論變電站智能運(yùn)維技術(shù)應(yīng)用

閆曉燕

【摘 ?要】變電智能運(yùn)檢模式，緊密貼合生產(chǎn)一線需求，采用了大量現(xiàn)代科技手段，并研究解決了核心關(guān)鍵技術(shù)，對提升設(shè)備狀態(tài)掌控水平、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和大幅提高現(xiàn)有勞動生產(chǎn)率具有重要的理論意義和工程價值。

【關(guān)鍵詞】變電站;智能運(yùn)檢;順控;在線監(jiān)測;機(jī)器人

“十三五”期間，電網(wǎng)規(guī)模將迎來爆發(fā)式增長，電網(wǎng)運(yùn)行安全性要求也越來越高，依靠人力為主的傳統(tǒng)運(yùn)維檢修模式導(dǎo)致運(yùn)維能力提升有限，已經(jīng)無法滿足迅猛增長的電網(wǎng)運(yùn)維工作需求;同時傳統(tǒng)的運(yùn)維檢修模式無法實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，運(yùn)檢資源分配隨意性較大，制約了運(yùn)檢效率的進(jìn)一步提高。

通過現(xiàn)代科技提升變電站運(yùn)檢智能化水平，可有效提升設(shè)備可靠性和提高勞動生產(chǎn)率，是提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定和緩解人力資源緊張的有效手段。

當(dāng)前智能運(yùn)檢技術(shù)還未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各地所采用的技術(shù)存在過于超前無法落地應(yīng)用或過于落后效果欠佳的現(xiàn)狀，本文在深入分析當(dāng)前運(yùn)檢技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了適合于當(dāng)前工業(yè)發(fā)展水平的智能運(yùn)檢模式，并解決了其中的幾個核心問題，形成了成熟的解決方案，即采用移動作業(yè)和巡視機(jī)器人提高巡視智能化水平，采用在線監(jiān)測技術(shù)提高設(shè)備。狀態(tài)監(jiān)測智能化水平，采用遠(yuǎn)方順控操作提高操作智能化水平，采用檢修機(jī)器人提高檢修智能化水平。實際應(yīng)用效果表明，本文提出的智能運(yùn)檢方案，能有效提升設(shè)備狀態(tài)掌控水平，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性，同時也能大幅提高現(xiàn)有勞動生產(chǎn)率，緩解生產(chǎn)部門人員緊張和任務(wù)繁重的現(xiàn)狀，具有重要的理論意義和工程價值。

1、操作智能化

采用遠(yuǎn)方順控技術(shù)提高變電站設(shè)備操作的智能化水平，可一鍵化實現(xiàn)多個操作，在國內(nèi)外首次采用壓力傳感技術(shù)實現(xiàn)隔離開關(guān)分合閘位置的“雙確認(rèn)”，同時實現(xiàn)了操作票的模塊化編輯。

1.1隔離開關(guān)分合閘狀態(tài)的“雙確認(rèn)”

敞開式隔離開關(guān)在操作過程中的可靠性相比短路器要低，進(jìn)行操作時需要操作人員到現(xiàn)場核實隔離開關(guān)的真實位置，工作量較大，采用“雙確認(rèn)”技術(shù)可提高對隔離開關(guān)位置狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性，從而代替操作人員到現(xiàn)場核實隔離開關(guān)位置。

隔離開關(guān)的分合閘狀態(tài)，通常一路信號來自后臺遙信信號（來源于輔助開關(guān)），另一路信號可通過在斷路器或刀閘傳動機(jī)構(gòu)上安裝微動開關(guān)來獲取，這種“雙確認(rèn)”技術(shù)已應(yīng)用較多，但在刀閘傳動機(jī)構(gòu)上安裝微動開關(guān)仍然屬于間接判斷刀閘分合閘位置，不滿足安規(guī)關(guān)于兩路信號應(yīng)該非同源的要求，本文研究刀閘分合閘狀態(tài)的直接檢測方法，即在觸頭位置安裝壓力傳感器測量合閘時的壓力，通過壓力來直接反映隔離開關(guān)的分合閘狀態(tài)。壓力傳感器同時具有溫度測量功能，可用于觸頭溫度的在線監(jiān)測。

1.2順控方案

采取在調(diào)度控制中心實現(xiàn)順控操作的方案：在控制系統(tǒng)中增加一個順控模塊，當(dāng)需要進(jìn)行遠(yuǎn)方順控操作時，順控模塊調(diào)取站端存儲的常用操作票，實現(xiàn)一鍵化操作，一次性完成多個操作步驟。

對于常用操作票可固化在系統(tǒng)中，同時也可自行選擇各種操作組合成所需要的操作票，操作前能夠?qū)崿F(xiàn)操作過程的自動模擬和五防的校驗。

2、巡視智能化

2.1巡視機(jī)器人

采用智能巡視機(jī)器人提高巡視的智能化水平，可代替大部分人工巡視工作量，主要具有以下功能：

（1）具備可見光探頭，能夠進(jìn)行可見光視頻錄制和傳輸，同時具有智能識別系統(tǒng)，能夠識別表計讀數(shù)、刀閘實際位置等;（2）具備紅外探頭，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的紅外測溫及過熱報警;（3）自動定位功能，根據(jù)需求到達(dá)指定位置，如在斷路器操作時自動到達(dá)相應(yīng)位置進(jìn)行監(jiān)視;（4）具備聲音識別功能，能夠識別設(shè)備異常聲響。

