电力监控监视系统技术电力监监视系统技术电力监控监视系统技术电力监控监视系统技术.doc

电力监控监视系统技术 张 健 (浙江南望图像信息产业有限公司 杭州 310013) 唐慧明 (浙江大学信电系 杭州 310027) 　??? 随着无人值班变电站技术改造的不断发展，电力系统自动化程度已有了很大提高，已实现了对远方变电站遥测、遥信、遥控、遥调即四遥功能。远程图像监控系统是对四遥的进一步补充棗“遥视”，它能监视并记录变电站的安全以及设备的运行情况，监测电力设备发热程度，及时发现、处理事故情况，有助于提高电力系统自动化的安全性和可靠性，并提供事后分析事故的有关图像资料。同时它还具有防火、防盗等功能。因此越来越多的电力局把远程图像监控系统作为自动化变电站管理的新手段。 ??? 数字远程图像监控系统是近期发展起来的新技术，它是超大规模集成电路、通信、网络和计算机技术发展的产物。由于数字式远程图像监控系统与模拟式系统相比，具有占用信道资源少、图像质量好、抗干扰能力强等优点，目前远程图像监控系统一般采用数字式。本文根据实际工作经验，简要介绍其基本原理和工程设计方面应该考虑的问题。 ??? 1 数字图像传输的基本原理 ??? 数字远程图像监控系统与会议电视、可视电话有相似之处，核心都是利用数字图像压缩技术实现视音频通信。 ??? 我国采用的PAL制电视信号，是由25帧/秒的图像序列组成的，为了在数字信道上传输，必须先经过如下几步(图1)： 摄像机 → 数字化 → 压缩编码 → 数据复合 → 信道接口 → 信道 图1 数字图像传输 ??? ①数字化，即通过采样和量化，将来自摄像机的模拟视频信号转化为数字信号；②数字图像压缩编码，由于数字化后的图像数据量非常庞大，达100Mbps以上，必须进行压缩编码，才能在目前的信道上传输；③数据复合，即将压缩后的图像码流与其它如音频(也经过了压缩)、报警、控制等数据进行复合，并加入纠错编码，形成统一的数据流；④信道接口，是用于将数据发送到通信网的接口设备。 ??? 在接收端是一逆过程，但经解压缩后的图像数据可直接显示在计算机屏幕上，或经复合后在电视监视器显示。 ??? 数字图像压缩编码就是去除图像内容的相关性，并利用人眼的视觉特性，使压缩后数据量大大减少，而尽量保持图像的视觉效果不受影响。常用的数字图像压缩编码方法有基于离散余弦变换(DCT)的MPEGⅠ，MPEGⅡ,MPEGⅣ,H.261,H.263,H.263+和MJPEG，以及基于离散小波变换(DWT)的图像压缩编码。这几种方法都可用于数字远程图像监控，具体应视信道资源情况和对图像的要求而定。 ??? 有些低成本的系统采用MJPEG进行图像压缩，适用于信道较宽而对图像帧率要求不高的场合。如果信道较窄，如电话线、64kbpsDDN或基本速率ISDN (128kbps)，采用H.263或H.263+方式较好，有较高的图像清晰度和图像速率。若信道较宽，如对于局域网或E1信道(2.048Mbps)，则可采用Wavelet、MPEGⅠ或H.261，能保证较高的图像质量。若有更宽的带宽，如百兆以太网等，可采用Wavelet或MPEGⅡ等编码方法，从而获得很高的图像质量。 ??? 2 变电站远程图像监控系统的基本功能 ??? 无人值班变电站远程图像监控系统主要用于监视设备的运行情况，同时达到防火、防盗的要求。由于电力系统设备过热是一不容忽视的现象，因此图像监控系统还应具有设备过热检测等功能。一般图像监控系统应具备如下基本功能：①图像监视监听功能。在监控主站上能灵活、方便、清晰、实时地监视任一路摄像机的画面，并对其云台和镜头进行控制，还能对现场进行监听；②灯光控制功能；③安防和消防报警功能；④数字录像功能；⑤摄像机预置功能。如果一台摄像机需要监视多个目标点，带预置功能的一体化摄像机是一种很好的选择，它能预置多个监视位置的云台和镜头参数，使用时，能方便快速地转到相应预置点，并自动调整好镜头的变焦和图像清晰度；⑥警视连动功能。在发生报警时，监控主机上的图像应能自动切换到相应的摄像机，有预置功能的摄像机还能自动转到预置点，同时自动启动数字录像；⑦超温检测功能。图像监控系统应配备金属热感探测器或专用红外测温装置，能自动地进行超温检测和报警；⑧系统管理和记录功能。包括优先等级和使用权限的设置，用户操作的记录，控制权的自动协商等。 以上是一般变电站图像监控系统应具备的基本功能，此外，为了使系统更好地发挥作用，还可具备如下一些功能：①能与一些电力控制设备互连，记录和上报这些设备的运行情况；②能与计算机网络系统(MIS网)互连，使位于网络上的相关科室的计算机也能用作监控主机，有利于领导及时了解、监督和指挥现场工作；③多路分屏实时监视。系统能在一台监视器屏幕或电视墙上同时实时显示多路来自不同变电站的图像；④同时监视功能。多个监控终端能同时监控同一或不同前端；⑤为了确保变电