論變電站智能運維技術(shù)應用

柏榮帥

摘要：針對智能變電站變電運維安全與設備維護中現(xiàn)存的問題進行梳理和概括，結(jié)合工作實際對其存在的問題提出了相應合理化建議，旨在促進智能變電站的穩(wěn)定運行，確保國家安全用電。

關(guān)鍵詞：智能變電站;運維安全;在線監(jiān)測;設備維護

1 引言

變電站承擔著變換電壓等級、匯集電流、分配電能和調(diào)整電壓的重要作用，其安全運行關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。保障變電站安全本質(zhì)上是確保變電站內(nèi)設備和環(huán)境的安全。早期對變電站設備的巡視主要依靠人工，然而隨著大電網(wǎng)建設的不斷推進，變電站數(shù)量飛速增長，傳統(tǒng)的人工巡視方式耗時耗力，無法有效應對變電站設備的運維管理需求。計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)及網(wǎng)絡通信技術(shù)的快速發(fā)展促使傳統(tǒng)變電站逐漸向著高度自動化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，在這個過程中不斷出現(xiàn)針對變壓器、開關(guān)等一次主設備的狀態(tài)監(jiān)測裝置及在線監(jiān)測系統(tǒng);同時，針對難以檢測的非電氣狀態(tài)量引入了計算機視覺技術(shù)，構(gòu)建起變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng);另外，近年來巡檢機器人的投入進一步改變了變電站的運維管理模式。

2 智能變電站正常運行重要性概述

智能變電站的運行維護安全和設備維護能夠?qū)⒆冸娬具\行中可能出現(xiàn)的各種安全事故有效預防，同時高壓和低壓的隔離使變電站電能運行故障的概率大大降低。同傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站采用的是計算機控制模式，因此其在運行維護和設備維護工作中采用的是計算機排除方法。高端智能變電站相對于傳統(tǒng)的變電站，成本較高，若不能對其進行科學高效的維護和設備管理，將直接影響變電站的正常運行，嚴重時甚至會造成設備出現(xiàn)損毀等情況，降低電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。智能變電站的設備維護工作開展，主要是通過定期維護消除設備中可能存在的各種問題，并進行提前預防和解決，有效減少正常生產(chǎn)中的成本投入，對我國電力企業(yè)的正常發(fā)展具有重要意義。

3 變電站智能運維技術(shù)中的問題

3.1 基礎設備安全性不足

變電站的運行和維護工作是保證電力企業(yè)正常運行的根本，基礎設備的安全則是基礎中的基礎。基礎設備的安全性對整個變電站的運行穩(wěn)定性具有直接影響，若存在基礎設備安裝質(zhì)量缺陷，往往會使得整個變電站的運行安全性受到影響。對此，在開展變電站運維安全管理工作時，需加強基礎設備的安全質(zhì)量管理。

3.2 運行管理嚴格程度不足

當前，很多智能變電站并未設置專門的安全防范裝置且應急預案缺乏，這導致智能變電站運行過程中出現(xiàn)問題后人員不知如何進行規(guī)范的操作。機械設備在運行過程中，人員并未嚴格按照規(guī)定時間嚴格查看，日常的檢修工作人員在開展的過程中也并未進行嚴格的查驗。運行標準的缺乏和不規(guī)范，使設備運行中出現(xiàn)的問題無法得到及時有效的調(diào)查和解決，導致后續(xù)運行中隱患不斷積累，最終造成嚴重的安全事故，威脅變電站的運行安全性。

3.3 信息保密程度不足

對于智能變電站的信號傳輸，主要是通過數(shù)字模型對等傳輸方式來進行相關(guān)信息的傳遞。也就是說，智能變電站的信息傳輸采用的是局域網(wǎng)絡的傳輸模式，這種傳輸模式能最大程度保證智能變電站運行過程中的傳輸安全性和穩(wěn)定性。實際上，大部分的變電站在進行數(shù)據(jù)信號的傳輸時未對其進行高級別的安全防護，使得智能變電站設備在遭受到外界攻擊時容易出現(xiàn)信息系統(tǒng)崩潰情況，對整個智能變電站的運行安全性產(chǎn)生較大的影響。

4 變電站智能運維技術(shù)應用

4.1 遙視系統(tǒng)

