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如图1所示：

　　图1 电力部门管理示意图

　　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

　　根据2.1节～2.4节的描述，我们将无人值守变电站的需求归纳如图2所示：

　　图2 需求理解图

　　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。