變電站智能運(yùn)檢技術(shù)應(yīng)用

周明浩

摘要：針對(duì)智能運(yùn)檢技術(shù)未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，存在技術(shù)過(guò)于超前無(wú)法落地應(yīng)用，或技術(shù)過(guò)于落后效果欠佳的問(wèn)題，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(gè)核心問(wèn)題，形成了成熟的解決方案。

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

1智能數(shù)字化變電站涵義

數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備按過(guò)程層、間隔層、站控層三層結(jié)構(gòu)體系分層構(gòu)建，建立在符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)之上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。數(shù)字化變電站使傳統(tǒng)變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程由過(guò)去的模擬信息全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。數(shù)字化變電站強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)手段的數(shù)字化，而智能電網(wǎng)的建設(shè)，對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的一次設(shè)備智能化、高級(jí)應(yīng)用、對(duì)智能電網(wǎng)的支撐等功能提出了新的要求，數(shù)字化變電站技術(shù)是智能變電站的技術(shù)基礎(chǔ)，智能變電站是變電站整體技術(shù)的跨越和未來(lái)變電站發(fā)展的方向。

2變電站智能運(yùn)檢關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

2.1操作智能化。

隔離開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)的“雙確認(rèn)”敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中的可靠性相比短路器要低，進(jìn)行操作時(shí)需要操作人員到現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)隔離開(kāi)關(guān)的真實(shí)位置，工作量較大，采用“雙確認(rèn)”技術(shù)可提高對(duì)隔離開(kāi)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(chǎng)核實(shí)隔離開(kāi)關(guān)位置。隔離開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)，通常一路信號(hào)來(lái)自后臺(tái)遙信信號(hào)（來(lái)源于輔助開(kāi)關(guān)），另一路信號(hào)可通過(guò)在斷路器或刀閘傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝微動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)獲取，這種“雙確認(rèn)”技術(shù)已應(yīng)用較多，但在刀閘傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝微動(dòng)開(kāi)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(hào)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(cè)方法，即在觸頭位置安裝壓力傳感器測(cè)量合閘時(shí)的壓力，通過(guò)壓力來(lái)直接反映隔離開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)。壓力傳感器同時(shí)具有溫度測(cè)量功能，可用于觸頭溫度的在線監(jiān)測(cè)。

2.2巡視智能化。

（1）巡視機(jī)器人采用智能巡視機(jī)器人（見(jiàn)圖2）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：具備可見(jiàn)光探頭，能夠進(jìn)行可見(jiàn)光視頻錄制和傳輸，同時(shí)具有智能識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別表計(jì)讀數(shù)、刀閘實(shí)際位置等;具備紅外探頭，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的紅外測(cè)溫及過(guò)熱報(bào)警;自動(dòng)定位功能，根據(jù)需求到達(dá)指定位置，如在斷路器操作時(shí)自動(dòng)到達(dá)相應(yīng)位置進(jìn)行監(jiān)視;具備聲音識(shí)別功能，能夠識(shí)別設(shè)備異常聲響。

（2）手持智能巡檢儀。研發(fā)了手持智能巡檢儀，實(shí)現(xiàn)了人工特殊巡視和帶電檢測(cè)工作的智能化，主要具有以下功能：具備與國(guó)網(wǎng)PMS2.0通信權(quán)限;可與紅外成像測(cè)溫、開(kāi)關(guān)柜局放等帶電檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將帶電檢測(cè)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;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);可與紅外鏡頭高度融合，實(shí)現(xiàn)紅外成像溫儀的小型化。

2.3監(jiān)測(cè)智能化。

（1）在線監(jiān)測(cè)裝置。選取目前主流的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，包括紅外在線測(cè)溫、變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)、變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)、變壓器鐵芯電流在線監(jiān)測(cè)、變壓器分接開(kāi)關(guān)在線監(jiān)測(cè)、隔離開(kāi)關(guān)觸頭壓力及溫度在線監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部在線測(cè)溫、開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)、避雷器在線監(jiān)測(cè)、互感器在線監(jiān)測(cè)、二次壓板在線監(jiān)測(cè)等，將檢測(cè)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(shí)別等人工智能算法開(kāi)展對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，增強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，同時(shí)將發(fā)現(xiàn)的缺陷通過(guò)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(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能化。（2）大數(shù)據(jù)平臺(tái)。研發(fā)了變電智能運(yùn)檢大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)檢數(shù)據(jù)分析、預(yù)警的智能化，具體功能如下：在運(yùn)行、巡視、監(jiān)測(cè)、檢修和帶電檢測(cè)過(guò)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;具備大數(shù)據(jù)分析功能，能夠人工智能技術(shù)開(kāi)展對(duì)數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測(cè)潛在的缺陷;可向運(yùn)維人員手持智能移動(dòng)終端發(fā)送預(yù)警信息，同時(shí)也可通過(guò)手持智能終端訪問(wèn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2.4檢修智能化。

（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：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);絕緣機(jī)械臂可夾持檢測(cè)設(shè)備進(jìn)入狹小空間在線檢測(cè)（如局部放電檢測(cè)、絕緣子探傷、攝像頭等）;可開(kāi)展絕緣子清掃、噴涂RTV、憎水性檢測(cè)等帶電作業(yè)工作。（2）自愈式發(fā)熱缺陷處理開(kāi)展了記憶合金墊片應(yīng)用研究。，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(shí)，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。

2.5應(yīng)用效果。

通過(guò)開(kāi)展研究和應(yīng)用，可初步實(shí)現(xiàn)變電站巡視智能化、操作智能化、監(jiān)測(cè)智能化、檢修智能化及數(shù)據(jù)分析智能化，以此推進(jìn)智能運(yùn)檢技術(shù)對(duì)生產(chǎn)的促進(jìn)和提升作用，項(xiàng)目的落地將大大提升設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)水平，增強(qiáng)設(shè)備缺陷和故障的預(yù)判、預(yù)知、預(yù)警、預(yù)控能力，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性，同時(shí)也將提高現(xiàn)有勞動(dòng)生產(chǎn)率，緩解生產(chǎn)部門(mén)人員緊張和任務(wù)繁重的現(xiàn)狀。（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(cè)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(duì)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(duì)于單個(gè)缺陷，根據(jù)其處理復(fù)雜程度，可以減少停電時(shí)間數(shù)小時(shí)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(dòng)效率，如涉及3個(gè)及以上變電站的倒閘操作時(shí)，采用現(xiàn)場(chǎng)操作方式約需3臺(tái)車(chē)、3個(gè)司機(jī)、6個(gè)操巡隊(duì)員，路上需耗費(fèi)大量時(shí)間，實(shí)施遠(yuǎn)方順控操作，人員不需要到現(xiàn)場(chǎng)，大大減少了操巡人員工作量，節(jié)省了人力、物力、財(cái)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。

參考文獻(xiàn)

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