传统的变电站监控系统受传统理念的影响，只能进行现场监视，简单的报警信息传输，无法实现远距离智能化控制，对于前端具体情况的了解、现场控制和事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性。随着计算机技术和网络通信技术的快速发展，电力系统自动化建设发展越加完善，尤其是在电力系统变电站远程监控中，广泛采用了最新的计算机技术、通讯技术和图像处理等技术。对于变电站这样的行业来说，远程、实时的智能化监视和控制是行业系统安全运作必备的前提条件。

对于常规无人值守变电站来说，如何将远程的监视、遥控、环境、防盗、消防、油、电、气在线监测和报警联网系统有机的结合起来，做到既可以远程监视、遥控和图像的传输，又具备远程门禁管理和环境的整体监控，并且具有通常联网报警的功能。并且投入费用合理，能够更加有效地预防、打击犯罪，保障财产安全。确保系统运行稳定，将安全防范技术提高到一个新的水平，这已经成为现代化变电站监控应用发展的主要方向。变电站智能一体化综合管理系统可解决变电站分散难管理的问题，大大提高变电站的自动化管理水平。

二、设计思路及技术原则

项目以XX地区中心站为核心，构建主子站互动的变电管理综合智能一体化系统，在XX地区中心站设置控制中心，实现对所管辖的所有子站管控功能;　　　

1、设计基本思路　　　　

(1)、以控制中心(设置在地区中心站)、工作站(设置在各变电站)及功能实现终端三层级构建项目系统。基于电力信息专网实现控制中心与工作站的联系，工作站与功能实现终端以站内专网连接。工作站、功能终端综合智能控制模块均设置为可独立脱机运行模式，以保障网络故障时的基本功能执行;

(2)、功能管控分层级实现，即：由工作站控制完成本站内的设定的自动功能，并执行控制中心的人工指令;控制中心实现信息集中管理使用及远程管控;　　　　

(3)、系统须具有很好的开放性和可拓展性，以便新增功能的接入及构建更高层级的系统。

2、系统设计原则

该系统的设计原则包括：可靠性原则、实时准确的原则、先进性与实用性相结合的原则、灵活可扩充性原则、便于维护原则、安全性原则、标准化开放性原则、易操作性原则、针对性原则。

针对变电站使用的工作环境比较特殊，特别是外界电磁干扰比较大的特点，系统设计中除能够满足工作特点外，还须满足以下要求：

1、系统所有硬件设备要有效的屏蔽外界高频及低频电磁场对设备的干扰;

2、在室外设备要具有抗雷击、抗静电、电源短路保护等方面的可靠性;所有子站工作站都具备独立运作能力，在网络异常情况下可以脱机自动运行并保存事件记录，正常后数据自动上传中心站控制中心。

在目前变电站的实际应用中，各个监控系统均各成体系、师出多门，存在设备型号复杂、损坏后不便维护、在系统相似或交叉领域重复投资等诸多问题,在业务协调、联动还存在困难。为了进一步提高变电站智能化管理水平，适应变电站逐步向“无人值守”发展的要求，需要建立一套统一的管理维护平台——“变电站综合安防系统”来实现对各辅助系统的整合和管理，这也逐步成为国内变电站建设和改造的重要内容和发展趋势。

“变电站综合安防系统”是电科恒钛综合采用自动化技术、计算机技术、网络通信技术、视频压缩技术、射频识别技术以及智能控制等多种技术，通过对变电站动力环境、图像、火灾报警、消防、照明、采暖通风、安防报警、门禁识别控制等在线监视和智能控制。系统通过监测、预警和控制三种手段，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”等问题。

1. 行业现状

随着电力行业管理体制的改革不断深化，以及变电站综合自动化技术的进步，变电站逐步过渡到无人值守。实现无人值守的必要条件是电力部门推行建设的“四遥”系统，即遥测、遥信、遥控、遥调;主要依靠SCADA系统接收变电站回传的遥测量、遥信量，并对变电站内设备实现遥控、遥调。遥测量和遥信量反映电流、电压及设备变位信号等，直观性较差，视频监控系统能远程呈现现场图像，很好地弥补和完善“四遥”系统，行业用户称其为“遥视”，构成“五遥”。

遥视系统主要用于安全防范、自然灾害应急等。除此之外，对变电站存在的大量常规表计和设备进行直观监视，改变了过去对表计读数和设备外观无法进行观测、比较及校验的窘境。利用“五遥”系统，使变电站实现了真正意义的无人值守，而且是安全、可靠、易于维护的，并逐步实现电力传输网的可视化监控和远程集中调度。

建设变电站安全防范系统的意义

通过变电站安防系统，管理人员在监控中心可以随时对各种设备实施控制，消除重大事故隐患; 及时处理各种意外情况，从生产设备、生产设施、环境、人员等诸多方面保证了变电站的安全生产，极大地提高了变电站的生产能力。

大力推行远程监控型变电站安全防范系统，还可以减少无人值守站巡检人员的劳动强度，弥补变电站取消运行人员而导致直观性不强的弱点，同时加强变电站的安全保卫、火情监视，以增强安全保障并提高变电站运行的自动化水平，实现真正意义上的无人值守。