2.2手持智能巡檢儀

（1）具備與國網(wǎng)PMS2.0通信權(quán)限;（2）可與紅外成像測溫、開關(guān)柜局放等帶電檢測裝置實現(xiàn)無縫連接，通過無線網(wǎng)絡(luò)將帶電檢測數(shù)據(jù)傳輸至內(nèi)網(wǎng)智能運(yùn)檢系統(tǒng)，減少人工錄入工作量;（3）內(nèi)預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄模板，方便記錄巡視數(shù)據(jù);（4）可與紅外鏡頭高度融合，實現(xiàn)紅外成像溫儀的小型化。

3、監(jiān)測智能化

3.1在線監(jiān)測裝置

選取目前主流的在線監(jiān)測技術(shù)[6]，包括紅外在線測溫、變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測、變壓器局部放電在線監(jiān)測、變壓器鐵芯電流在線監(jiān)測、變壓器分接開關(guān)在線監(jiān)測、隔離開關(guān)觸頭壓力及溫度在線監(jiān)測、開關(guān)柜內(nèi)部在線測溫、開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測、避雷器在線監(jiān)測、互感器在線監(jiān)測、二次壓板在線監(jiān)測等，將檢測數(shù)據(jù)集中傳輸至運(yùn)檢數(shù)據(jù)智能處理系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)挖掘、模式識別等人工智能算法開展對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，增強(qiáng)在線監(jiān)測設(shè)備發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，同時將發(fā)現(xiàn)的缺陷通過消息推送的方式發(fā)送至運(yùn)維人員手中的智能終端上，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測的智能化。

3.2大數(shù)據(jù)平臺

研發(fā)了變電智能運(yùn)檢大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)運(yùn)檢數(shù)據(jù)分析、預(yù)警的智能化，具體功能如下：（1）在運(yùn)行、巡視、監(jiān)測、檢修和帶電檢測過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)匯集至該系統(tǒng)，結(jié)合變電站三維模型直觀、全面地進(jìn)行展示;（2）具備大數(shù)據(jù)分析功能，能夠人工智能技術(shù)開展對數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測潛在的缺陷;（3）可向運(yùn)維人員手持智能移動終端發(fā)送預(yù)警信息，同時也可通過手持智能終端訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

4、檢修智能化

4.1帶電檢修機(jī)器人

研發(fā)了帶電檢修機(jī)器人，帶電檢修機(jī)器人具有如下功能：（1）可夾持帶電作業(yè)工具（如遙控扳手、斷線鉗、壓接鉗等），進(jìn)入狹小空間進(jìn)行安裝、拆卸連接件，安裝引線等帶電作業(yè)任務(wù);（2）絕緣機(jī)械臂可夾持檢測設(shè)備進(jìn)入狹小空間在線檢測（如局部放電檢測、絕緣子探傷、攝像頭等）;（3）可開展絕緣子清掃、噴涂RTV、憎水性檢測等帶電作業(yè)工作。

4.2自愈式發(fā)熱缺陷處理

開展了記憶合金墊片應(yīng)用研究[9]，在以螺栓連接的高壓導(dǎo)體部位，采用記憶合金制成的螺栓墊片（形變溫度為60℃），該墊片具有隨溫度變形的特性，當(dāng)連接部位發(fā)熱導(dǎo)致溫度升高時，墊片變形彎曲，導(dǎo)致螺栓壓緊力增大，接觸電阻減小，發(fā)熱量減小，溫度降低。

5、應(yīng)用效果

（1）提高設(shè)備可控、在控能力

采用設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測及數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)，增強(qiáng)了提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的能力，減小了設(shè)備故障對電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響;采用帶電檢修機(jī)器人和發(fā)熱缺陷自愈處理技術(shù)，以前需要停電處理的缺陷可以進(jìn)行帶電處理，對于單個缺陷，根據(jù)其處理復(fù)雜程度，可以減少停電時間數(shù)小時至數(shù)天。

（2）提升工作效率，減少運(yùn)維成本

采用遠(yuǎn)方順控技術(shù)將大幅提升勞動效率，如涉及3個及以上變電站的倒閘操作時，采用現(xiàn)場操作方式約需3臺車、3個司機(jī)、6個操巡隊員，路上需耗費(fèi)大量時間，實施遠(yuǎn)方順控操作，人員不需要到現(xiàn)場，大大減少了操巡人員工作量，節(jié)省了人力、物力、財力;采用巡視機(jī)器人，可代替日常人工巡視任務(wù)，減少了人工及運(yùn)維成本。

結(jié)束語

變電智能運(yùn)檢模式，緊密貼合生產(chǎn)一線需求，采用了大量現(xiàn)代科技手段，并研究解決了核心關(guān)鍵技術(shù)，對提升設(shè)備狀態(tài)掌控水平、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和大幅提高現(xiàn)有勞動生產(chǎn)率具有重要的理論意義和工程價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]自動化運(yùn)維平臺建設(shè)淺析[J].馬欣欣，林克全.電子世界.2019（08）

[2]2018，您該關(guān)注IT運(yùn)維的哪一面？[J].何小勇.科技新時代.2018（01）

[3]新媒體運(yùn)維存在的風(fēng)險及處理措施[J].張歆平，普布卓瑪.技術(shù)與市場.2019（05）

[4]鐵路電務(wù)運(yùn)維系統(tǒng)及應(yīng)用[J].尹春雷，燕翔，閆友為.鐵路通信信號工程技術(shù).2018（12）

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司陽泉供電公司）