遙視系統(tǒng)重點在于對變電站內(nèi)設備、環(huán)境及人員的監(jiān)控，應用現(xiàn)狀呈現(xiàn)點多，面廣，但功能局限的特點。首先，點多：電壓等級110kV以上的變電站均已建立變電站視頻監(jiān)控設備，部分已實現(xiàn)全域視頻監(jiān)控。視頻圖像就地存儲，其中電壓等級110kV以上變電站的視頻信號基本接入至國網(wǎng)統(tǒng)一視頻平臺，部分接入省變電站輔助一體化監(jiān)控平臺。其次，面廣：監(jiān)控對象可覆蓋一次設備、二次設備、控制室、各出入通道等。然而功能局限：目前省變電站輔助一體化監(jiān)控平臺應用的主要功能為攝像頭的監(jiān)視、錄像、守望等實時功能，以及與安防、消防、門禁等其他輔助設備智能聯(lián)動功能，僅實現(xiàn)“千里眼”能力，依然屬于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)范疇，對監(jiān)控視頻中有效信息的篩選、分析及判斷還需要依靠監(jiān)控人員，系統(tǒng)的智能化高級功能還未完善。當前的“被動監(jiān)控”模式只適用于特定地點、時間監(jiān)控和事后追溯，缺乏主動判別能力。為此，學術(shù)界早已引入機器視覺概念，嘗試將人工智能技術(shù)應用于對監(jiān)控視頻信息的有效提取及智能分析中，從而及時發(fā)現(xiàn)事件并進行控制，變“被動”為“主動”。

4.2 智能設備的BIM模型細度確定

BIM模型細度主要根據(jù)廠商提供的設計圖精細度和未來運維檢修管理中需要用到的精細度來定;比如高度集成的二次設備在運維中需要掌握其運行原理，在建模精細化上應該根據(jù)功能模塊來進行建模;一次倒閘操作的設備，在倒閘操作這個模塊需要建模到零件級別，最低也需要到組件級別;建模之后，需要將現(xiàn)有信息賦值在相應設備的相應位置上。在環(huán)境的建模以及運維流程路線建模，管理標準及操作流程等信息都需要同步植入。同時接入智能分析系統(tǒng)中操作安全預警距離數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場管理和輔助決策管理服務。圍繞同一個設備模型滿足不同層級協(xié)同運維管理需求，優(yōu)化運維管理平臺的整體設計。

4.3 檢修輔助安全措施

使用大量的虛回路光纜連接，能夠使原本看得見的二次回路隱藏成為黑匣子，隔離檢修設備和運行設備，要求根據(jù)二次檢修輔助安全措施實現(xiàn)。將二次虛回路圖為基礎，根據(jù)相應的檢修安措規(guī)范創(chuàng)建安措規(guī)則，從而能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的安措自動生成。在生成安措票之后，以設備目前的情況實現(xiàn)設備異常檢修狀態(tài)的判別，并且還能夠給出異常原因和影響的范圍，在實現(xiàn)安措模擬的過程中，以模擬操作對安措狀態(tài)進行更新，以此能夠為二次回路操作提供操作順序和操作結(jié)果告警、校核。在執(zhí)行安措之前，以生成按錯票的邏輯預演，能夠及時發(fā)現(xiàn)操作票中的邏輯問題，從而能夠避免安全操作邏輯錯誤導致的保護誤動及閉鎖事故的出現(xiàn)。在每次完成按錯檢修之后，診斷裝置能夠利用得到相應保護設備檢修壓板狀態(tài)、SV壓板狀態(tài)、GOOSE壓板狀態(tài)等信息，對比標準化的安全措施，將是否實施檢修安措到位進行檢查，如果不到位，診斷裝置中就會出現(xiàn)明顯告警及標識。二次檢修輔助安全措施中還要具有操作過程和結(jié)果的記錄、回訪，以此能夠?qū)ふ沂鹿驶蛘卟檎覇栴}。

5 結(jié)束語

為了確保對變電站運行情況的全面了解，需要對當前智能變電站變電運維和設備維護工作中存在的問題不斷研究和解決。一方面電力工作人員需要不斷加強培訓，提高對先進運維知識的了解，在出現(xiàn)問題后能夠采取及時有效的措施;另一方面，采用更加可靠安全的監(jiān)測系統(tǒng)和設備，確保變電站運維和設備維護的科學高效，提高事故的預防及處理能力。

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