變電運維管理中的模式創(chuàng)新實踐

[摘 要]隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進，變電運維管理面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的運維模式已難以滿足日益復(fù)雜的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警及高效維護的需求。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，變電運維管理亟須進行模式創(chuàng)新。文章探討了在變電運維管理中實施的一系列創(chuàng)新實踐，旨在通過智能化和精益化管理模式的應(yīng)用，提高運維效率，降低運維成本，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，最終實現(xiàn)變電運維管理的質(zhì)量提升和可持續(xù)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]變電；運維管理；模式創(chuàng)新；實踐

[中圖分類號]TM63 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）12–0187–03

Innovative Practice of Mode in Substation Operation and Maintenance Management

SUN Xiaoqi

[Abstract]With the continuous expansion of the power system scale and the deepening of smart grid construction， substation operation and maintenance management is facing unprecedented challenges. The traditional operation and maintenance model is no longer able to meet the increasingly complex needs of equipment status monitoring， fault warning， and efficient maintenance. To address these challenges， it is urgent to innovate the mode of substation operation and maintenance management. This article will explore a series of innovative practices implemented in substation operation and maintenance management， aiming to improve operation and maintenance efficiency， reduce operation and maintenance costs， ensure safe and stable operation of the power grid， and ultimately achieve quality improvement and sustainable development of substation operation and maintenance management through the application of intelligent and lean management models.

[Keywords]substation； operation and maintenance management； pattern innovation； practice

變電運維管理是電力系統(tǒng)運行維護的重要組成部分，主要包括變電設(shè)備的日常巡檢、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、維修保養(yǎng)等工作。其目標是確保變電設(shè)備安全可靠運行，提高供電質(zhì)量和效率。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和技術(shù)的進步，變電運維管理面臨著設(shè)備種類繁多、運行環(huán)境復(fù)雜、數(shù)據(jù)量龐大等挑戰(zhàn)。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，提高運維效率和管理水平，變電運維管理正在積極探索和實踐新的管理模式，以適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的需求。

1 智能化變電運維管理模式的創(chuàng)新實踐

1.1 基于大數(shù)據(jù)的設(shè)備狀態(tài)評估與預(yù)測性維護

在此基礎(chǔ)上，預(yù)測性維護系統(tǒng)利用時間序列分析和回歸算法，對設(shè)備未來狀態(tài)進行預(yù)測。系統(tǒng)綜合考慮設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)、環(huán)境因素及負荷變化等信息，準確預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障類型和時間。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，系統(tǒng)自動生成最優(yōu)維護計劃，包括維護項目、時間安排及所需資源。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的維護模式，使得運維工作由被動響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃宇A(yù)防，大幅提高了維護效率和設(shè)備可靠性。

1.2 人工智能輔助的遠程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)

人工智能輔助的遠程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)是智能化變電運維管理模式的又一重要創(chuàng)新實踐。該系統(tǒng)通過在變電站布署高清攝像頭、紅外熱像儀及聲音傳感器等多種智能設(shè)備，全方位、全天候地采集變電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境信息。這些數(shù)據(jù)通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至遠程監(jiān)控中心，由人工智能系統(tǒng)進行分析處理。系統(tǒng)采用計算機視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠自動識別設(shè)備異常狀態(tài)，如變壓器油位異常、開關(guān)柜發(fā)熱、絕緣子污穢等問題（圖1）。同時，系統(tǒng)還能通過聲音分析技術(shù)，識別設(shè)備運行中的異常聲音，如局部放電或機械故障引起的異響。這種全方位的智能監(jiān)控大幅提高了變電站運行狀態(tài)的可視化程度，使運維人員能夠足不出戶就掌握設(shè)備運行狀況。

