變電設(shè)備智能備品柜的研制

摘 要：在電力系統(tǒng)中，變電設(shè)備產(chǎn)品眾多，設(shè)備配件更是種類繁多。傳統(tǒng)方式的變電設(shè)備備品管理，一般采用人工出入庫(kù)登記領(lǐng)用、倉(cāng)庫(kù)貨架式存儲(chǔ)、備件數(shù)據(jù)人工動(dòng)態(tài)更新等方式，存在運(yùn)用效率低、存儲(chǔ)環(huán)境差、備品管理亂等問題。鑒于此，研制了一種新型變電設(shè)備智能備品柜，主要用于電網(wǎng)變電設(shè)備配件在采購(gòu)、入庫(kù)、存儲(chǔ)、出庫(kù)、運(yùn)用、管理等環(huán)節(jié)的全過程管控，利用人臉識(shí)別技術(shù)、RFID技術(shù)、“抽屜式”分類管理模式、溫濕度自動(dòng)控制功能、在線后臺(tái)管理數(shù)據(jù)技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電備品的實(shí)時(shí)、有效管控，以貼合電網(wǎng)變電設(shè)備檢修模式和流程需要，達(dá)到備品備件“物盡其用”的目的。

關(guān)鍵詞：變電；檢修；智能；備品柜

中圖分類號(hào)：TM76" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2025）04-0047-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.04.011

0" " 引言

在電力系統(tǒng)中，變電設(shè)備產(chǎn)品眾多，不同電壓等級(jí)、不同產(chǎn)品類型的變電設(shè)備其配件更是種類繁多。產(chǎn)品主要涉及變壓器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)、電容器等，電壓等級(jí)包括10、35、110、220、500、1 000 kV，各產(chǎn)品配件涉及機(jī)械傳動(dòng)部件的有各種軸、輪、套、銷、桿、密封件及專用工具、工裝等，涉及控制系統(tǒng)的有繼電器、接觸器、線圈、電機(jī)、行程開關(guān)、輔助開關(guān)等二次元器件及相關(guān)圖紙等。

研究如何對(duì)各不同產(chǎn)品類型、不同電壓等級(jí)、不同配件形式的備品進(jìn)行有效管理，以貼合電網(wǎng)變電設(shè)備檢修模式和流程需要，達(dá)到備品備件“物盡其用”的目的，有效提升電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維檢修效率和質(zhì)量，服務(wù)于新型電力系統(tǒng)和用戶用電需求及社會(huì)需要[1]，具有重要意義。

1" " 變電備品管理概況

傳統(tǒng)備品的管理，一般采用人工出入庫(kù)登記領(lǐng)用方式，即指定專人或兼職人員對(duì)備品進(jìn)行入庫(kù)登記、領(lǐng)用記錄。受人力資源成本影響，該方式已不適應(yīng)現(xiàn)代管理要求。在備品存儲(chǔ)方面，主要采取倉(cāng)庫(kù)貨架式存儲(chǔ)，根據(jù)類別擺放，存儲(chǔ)環(huán)境一般受空間限制，溫濕度無法控制，存在備品外表氧化、銹蝕、絕緣降低導(dǎo)致性能下降或其他質(zhì)量問題的現(xiàn)象，影響備品后期使用與可靠性。在備品管理方面，入庫(kù)分類擺放，檢查時(shí)從倉(cāng)庫(kù)分類取出，利用工具包攜帶，檢修返回再將備品歸位，消耗人力資源和工時(shí)長(zhǎng)，檢修攜帶過程易受外界不良因素影響，造成備品的損傷。綜上所述，傳統(tǒng)的備品管理存在運(yùn)用效率低、存儲(chǔ)環(huán)境差、備品管理亂等不利因素，給檢修質(zhì)量的保障帶來了重大安全隱患。

2" " 智能備品柜設(shè)計(jì)

