基于智能感知的變電站運維系統分析

文章

摘 要：通過智能檢查系統的建立和運行以及“大云物移智”新技術的深度應用，變電站設備智能感知系統的綜合高精細視頻監控、智能巡檢機器人、在線監控、移動監控等多種技術融入變電站設備的維護中實現變壓器設備的智能感知。通過科學制定設備循環檢查方案，設備狀態在可見光和紅外溫度測量、定期檢查和在線監測、定點監測和移動監測、實時數據和趨勢分析等多方面相互驗證，相互滲透充分融合后，在變電站初步形成了具備全方位多維的智能感知系統。為公司智能檢查的發展提供了新的技術平臺和管理構想。

關鍵詞：智能感知;變電站;運維系統;分析

1 關鍵技術

目前，變電站設施狀態智能傳感系統主要基于高清視頻監控系統、智能巡檢機器人、SF6、氣體壓力實時監測系統、移動紅外熱成像系統等技術。與此同時，視頻監控系統用于監控遠程設備的外觀，并對機器人進行檢查，確認室外儀表和設備的位置。在給定的時間段內進行紅外探測，并且SF6氣體壓力實時監測系統實時開啟。腔體壓力的固定點和移動紅外熱成像系統實現了對異常或缺陷器件溫度的實時檢測，其中有些技術側重點不同，缺乏互補性，并隨著科技的進步而不斷延伸。

2 智慧變電站輔助設備監控系統

2.1智慧變電站輔助設備監控系統的基本結構

輔助設施監控系統的建設有助于實現變電站的無人值守。互補式監控系統的基本結構主要由主機、工作站、停檢網絡、巡檢機器人主機、視頻監控主機、智能分析單元、本地模塊等組成，系統在線監控巡檢機器人與監控系統相連的過程。主視頻監視器的主要特點是：輔助設備監控系統工作站實現圖形界面標準化顯示、操作監控、操作控制等人機交互功能。視頻監控主機在系統配置上分為四個方面，進而實現了工業攝像機的數據訪問、操作控制和操作控制等功能。與功能相關的視頻監視（紅外攝像機），例如傳送服務，可以監視主要設備的局部加熱狀態等，并且可以根據圖像分析算法檢測一些設備的常規檢測;關閉輔助設備運行檢查網絡，實現兩段變電所輔助設備信息接收、運行控制信息傳遞等功能。本地模塊負責照明控制、安全防范、環境監測、SF6監測數據訪問處理等輔助設備的在線監測。本地模塊采用本地放置或區域集中放置，直接干擾輔機監控系統主體，關閉輔機運行檢查網絡。當本地模塊斷電時，監控系統通過測量設備識別通信中斷并監控數據。智能鎖控直接與輔助監控系統本體的停止和輔助運行檢測網絡進行交互，有效降低了故障風險，并導致二次柜故障。最后，消防專用運輸單位負責變電站火災報警、消防設備等消防設備的數據接入處理。

3 智慧變電站監控子系統智能聯動技術

3.1智慧變電站內智能聯動的技術實現方式

智慧變電站內的智能連鎖分為兩個主要單元：主設備監控系統、二次控制子系統/視頻監控系統、分控制系統和二次控制子系統/視頻監控系統。在智能變電站的智能連鎖控制策略設計中，必須考慮電力系統網絡安全分區的特殊需要，防止某些連鎖所需的信息。

受網絡安全分區的限制，可以看出主設備監控和二次子系統/視頻監控系統只干擾單向信息流。主設備監控系統通過防火墻與輔助設備監控系統通信，采用DL/t634.5104-2009協議或UDP協議。主設備監控系統向輔助設備發送信息，包括一臺設備的遙控預置、位移信號、無電報警信號、總報警信號和單臺設備熔斷后的保護動作斷路器信號。同時，布置在安防二區的二級控制子系統之間的聯動可直接與信息交互，連鎖功能更為方便，但二次控制子系統與視頻監控系統之間的聯動是信息單向傳輸仍然是可能的。在智能連鎖過程中，輔助設備監控主機通過前向分離設備與視頻監控主機單向通信，采用UDP協議。從輔助設備監控主體發送給視頻監控主機的連鎖信息中，主要設備的遙控預置、位移、無電報警信號、保護動作跳接信號等主要設備信息，對照明設備的遙控，而遠至兩部分輔助設備信息如遠程氧氣在線監測報警信號、總報警信號融合后的輔助設備。

