基于智能感知的變電站運維系統(tǒng)分析

文章

摘 要：通過智能檢查系統(tǒng)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(tǒng)的綜合高精細視頻監(jiān)控、智能巡檢機器人、在線監(jiān)控、移動監(jiān)控等多種技術融入變電站設備的維護中實現(xiàn)變壓器設備的智能感知。通過科學制定設備循環(huán)檢查方案，設備狀態(tài)在可見光和紅外溫度測量、定期檢查和在線監(jiān)測、定點監(jiān)測和移動監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)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(tǒng)。為公司智能檢查的發(fā)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(tǒng);分析

1 關鍵技術

目前，變電站設施狀態(tài)智能傳感系統(tǒng)主要基于高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡檢機器人、SF6、氣體壓力實時監(jiān)測系統(tǒng)、移動紅外熱成像系統(tǒng)等技術。與此同時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)實時開啟。腔體壓力的固定點和移動紅外熱成像系統(tǒng)實現(xiàn)了對異?；蛉毕萜骷囟鹊膶崟r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(jiān)控系統(tǒng)

2.1智慧變電站輔助設備監(jiān)控系統(tǒng)的基本結構

輔助設施監(jiān)控系統(tǒng)的建設有助于實現(xiàn)變電站的無人值守?；パa式監(jiān)控系統(tǒng)的基本結構主要由主機、工作站、停檢網(wǎng)絡、巡檢機器人主機、視頻監(jiān)控主機、智能分析單元、本地模塊等組成，系統(tǒng)在線監(jiān)控巡檢機器人與監(jiān)控系統(tǒng)相連的過程。主視頻監(jiān)視器的主要特點是：輔助設備監(jiān)控系統(tǒng)工作站實現(xiàn)圖形界面標準化顯示、操作監(jiān)控、操作控制等人機交互功能。視頻監(jiān)控主機在系統(tǒng)配置上分為四個方面，進而實現(xiàn)了工業(yè)攝像機的數(shù)據(jù)訪問、操作控制和操作控制等功能。與功能相關的視頻監(jiān)視（紅外攝像機），例如傳送服務，可以監(jiān)視主要設備的局部加熱狀態(tài)等，并且可以根據(jù)圖像分析算法檢測一些設備的常規(guī)檢測;關閉輔助設備運行檢查網(wǎng)絡，實現(xiàn)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(huán)境監(jiān)測、SF6監(jiān)測數(shù)據(jù)訪問處理等輔助設備的在線監(jiān)測。本地模塊采用本地放置或區(qū)域集中放置，直接干擾輔機監(jiān)控系統(tǒng)主體，關閉輔機運行檢查網(wǎng)絡。當本地模塊斷電時，監(jiān)控系統(tǒng)通過測量設備識別通信中斷并監(jiān)控數(shù)據(jù)。智能鎖控直接與輔助監(jiān)控系統(tǒng)本體的停止和輔助運行檢測網(wǎng)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(shù)據(jù)接入處理。

3 智慧變電站監(jiān)控子系統(tǒng)智能聯(lián)動技術

3.1智慧變電站內智能聯(lián)動的技術實現(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)、二次控制子系統(tǒng)/視頻監(jiān)控系統(tǒng)、分控制系統(tǒng)和二次控制子系統(tǒng)/視頻監(jiān)控系統(tǒng)。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(tǒng)網(wǎng)絡安全分區(qū)的特殊需要，防止某些連鎖所需的信息。

受網(wǎng)絡安全分區(qū)的限制，可以看出主設備監(jiān)控和二次子系統(tǒng)/視頻監(jiān)控系統(tǒng)只干擾單向信息流。主設備監(jiān)控系統(tǒng)通過防火墻與輔助設備監(jiān)控系統(tǒng)通信，采用DL/t634.5104-2009協(xié)議或UDP協(xié)議。主設備監(jiān)控系統(tǒng)向輔助設備發(fā)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(qū)的二級控制子系統(tǒng)之間的聯(lián)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(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間的聯(lián)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(jiān)控主機通過前向分離設備與視頻監(jiān)控主機單向通信，采用UDP協(xié)議。從輔助設備監(jiān)控主體發(fā)送給視頻監(jiān)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(jiān)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(jiān)控子系統(tǒng)聯(lián)動功能

為了明確各子系統(tǒng)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(fā)展，各監(jiān)控系統(tǒng)之間的連鎖關系更加完善。

同時，主設備監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控、機器人、燈光控制、在線監(jiān)控等子系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)的報警信號觸發(fā)，事件的視頻預覽和視頻進一步與預置的視頻預置或循環(huán)機器人同步，采集并記錄相關設備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。主設備監(jiān)控系統(tǒng)和照明控制系統(tǒng)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(tǒng)的應用

4.1變電站設備常態(tài)化感知

在正常情況下，利用高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高視角和無死角特性，常規(guī)的循環(huán)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(jiān)控系統(tǒng)還與站房內的事件相關聯(lián)，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(shù)進行紅外線測溫。瓦斯壓力實時監(jiān)測系統(tǒng)能實時監(jiān)測各變電所的變電所瓦斯壓力，當現(xiàn)場值達到設定的報警值時報警，并且得到的相關環(huán)境條件等結果能很好地配合無人值班變電所后現(xiàn)場設備的瓦斯壓力監(jiān)測要求。

4.2設備狀態(tài)感知信息后臺大數(shù)據(jù)分析

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

4.3科學提升巡檢效率，節(jié)約運行成本

近年來，增加變電站數(shù)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(jiān)測、視頻監(jiān)控、調度信息系統(tǒng)、智能測試機器人等系統(tǒng)進行遠程檢測。同時，可以科學調整檢驗周期，大幅度降低現(xiàn)場檢驗成本和成本，減少現(xiàn)場檢驗工作量，減輕現(xiàn)場檢驗壓力;同時，還可以監(jiān)視重要的狀態(tài)量，如油的位置和油溫。

4.4實現(xiàn)對設備多維度的狀態(tài)感知

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

結束語：變電站設備狀態(tài)智能傳感系統(tǒng)的研究，是為了緩解系統(tǒng)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(tài)的控制能力。通過幾年的努力，我們重點從遠程管理支撐、創(chuàng)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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