在故障診斷方面，系統(tǒng)結(jié)合專家知識庫和機器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建了強大的故障診斷引擎。當檢測到設(shè)備異常時，系統(tǒng)會自動分析故障原因，給出故障類型、嚴重程度及處理建議。此外，系統(tǒng)還具備自學(xué)習(xí)能力，能夠不斷積累診斷經(jīng)驗，優(yōu)化診斷模型。通過人工智能輔助的遠程監(jiān)控與故障診斷，變電站運維效率得到顯著提升，人力資源得到有效釋放。

1.3 智能巡檢機器人在變電站中的應(yīng)用與實施

智能巡檢機器人的應(yīng)用顯著提高了變電站巡檢的效率和質(zhì)量。傳統(tǒng)人工巡檢易受主觀因素影響，且存在安全隱患，而機器人可24 h不間斷工作，保證巡檢的連續(xù)性和一致性。此外，機器人還能在惡劣天氣或危險環(huán)境下執(zhí)行特殊任務(wù)，如雷雨天氣下的設(shè)備巡檢，有效保障了運維人員的安全。智能巡檢機器人的應(yīng)用不僅提高了巡檢效率，還實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的標準化采集和智能分析，為設(shè)備狀態(tài)評估和預(yù)測性維護提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

1.4 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集是智能化變電運維管理模式中的關(guān)鍵創(chuàng)新實踐。這一技術(shù)通過在變電站內(nèi)的各類關(guān)鍵設(shè)備上安裝智能傳感器，構(gòu)建起一個全面的物聯(lián)網(wǎng)感知層。這些傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器、壓力傳感器、油位傳感器等，能夠?qū)崟r采集設(shè)備的運行參數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)或光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)集中器，再經(jīng)由安全加密通道上傳至云端數(shù)據(jù)中心（圖2）。這種全方位、多維度的數(shù)據(jù)采集方式，使得變電站設(shè)備的運行狀態(tài)得以實時、精確地呈現(xiàn)。例如，對于大型變壓器，系統(tǒng)可同時監(jiān)測油溫、繞組溫度、負載電流、油位、溶解氣體等多項指標，形成設(shè)備的“數(shù)字孿生”模型。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還極大地提升了數(shù)據(jù)采集的效率和可靠性。傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在周期長、覆蓋面有限、數(shù)據(jù)易出錯等問題。而基于物聯(lián)網(wǎng)的自動化采集系統(tǒng)則可以24 h不間斷工作，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和一致性。同時，系統(tǒng)還具備自診斷功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)并報告?zhèn)鞲衅鞴收?，保證數(shù)據(jù)的可靠性。

2 精益化變電運維管理模式的創(chuàng)新實踐

2.1 標準化作業(yè)流程與移動終端應(yīng)用

在精益化變電運維管理模式的創(chuàng)新實踐中，標準化作業(yè)流程與移動終端應(yīng)用的融合發(fā)展已成為提升運維效率和質(zhì)量的重要手段。通過制訂詳細的標準作業(yè)指導(dǎo)書，將復(fù)雜的運維工作分解為一系列標準化、可量化的操作步驟，有效降低了人為失誤的風險，提高了作業(yè)的規(guī)范性和一致性。同時，移動終端設(shè)備的廣泛應(yīng)用，為標準化作業(yè)流程的落地執(zhí)行提供了有力支撐。運維人員可通過手持終端設(shè)備實時調(diào)閱作業(yè)指導(dǎo)、查詢設(shè)備信息、記錄維護數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了作業(yè)全過程的可視化管理與實時監(jiān)控，大幅提升了工作效率和準確性。在具體實施過程中，變電站運維部門通過構(gòu)建完善的標準化作業(yè)數(shù)據(jù)庫，將各類設(shè)備的巡檢、維護、試驗等作業(yè)規(guī)程以結(jié)構(gòu)化的形式存儲于移動終端。運維人員可根據(jù)任務(wù)需求，靈活調(diào)用相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)，并通過語音識別、圖像采集等功能，實現(xiàn)作業(yè)過程的實時記錄與上傳。這不僅簡化了工作流程，還為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析與經(jīng)驗積累奠定了基礎(chǔ)。表1列舉了某變電站在應(yīng)用標準化作業(yè)流程與移動終端后的主要效果。