新型變電設(shè)備智能備品柜的研制，主要用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)變電設(shè)備配件在采購(gòu)、入庫(kù)、存儲(chǔ)、出庫(kù)、運(yùn)用、管理等環(huán)節(jié)的全過程管控，利用人臉識(shí)別技術(shù)、RFID技術(shù)、“抽屜式”分類管理模式、溫濕度自動(dòng)控制功能、在線后臺(tái)管理數(shù)據(jù)技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電備品的實(shí)時(shí)、有效管控[2]。

2.1" " 智能備品柜柜體

智能備品柜柜體外部尺寸嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化要求，以滿足特定的結(jié)構(gòu)和材料要求，確保其耐用性、安全性和功能性。因此，智能備品柜采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，緊固耐用，能提供足夠的承重能力和抗破壞性；表面采用靜電噴涂工藝，以適應(yīng)各種環(huán)境條件；柜門采用鋼化玻璃內(nèi)嵌，觀察方便；柜門采用優(yōu)質(zhì)電控鎖，智能控制開啟；在柜門正面配置工控主機(jī)，系統(tǒng)配置高清攝像頭，集成人臉識(shí)別系統(tǒng)，采用具有顯示和控制功能的智能顯示屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話并實(shí)時(shí)顯示柜內(nèi)溫度、濕度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息。各模塊人性化設(shè)置，優(yōu)化走線路徑，集成為一體化控制系統(tǒng)。此外，柜體內(nèi)部空間設(shè)計(jì)合理，配置兩分區(qū)13個(gè)抽屜柜并配備可移動(dòng)式工具箱，以實(shí)現(xiàn)物品的有效存儲(chǔ)、分類及領(lǐng)用，通過規(guī)范設(shè)計(jì)確保了儲(chǔ)物柜在長(zhǎng)期使用中的穩(wěn)定性和實(shí)用性，滿足了高效存儲(chǔ)和安全管理的需求。變電設(shè)備智能備品柜外形如圖1所示。

2.2" " 抽屜式結(jié)構(gòu)

智能備品柜內(nèi)采用“抽屜”設(shè)計(jì)理念，根據(jù)變電設(shè)備產(chǎn)品類型、電壓等級(jí)，分別設(shè)置多種規(guī)格的抽屜。例如：220 kV 3AP1FI西門子斷路器抽屜、110 kV南京立業(yè)變壓器抽屜、35 kV如高隔離開關(guān)抽屜等，并在各自的抽屜內(nèi)分別存放各類備品。

在檢修領(lǐng)用時(shí)，檢修人員只需將抽屜整個(gè)抽出，利用移動(dòng)式轉(zhuǎn)運(yùn)車（圖2），將備品抽屜上的工具箱固定并轉(zhuǎn)運(yùn)，攜帶方便快捷，易于運(yùn)輸和保管，避免了造成備品的損傷和丟失。在檢修結(jié)束后，將攜帶的抽屜放置于柜內(nèi)，歸還方便快捷。

2.3" " 溫濕度控制

智能備品柜安裝溫濕度控制器，該控制器能精確調(diào)節(jié)并維持柜內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度條件，使柜內(nèi)備品保持存放在適合的溫度和濕度環(huán)境中，保證各元器件不受溫濕度影響，防止造成導(dǎo)電部件氧化及絕緣下降損壞等，確保了備件存放環(huán)境的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，為變電設(shè)備備件使用時(shí)的可靠性提供了有力保障。智能溫濕度控制系統(tǒng)能同時(shí)采集、測(cè)量柜內(nèi)的溫度、濕度，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)[3]，根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)控制溫濕度，并利用微電腦LED顯示器顯示，如圖3所示。