2. 需求分析

主要包含安全防范、业务管理和通信线路三大部分。

2.1. 安全防范

·能对变电站周围及内部实现远程视频监控，配合报警装置完成防盗功能。

·变电站内需建设消防装置，对火灾实施报警，由视频监控系统完成远程确认并启动应急预案，视频监控系统将自动记录火灾过程。

·变电站内需建设温度传感装置，对高温事件报警，由视频监控系统由视频监控系统完成远程确认并实施解决方案。

2.2. 业务管理

·监视主变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、高压室开关、主控室的电源盘及控制盘盘面。

·监视场地和高压配电设备的运行状态，如主变压器、开关是否有外部损伤，主变压器油位及控制盘上的表头、灯光信号是否正常等。

·借助图像监视实现远程操作指导，避免误操作。

2.3. 通信线路

·变电站视频监控系统的通讯传输与其它监控系统不同，强调信道抗电晕、抗闪电、抗闪电及50Hz工频电磁场干扰的能力。

·变电站停电和故障时，要求视频监控系统能继续保持通信。

2.4. 管理架构

电力局对无人值守变电站配置的管理架构：

前端变电站内主要负责数据采集，包括：视频、音频、信号等。集控站管理下属变电站，是前端数据资源的主要使用部门，充分利用变电站内各类数据完成安全防范和业务辅助的要求。调度中心作为最高指挥中心，能访问下辖集控站、变电站的数据资源，尤其在灾情、险情发生时，起到责任部署、应急指挥的作用。

2.5. 需求理解

3. 系统功能

通过建设一套完备的视频系统来满足用户提出的要求，由以下5个子系统互联互控共同完成，接受同一平台的集中调度。

3.1. 视频监控子系统

视频监控子系统以提供图像资源为主，集控站工作人员通过专网远程主动调阅变电站监控图像，实现业务管理提及的需求，包括：

·监测站内设备运行是否正常，是否存在故障隐患。如：主变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、高压室开关、主控室的电源盘及控制盘盘面。

·监视场地和高压配电设备的运行状态，如主变压器、开关是否有外部损伤，主变压器油位及控制盘上的表头、灯光信号是否正常等。

同时，由于采用可动探头覆盖一个区域，集控站工作人员能通过专网远程控制可动探头的PTZ功能，清晰捕捉覆盖区域内的任何目标，对于较小目标可改变镜头倍数来放大目标以看清上面的内容，比如：读取表盘数据。若环境光线照度不够，工作人员还能远程打开射灯、红外补光灯等照明设施。借助图像监视还能实现远程操作指导。变电站内工作人员在对设备进行操作时，集控站管理人员远程监视操作过程，对错误的操作进行及时纠正，防止误操作带来的损失。也有利于前端操作员个人技术能力的提升。

视频资源除了被主动利用之外，与报警、门禁子系统进行互联互控也是相当重要的功能，分别放置在报警子系统和门禁子系统中描述。

3.2. 语音子系统

语音子系统主要包括：语音对讲功能、广播功能、高音喊话功能。前者多用于集控站与变电站之间，后者多用于调度中心与集控站之间。

集控站工作人员可主动向变电站操作员发起语音呼叫，采用呼叫即接通的方式，工作人员在发起呼叫以前，可调阅视频图像作验证，确保前端操作人员在接听范围内再发起呼叫。下端操作员也可向集控站发起语音呼叫请求，操作员通过按下呼叫按钮，在集控站的操作台上产生语音呼叫请求提示框，工作人员通过自动弹出的视频图像对呼叫端进行复核，确认为有效呼叫以后接通呼叫，实现与操作员的语音对讲功能。

广播功能多用于调度中心对多个集控站实施工作指示。调度中心可自行编制多个广播组，组内的集控站成员可任意设置。调度中心对任一广播组主动发起广播，系统将组内各集控站的视频图像自动弹出到电视墙，调度中心能通过图像确认哪个集控站的工作人员还未到位。同时，调度中心主席位置的图像也将自动弹出到各集控站的电视墙上。各与会人到位后，发言人进行工作指示，保持发言人的图像与声音同步。

上述两类语音功能属于业务辅助性质，高音喊话功能则归属于安全保卫范畴。集控站发现、确认警情以后，可对现场可疑人员实施高音喊话，起到威慑、阻吓作用，延缓犯罪过程。

3.3. 报警子系统

报警器是保卫无人值守电站安全、保障无人值守电站正常工作的第一道防线。主要包含防盗报警、火灾报警、温度报警等。与其它安防系统略有不同，无人值守电站的报警子系统在现场仅能起到威慑和阻吓作用，无法人工制止犯罪，因此它最重要的用途是能及时通知集控站工作人员。

防盗报警以红外对射装置、微波探测装置、玻璃破碎探测装置为主，火灾报警以烟雾感应装置为主、温度报警装置以温度传感器为主。入侵、火灾、设备过热等警情发生后，报警信息经过网络传输至集控站，集控站部署一套报警输出装置，根据警情的危险程度分为多级报警输出，自动触发各种联动效果，包括：产生对应级别的报警输出(声、光等);将单个或多个相关视频图像弹出至电视墙;自动弹出电子地图，以热点或热区的方式显式地标注警情发生位置;自动弹出应急预案，包括附近保卫、人数、联系人、联系电话等等。