變電站設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

沈遠(yuǎn)飛++余艷++李國(guó)成

摘 要：針對(duì)變電站設(shè)備日常維護(hù)中出現(xiàn)問題的調(diào)查和總結(jié)，提出專門的應(yīng)用解決方案，通過(guò)精密傳感技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)新性的解決現(xiàn)有的變電站設(shè)備運(yùn)維管理工作中存在的問題，以提升變電站設(shè)備管理水平。

關(guān)鍵詞：變電站；設(shè)備管理；精細(xì)化

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0162-01

變電站遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越普遍，利用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)可以迅速而準(zhǔn)確的獲得變電站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息。我國(guó)大多數(shù)變電站只對(duì)部分一次線路的主要設(shè)備做了自動(dòng)監(jiān)測(cè)，而信息通信類設(shè)備并未做實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。由于對(duì)信息通信類設(shè)備管理的不夠精細(xì)，常出現(xiàn)工程人員隨意增加設(shè)備，使線路負(fù)載過(guò)重導(dǎo)致電源損壞。

由于原有運(yùn)維管理水平的不足，極大的影響了無(wú)人值班變電站的設(shè)備安全。為了真正做到完整地掌握變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)某設(shè)備的故障并做出相應(yīng)的決策和處理方案，為此設(shè)計(jì)一套設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)來(lái)及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況，能及時(shí)發(fā)出預(yù)警或告警，以提升變電站的設(shè)備運(yùn)維管理水平。

1 運(yùn)維現(xiàn)狀

原有對(duì)變電站設(shè)備的日常維護(hù)主要靠人工巡查的方式，當(dāng)因某些原因而造成設(shè)備通信中斷時(shí)，由于運(yùn)維人員不在現(xiàn)場(chǎng)，往往使得運(yùn)維人員不能準(zhǔn)確判斷故障的原因，嚴(yán)重影響了對(duì)無(wú)人值班變電站的安全運(yùn)行，而這些問題設(shè)備可能會(huì)成為造成事故或事故擴(kuò)大的重要因素。隨著電力業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展，無(wú)人值班變電站越來(lái)越多，站內(nèi)的設(shè)備也越來(lái)越多，對(duì)變電站內(nèi)的設(shè)備管理主要存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：

（1）設(shè)備擴(kuò)容時(shí)沒有完整的數(shù)據(jù)依據(jù)，容易過(guò)載配置，導(dǎo)致線路故障；（2）變電站多，各站點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，采用人工巡查工作量大；人員長(zhǎng)時(shí)間工作易疲勞，導(dǎo)致設(shè)備檢查不到位，不易發(fā)現(xiàn)故障問題；（3）被動(dòng)得知故障消息，拖延了故障搶修時(shí)間；不能及時(shí)獲知故障原因，給故障搶修增加難度；巡檢數(shù)據(jù)記錄不齊全，且不易保存。

2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

針對(duì)原有的運(yùn)維管理缺陷，設(shè)計(jì)開發(fā)出一套能實(shí)時(shí)了解變電站內(nèi)設(shè)備配電的結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)關(guān)注設(shè)備的健康狀況，可提早預(yù)警故障設(shè)備，快速精確定位故障點(diǎn)，并可實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)維人員的故障處理情況的變電站設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)原理

變電站設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)主要由精密傳感器、設(shè)備健康數(shù)據(jù)采集模塊、人機(jī)交互控制器、運(yùn)維中心管理平臺(tái)組成，系統(tǒng)原理見圖1。

變電站設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)采用精密傳感器，將運(yùn)維設(shè)備的交流/直流配電的總輸入及每一輸出支路的開關(guān)狀態(tài)、電壓、電流等參數(shù)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。

設(shè)備健康數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)設(shè)定的周期，定時(shí)采集精密傳感器上的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。采集模塊具有獨(dú)立運(yùn)行功能，即使與外界通訊中斷，自身也可根據(jù)原先設(shè)定的程序正常運(yùn)行。

人機(jī)交互控制器采用7寸彩色觸摸屏，通過(guò)圖形界面動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示本地配電結(jié)構(gòu)與設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備和線路的健康狀況，可通過(guò)對(duì)每個(gè)設(shè)備的告警參數(shù)設(shè)定，起到對(duì)故障設(shè)備和線路的預(yù)警和告警，并準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。

各個(gè)站點(diǎn)的人機(jī)交互控制器通過(guò)智能通訊接口與上級(jí)運(yùn)維管理中心連接，使得運(yùn)維中心的管理人員足不出戶便可完全掌握各變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀況。運(yùn)維中心的管理平臺(tái)具備數(shù)據(jù)監(jiān)控、告警管理、配置管理、安全管理、維護(hù)管理等功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有局站的全參數(shù)、全方位的監(jiān)控。

