远程操作监护系统模式的实现

邓欢欢　乔莉　李长征

摘 要：本文通过采用高清音视频设备，移动无线发送、传输设备经电力专用通信通道组建操作远方监护系统，实现了变电站远方操作、就地监护、就地操作、远方监护、远方巡视、远方安全稽查的功能。该运行操作模式推广后，运行人员不必重复往返各现场，节约了人工、车辆、器具使用费用，进一步降低了生产成本，提高了设备可用率，有利于增加供电量。

关键词：远方操作监护；高清音视频设备；移动无线发送

中图分类号：TM76 文献标志码：A

随着国家电网公司 “五大” 体系建设的深入推进，“大运行”建设工作正逐步铺开。湖北省电力公司运维检修部2012年12月制定公司变电运维一体化工作实施方案。该方案明确了运行人员的业务范围为“设备巡视、倒闸操作、维护性检修业务重新整合，实行一体化运作。运维一体化对现有生产模式进行了较大的调整，人员劳动强度大，人员素质要求较高。本文提出实行远方操作监护系统，实现变电站远方运行操作，就地稽查；就地操作，远方监护；远方巡视，远方安全稽查的功能。

1远方操作监护系统的组成

系统包括前端采集系统、指挥中心以及通道承载三个部分。前端视频采集系统由便携型摄像机、拾音器等组成。其中摄像机和拾音器都配有专用的发送端和接收端，负责将摄像机采集的视频图像、以及实时的语音上传到运维操作站，通过远方监护人员的指导、记录和管理前端检修人员的每一个操作。前端视频设备分为固定式视频终端、移动式视频终端，监控中心包括中心服务器、存储服务器和监控主机，通过安装中心管理软件实现对各变电站点视频的观看和存储，实现对前端视频设备的控制。

通道承载系统基于现有电力的信息网络，在监控中心以及分变电站点，分别接入无线发射接收装置，形成专用网络，两端无线装置运用专用的700-900MHz的频率发送和接收信息，避免了变电站内电磁的干扰。

变电站内工作人员和远方负责监护的人员可双向传输语音，变电站内工作人员随身携带的便携式摄像机和拾音器，实时的与远方监护人员交流，远方监护人员可以实时的监视并指导前端人员的操作。在顺利完成操作的工作之后，远方监控中心存储服务器可将操作的每一个环节记录并保存。

2 “便携型”操作远方监护系统装置的研制

“便携型”操作远方监护系统装置包括发射机和接收机两部分。发射机集发射天线、功率放大、数字调制、视音频数字压缩于一体，可单独背负使用。它单向传输一路图像、两路伴音、一路RS232数据。最大功率可选2W以上，具有传输距离远，方便携带的特点，可用于现场高清晰图像采集和传输，传输距离可达1公里。

2.1具有夜视红外的功能小体积高清摄像机的研制。本系统我们需要在保证视频效果的前提下，改变前端摄像机的外端，便于运行人员的移动。传统的模拟摄像机，由于模拟编码比较简易，可以把模拟摄像机的体积做得很小，但是模拟摄像机的清晰度不高，始终达不到目前主流的720P视频效果。同时，由于网络高清摄像机本身结构以及元件大小的缘故，做到体积很小也需要一定的改变。为了满足对前端摄像机体积小并保证高清夜视功能的这种需求，研制了具有夜视红外的功能小体积高清摄像机。

2.2非视距（NLOS）移动（Mobile）无线（Wireless）实时视频（Real-time video）传输。用128位AES数字加密技术、无线宽带多载波加密、加扰技术，实现全数字信号处理，同时使用了超大容量FPGA设计，提高系统集成度，这些都保证了整个系统的保密性、稳定性及可靠性，使客户空中传输信息充分得到安全保障。

2.3远方监护指挥中心的建立。监护中心包括中心服务器、存储服务器和监控主机，通过安装中心管理软件实现对各变电站点视频的观看和存储，实现对前端视频设备的控制。

2.4设备抗电磁干扰的应对策略。变电站运行设备强烈的电磁干扰会影响无线设备的稳定性。在实际运行变电站环境中测试，改变无线设备的频率或者功率，得出合理的设置值，从而减少并消除这种影响。

3通信通道与网络

为了保证运行时的安全需要组建安全可靠的网络。通道方面，系统搭建在现有1000M光纤互联的内网基础之上，保证高清视频流的传输。系统站内部分通过双绞线与站内接入交换机互联实现100M接入，站内接入交换机与上联汇聚层、核心层交换机通过铺设的1000M光纤通道互联接入内部网。

通道承载系统分为两个部分：前端变电站与后端监护指挥中心之间的通道，前端摄像机和前端变电站信息设备之间的通道。前端变电站与后端监护指挥中心之间的通道是基于现有的信息网络，在现有的信息网络中划分一条隔离的通道，使远方监护指挥中心以及各分变电站点形成一张独立的专用网络，不影响其他的信息网络和通道。

4系统效果测试

在蒋岗110kV变电站测试倒闸操作远程监护效果。

前端采用移动式摄像机以及固定的摄像机，后端监护指挥中心采用管理存储服务器。前端移动式摄像机集成在国家电网专用头盔，前端无线设备和前端供电蓄电池放置于小背包，头盔和小背包均由操作人员佩戴，操作人员在蒋岗变电站内移动，包括高压区，通信区，整个变电站区内移动。无线的接收设备以及天线安装在通信机房内，通过网络接入电力划分的专用信息网。

设备安装配置完成后，我们在后端管理服务器，通过IE客户端和网管软件两种方式，观看前端摄像机，监护人员在蒋岗变电站内操作摄录的相关画面，并进行了实时的语音双方交流。同时，在服务器端，进行了相关的存储，在测试结束后，通过后端服务器，观看了录制的画面。

结语

本文研制了远方操作监护系统，该系统将改变现有的偏远变电站的运行模式。变电站留守人员在变电站现场倒闸操作、设备巡视，远方运行人员利用操作远方监护系统监护。对于已具备“远动”条件的操作，还可在SCADA系统上远方操作，利用远方操作监护系统监护。在顺利完成操作的工作之后，远方监护中心存储服务器可将操作的每一个环节记录并保存，从而实现远方安全监护。

参考文献

[1]湖北省电力公司运检[2012]49号，关于印发湖北省电力公司变电运维一体化工作方案的通知[S].

[2]国家电网安监[2006]904号文，防止电气误操作安全管理规定[S].

[3]国家电网生[2009]420号文，生产运行基础资料管理规范（试行）[S].endprint