2.2 基于價值流的運維資源優(yōu)化配置

基于價值流的運維資源優(yōu)化配置是精益化變電運維管理模式創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)，旨在通過系統(tǒng)性分析和優(yōu)化運維過程中的價值創(chuàng)造活動，實現(xiàn)資源的高效配置和利用。這種方法以價值流圖為核心工具，全面梳理運維活動中的各個環(huán)節(jié)，包括設(shè)備巡檢、故障診斷、維修保養(yǎng)等，并對每個環(huán)節(jié)所需的人力、物力、時間等資源進行精確量化。通過識別并消除無價值或低價值的活動，重點強化增值環(huán)節(jié)，從而優(yōu)化整個運維流程的資源分配。這種基于價值流的資源配置方法，不僅提高了運維效率，還顯著降低了運維成本，為變電站的安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。

在實際應(yīng)用中，某大型變電站通過構(gòu)建詳細的運維價值流圖，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備巡檢環(huán)節(jié)中存在的資源浪費問題。經(jīng)過深入分析，該站采取了一系列優(yōu)化措施：①調(diào)整巡檢路線，減少重復(fù)路徑；②優(yōu)化巡檢頻次，針對不同重要程度的設(shè)備制訂差異化巡檢策略；③引入智能巡檢設(shè)備，減少人力投入。這些措施的實施，使得該變電站的日常巡檢時間大幅縮短，減少了巡檢人員配置，同時巡檢質(zhì)量得到了顯著提升。此外，通過對維修資源的優(yōu)化配置，該站還建立了一套基于設(shè)備重要性和故障風險的快速響應(yīng)機制，大幅縮短了關(guān)鍵設(shè)備的故障響應(yīng)時間，提高了運維的效率和質(zhì)量。這些實踐充分證明，基于價值流的運維資源優(yōu)化配置不僅是理論上的創(chuàng)新，更是切實可行且效果顯著的實用方法。

2.3 全生命周期資產(chǎn)管理系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

全生命周期資產(chǎn)管理系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用是精益化變電運維管理模式創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)旨在實現(xiàn)對變電設(shè)備從規(guī)劃、采購、安裝、運行、維護到報廢的全過程管理。通過整合設(shè)備臺賬、運行數(shù)據(jù)、維護記錄等多維度信息，構(gòu)建起一個全面、動態(tài)、智能的資產(chǎn)管理平臺。這一系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，還能基于歷史數(shù)據(jù)進行設(shè)備壽命預(yù)測、故障風險評估及維護策略優(yōu)化。借助大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，全生命周期資產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠為決策者提供精準的資產(chǎn)投資建議和維護策略，從而實現(xiàn)資產(chǎn)價值的最大化和運維成本的最小化。

在實際應(yīng)用中，某省級電力公司通過構(gòu)建全生命周期資產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對轄區(qū)內(nèi)所有變電設(shè)備的精細化管理。該系統(tǒng)集成了設(shè)備采購、安裝、運行、維護等全過程數(shù)據(jù)，并與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，形成了一個可視化的資產(chǎn)管理平臺。通過對海量運行數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)能夠準確預(yù)測設(shè)備的剩余壽命，并給出最優(yōu)的維護時間和方案。此外，系統(tǒng)還實現(xiàn)了設(shè)備全生命周期成本的動態(tài)核算，為資產(chǎn)投資決策提供了科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)束語

變電運維管理模式的創(chuàng)新實踐已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的潛力和價值。通過智能化、精益化管理方法的應(yīng)用，變電站的運行效率和可靠性得到顯著提升。這些創(chuàng)新實踐不僅優(yōu)化了資源配置，降低了運維成本，還為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。持續(xù)深化這些創(chuàng)新實踐，將推動變電運維管理向更高水平邁進，為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的動力。

參考文獻

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