2.4" " 人臉識(shí)別

人臉識(shí)別技術(shù)是一種先進(jìn)的生物識(shí)別方法，它通過分析個(gè)體獨(dú)特的面部特征來實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證和識(shí)別。該技術(shù)涉及圖像采集、面部檢測(cè)、特征提取以及特征比對(duì)等關(guān)鍵步驟，旨在從二維或三維圖像中提取關(guān)鍵信息，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征進(jìn)行匹配，以準(zhǔn)確識(shí)別個(gè)體身份。隨著深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)在準(zhǔn)確性和魯棒性方面取得了顯著進(jìn)步，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于安全監(jiān)控、身份驗(yàn)證和社交媒體等多個(gè)領(lǐng)域[4]。

智能備品柜采用人臉識(shí)別技術(shù)，內(nèi)設(shè)人臉模塊進(jìn)行用戶人臉識(shí)別（圖4），記錄身份信息并對(duì)出入庫(kù)信息進(jìn)行記錄，確保備件管理安全高效。

2.5" " RFID技術(shù)

智能備品柜基于射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，通過智能柜管理系統(tǒng)、無線傳輸技術(shù)、信息化管理技術(shù)等智能化軟硬件，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能柜備品的感知和管理，完成備品使用、追溯、檢驗(yàn)的全過程管理，實(shí)現(xiàn)備品與人員的有效關(guān)聯(lián)管理[5]。

RFID電子標(biāo)簽固定在備品上，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)備品，智能化實(shí)現(xiàn)快速領(lǐng)用、歸還、盤點(diǎn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、維護(hù)，大大提高了工具的實(shí)用性、安全性、高效性；自動(dòng)讀取工器具的RFID標(biāo)簽信息，省去了傳統(tǒng)人工工作的煩瑣和失誤可能；一鍵盤點(diǎn)，4～6 s盤點(diǎn)200件備品，從而實(shí)現(xiàn)備品備件高效有序管理。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，智能備品柜運(yùn)用后臺(tái)（圖5）自動(dòng)記錄借用和歸還的歷史信息，方便有權(quán)限的人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查看、庫(kù)存盤點(diǎn)核對(duì)、報(bào)表生成等管理，便于檢修人員及時(shí)獲取庫(kù)存和使用記錄，及時(shí)補(bǔ)充品類和數(shù)量，保障需要使用時(shí)備品一應(yīng)俱全。

3" " 測(cè)試分析

變電設(shè)備智能備品柜研制成功后，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，規(guī)范的備品領(lǐng)用、歸還流程如圖6所示。

10處不同環(huán)境樣本測(cè)試[6]結(jié)果表明，變電設(shè)備智能備品柜實(shí)現(xiàn)了備品與檢修的有效銜接與運(yùn)用，滿足了電網(wǎng)檢修班組對(duì)備品出入庫(kù)、存儲(chǔ)、檢修、應(yīng)急處置、備品管控等進(jìn)行全過程管理的需求，可有效提升企業(yè)的綜合效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4" " 結(jié)束語

本研究提出的變電設(shè)備智能備品柜，旨在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)變電設(shè)備的備品管理智能化。該裝置系統(tǒng)通過精確控制柜內(nèi)溫濕度，確保備品的存儲(chǔ)條件符合電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，從而防止因環(huán)境因素導(dǎo)致的備品損毀。此外，系統(tǒng)內(nèi)置的實(shí)時(shí)庫(kù)存查詢功能，便于管理者隨時(shí)掌握備品的存儲(chǔ)狀態(tài)和歷史領(lǐng)用記錄，極大提高了備品管理的效率和準(zhǔn)確性。這種智能化管理方式不僅提升了電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維和檢修的效率與質(zhì)量，而且滿足了新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需求以及社會(huì)對(duì)穩(wěn)定電力供應(yīng)的需求，顯示出其在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的重要價(jià)值。

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收稿日期：2024-11-13

作者簡(jiǎn)介：歐陽(yáng)樹林（1983—），男，江西贛州人，高級(jí)工程師，主要從事變電檢修工作。

國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司贛州供電分公司科技項(xiàng)目資助：變電設(shè)備智能備品柜的研制（5218GO24000C）