分合状态的实时监控，分合操作时操作前的状态确认、操作过程中的变化和操作后状态的确认，实现对一次设备操作的可视化功能。在远方控作开关、刀闸过程中，由于系统与综自系统或五防系统的接口，可实现操作过程无需人工干预，据操作流程自动一步一步跟踪其操作过程，并进行实时录像。当操作员操作设备时，监控主机自动推出其操作设备的图像，并监视到设备的整个操作过程。
（2）设备智能巡视：智能巡视充分利用图像监控摄像机和智能灯光控制功能及系统软件联动功能，实现变电站远程设备的巡视功能。系统能够巡视多路实时图像信息，对系统内的所有设备进行图像自动巡检，轮巡的对象可以任意设定，包括不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等。巡检画面和参数将记录在数据库日志中，方便查阅。
a．开关、刀闸、接地线等设备的巡视：在室外合理位置安装一体化云台摄像机并辅以网络球机可实现对对室外主要生产设备及场地情况进行监视。如不同类型刀闸的分合位置、接地刀闸的分合位置和开关分合指示标志等。
b．重要设备指示仪表的状态的巡视：对于室外开关的SF6压力表、液压压力表、CT端子的SF6气密表和避雷器的泄露电流表等重要表计进行监视。对表计的巡视采用小型无线太阳能照片摄像机进行实时的静态图片状态监视，定时将其状态照片上传到平台。通过管理软件对上传的照片利用图像识别技术进行智能读数，实现自动报警功能。
（3）红外热成像监控功能：对重要的设备（如变压器），采用一体化红外热成像摄像机实时温度监视，防范由于接头松动、接触不良等的设备隐患而引起设备短路故障。采用红外技术，能准确监测设备的发热缺陷，实现在线测温功能。一是自动预警，当监测到目标设备温度异常升高，系统将自动报警。二是自动巡检，系统具备预置自动循检功能，并能对被监测设备进行录像及快照，能对监控目标进行温差检测，并具有温差趋势分析功能，生成分析报告。
（4）視频监控系统与报警联动功能：将变电站原有的室外摄安防像头通过硬盘录像机智能辅助控制系统，实现对各路安防图像的集中监视。将原有的门禁系统及周界报警子系统触点信号通过综合测控单元接入系统，可实现对变电站围界进行全天时动态智能感知，在有效击退入侵者，同时将入侵信号发送到安全监控中心。将原有的消防系统接入系统，可实现对变电站消防报警信号的远程实时监视，在发生火灾时，能自动切换至相应摄像机，提高火灾远程快速查找定位的速度。
（5）环境采集系统：通过温湿度传感器，实时检测各空调房间温度湿度，将温湿度信号接入综合测控单元。在变电站的计算机房、低压配电室、蓄电池室、继保室等功能间安装温湿度采集器，对各功能间的环境变量进行实时监视。
5.应用效果
（1）防范事故：通过监控中心能清晰地监视变电站场地、保护室内设备操作前后状态及运行状况，能远程及时发现设备的异常情况，以便采取及时、有效的措施进行处置，防止异常事故扩大，减少损失，提高设备运行安全。比如，在远方操作断路器后，可通过智能辅助控制系屏幕进行状态确认，同时监视运行状态，若出现现场状态与遥信不对应或设备外部有异常则立即停止操作，通和专业人员检查处理，避免出现事故。
（2）提高工作率：一方面，发挥系统巡视、测温、告警功能，减少运行人员现场巡视工作量，通过智能分析给出信号，大大减少了人工分析数据的时间，提高巡视效率和质量；另一方面，能通过该系统对现场设备在故障前后录像，在事故处理时可进行即时调阅，还原设备故障期间的状态变化，为事故分析提供第一手资料，利于值班人员正确判断，提高事故处理能力。
6.结束语
智能辅助控制系统应用，满足了变电站远方监控的需求，随着变电站无人值守及远方操作的进一步推进，该系统的应用越来越广泛。从目前情况来看，该系统在变电站的应用范围及方式还具有可拓展性，通过各种信息的汇集，可形成一个功能更强大的综合辅助系统，提高变电运行工作效率，产生了良好的经济社会效益。该系统经过不断的完善与改进，将来可得到更大范围的应用。