2.2 系統(tǒng)功能

（1）監(jiān)控功能：監(jiān)控對(duì)象包括低壓配電、電源、油機(jī)、蓄電池、UPS、空調(diào)等設(shè)備，可擴(kuò)展溫度、濕度、水浸、煙感、紅外、門禁、圖像等環(huán)境信息監(jiān)測(cè)，監(jiān)控界面方便實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及告警信息的瀏覽，監(jiān)控系統(tǒng)圖形界面提供靈活構(gòu)造和功能組裝，能通過(guò)簡(jiǎn)單的操作定制監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示界面。（2）告警管理功能：自動(dòng)判別告警等級(jí)，并完成相應(yīng)處理（如：告警窗、語(yǔ)音告警、短信轉(zhuǎn)發(fā)、告警存儲(chǔ)等），可自定義的告警查詢功能，可以第一時(shí)間一覽所有需要的告警信息。系統(tǒng)具有多地點(diǎn)、多事件的并發(fā)告警功能，還具有告警屏蔽和過(guò)濾的功能。（3）配置管理功能：系統(tǒng)維護(hù)管理人員在一定權(quán)限下，通過(guò)監(jiān)控界面能方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象（設(shè)備及設(shè)備類型）、區(qū)域、局站等的增加、修改和刪除的管理，所有配置操作動(dòng)態(tài)生效。系統(tǒng)可對(duì)告警閾值、存儲(chǔ)閾值等參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置和修改。系統(tǒng)可設(shè)置自定義告警和告警關(guān)聯(lián)、協(xié)議編輯和界面編輯功能，強(qiáng)化了系統(tǒng)的易用性和兼容性。（4）安全管理功能：權(quán)限管理功能完善，支持分區(qū)域、分專業(yè)管理功能；系統(tǒng)具有設(shè)備操作記錄，包括操作人員、被操作設(shè)備名稱、操作內(nèi)容、操作時(shí)間等；系統(tǒng)對(duì)操作記錄有查詢統(tǒng)計(jì)功能，所有操作紀(jì)錄具有不可刪除性和不可更改性；系統(tǒng)自身的任何故障都不會(huì)影響被監(jiān)控設(shè)備的正常工作；系統(tǒng)的局部故障不會(huì)影響其它部分的正常工作；系統(tǒng)具有來(lái)電自啟動(dòng)功能。（5）維護(hù)管理功能：實(shí)現(xiàn)了維護(hù)作業(yè)的電子化，通過(guò)對(duì)設(shè)備資料、運(yùn)行數(shù)據(jù)、操作記錄的統(tǒng)計(jì)和分析，為維護(hù)工作和運(yùn)維綜合管理提供有效的輔助手段。（6）報(bào)表自定義功能：可最大限度地發(fā)揮歷史數(shù)據(jù)的作用；除傳統(tǒng)的表格報(bào)表外，還提供豐富的圖型報(bào)表?？蓪?duì)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)診斷，以便加強(qiáng)對(duì)不良設(shè)備的日常維護(hù)。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路或設(shè)備故障，提早預(yù)知不正常的線路或設(shè)備，提高了日常維護(hù)及搶修效率，有效減少了搶修所需的時(shí)間和不必要的人員和車輛的調(diào)配，提升變電站設(shè)備運(yùn)維管理水平。

實(shí)時(shí)關(guān)注電源系統(tǒng)內(nèi)供電設(shè)備及負(fù)載設(shè)備的健康狀況；動(dòng)態(tài)優(yōu)化配電結(jié)構(gòu)；提早預(yù)警故障設(shè)備；快速精確定位故障點(diǎn)；實(shí)時(shí)跟蹤故障處理人員的處理時(shí)效；提升設(shè)備運(yùn)維管理水平。

根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，平均每月巡檢及故障處理數(shù)為15次，通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析可遠(yuǎn)程解決問題的平均每月10次，平均每次現(xiàn)場(chǎng)搶修故障時(shí)間減少3小時(shí)。

節(jié)省人力產(chǎn)生的效益：300*（10+3/8*5）*2*12=8.55萬(wàn)元。

其中“300”為每人每天工資，“10”為每月減少去現(xiàn)場(chǎng)的次數(shù)，“3/8”為每次維修減少時(shí)間比，“5”為故障次數(shù)，“2”為人數(shù)，“12”為12個(gè)月。

節(jié)省車輛使用費(fèi)用：200*10*12=2.4萬(wàn)元。

其中“200”為每次出車平均費(fèi)用，“10”為每月平均減少去現(xiàn)場(chǎng)的故障次數(shù)，“12”為12個(gè)月。

經(jīng)過(guò)以上分析，每個(gè)變電站一年可節(jié)省8.55+2.4=10.95萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)變電站的實(shí)施，一方面為運(yùn)維管理部門對(duì)設(shè)備的管理提供相關(guān)數(shù)據(jù)，支撐起變電站設(shè)備運(yùn)維管理的工作，消除線路過(guò)載的隱患。另一方面為技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而可產(chǎn)生多方面的效益。

參考文獻(xiàn)

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