3.2智能變電站監控子系統聯動功能

為了明確各子系統之間的連鎖關系，本文提出了一種典型智能變電站的智能句法控制方案。隨著智能變電站技術的進一步發展，各監控系統之間的連鎖關系更加完善。

同時，主設備監控系統與視頻監控、機器人、燈光控制、在線監控等子系統相連。該類連鎖事件由主設備的遙控預置、主設備的位信號、主設備監控系統的報警信號觸發，事件的視頻預覽和視頻進一步與預置的視頻預置或循環機器人同步，采集并記錄相關設備的在線監測數據。主設備監控系統和照明控制系統之間的連接主要用于記錄相關攝像機。

4 智能感知的變電站運維系統的應用

4.1變電站設備常態化感知

在正常情況下，利用高清視頻監控系統的高視角和無死角特性，常規的循環檢測可以檢測出難以事先掩蓋的隱藏缺陷。此外，高清視頻監控系統還與站房內的事件相關聯，如斷路器跳變、反向放電、一臺設備的檢查操作或繼電保護裝置的操作。相機通過將其調整到先前的位置來自動感知信息。通過智能行走機器人對可見光、紅外線等檢測設施進行檢測，可以對室外變電所的設施進行全時段的志愿檢測，并可定期對工作臺和設備的讀數進行紅外線測溫。瓦斯壓力實時監測系統能實時監測各變電所的變電所瓦斯壓力，當現場值達到設定的報警值時報警，并且得到的相關環境條件等結果能很好地配合無人值班變電所后現場設備的瓦斯壓力監測要求。

4.2設備狀態感知信息后臺大數據分析

利用通信技術將多個傳感模塊采集的數據實時傳輸并自動分析到后臺云上，實現數據的自動采集、人機信息的自動交互、設備狀態的實時掌握、異常狀態的報警和評估。實現了輔助診斷等功能，全面提高了設備狀態的控制能力，通過生產數據（歷史倒推）和設備狀態監測大數據（實時采集）的綜合統計分析，進行狀態趨勢預測。在大量檢測數據的基礎上，構建了最先進的全狀態信息模型，實現了基于數據驅動的基于規律的檢測。自動采集、全面分析、自動預警、多源多量數據的自動診斷。

4.3科學提升巡檢效率，節約運行成本

近年來，增加變電站數量，提高巡檢效率顯得尤為重要。對于具備遠程檢測條件的變電站，運行維護人員可以利用在線監測、視頻監控、調度信息系統、智能測試機器人等系統進行遠程檢測。同時，可以科學調整檢驗周期，大幅度降低現場檢驗成本和成本，減少現場檢驗工作量，減輕現場檢驗壓力;同時，還可以監視重要的狀態量，如油的位置和油溫。

4.4實現對設備多維度的狀態感知

根據不同模塊的優缺點，實現了可見光和紅外測溫、定期監測和在線監測、定點監測和移動監測，將變電站設備的實時數據與趨勢分析相結合，相互驗證，實現設備的多維狀態感知，形成運維資源的自動分析、配置建議和科學調配，實現設備的自動化管理。

結束語：變電站設備狀態智能傳感系統的研究，是為了緩解系統中工作量增加與人員短缺的矛盾。同時，提高了變電站設備狀態的控制能力。通過幾年的努力，我們重點從遠程管理支撐、創新和建站實踐三個方面進行了探索。雖然取得了階段性成果，但仍有必要在廣泛的范圍內推廣和深入應用。

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