淺談智能變電站運維管理平臺的安全與設(shè)備維護

淺談智能變電站運維管理平臺的安全與設(shè)備維護

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電力在中國的能源消費中占有重要地位。隨著中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級，清潔能源對傳統(tǒng)能源的替代將呈現(xiàn)出加速升級趨勢。智能變電站在電力資源調(diào)度管理中發(fā)揮著重要作用，其可以將信息化和智能化的優(yōu)勢應(yīng)用于傳統(tǒng)電力行業(yè)，減少電力浪費，提升電力行業(yè)整體效率。因此，智能變電站的日常維護和管理變得非常為重要。然而，在實際運行中，電力部門對智能變電站的維護和管理還存在很多問題，影響了智能變電站的安全運行。針對這些問題，電力企業(yè)應(yīng)采取切實有用的措施，提高運行維護水平。

關(guān)鍵詞：智能變電站；變電運維；安全；設(shè)備維護

0、引言

結(jié)合當前發(fā)展形勢分析，智能電網(wǎng)已逐漸成為電力領(lǐng)域的主要研究方向和電力系統(tǒng)的主要發(fā)展目標。通過對新時期智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢的研究可以發(fā)現(xiàn)，人工智能技術(shù)正在逐步推廣應(yīng)用于變電設(shè)備的狀態(tài)檢修和在線監(jiān)測，人工智能技術(shù)也為我國電力企業(yè)的發(fā)展提供了新的渠道。

1、智能變電站變電運維技術(shù)的特點分析

智能變電站運行時，可以分析智能調(diào)度的命令，實現(xiàn)多種功能的操作，從而有用提高智能變電站運行維護的可靠性。通過智能變電站的自我實現(xiàn)，有用改變了以往變電站設(shè)備運維管理的模式，重要提升了技術(shù)創(chuàng)新手段。通過智能系統(tǒng)的建設(shè)，變電站的管理自動化水平得到了進一步提高，保證了變電站設(shè)備檢測和維護的科學(xué)性，下一個人保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運

行。實現(xiàn)變電站設(shè)備的自動化管理和控制。對于變電站的運行來說，為了進一步提高變電站設(shè)備的管理效率，需要做好變電站設(shè)備的管理和維護工作。在變電站設(shè)備運行維護中，通過自動化和智能化管理模式相結(jié)合，科學(xué)管理電氣設(shè)備，整合變電站信息和平臺，利用智能化技術(shù)手段建設(shè)數(shù)字化變電站，可以保證電力系統(tǒng)的有力支撐，保障智能變電站的運行安全，優(yōu)化智能變電站的運行狀態(tài)，提高電能傳輸質(zhì)量。

2、智能變電站運維安全與設(shè)備維護問題

2.1設(shè)備管理問題

智能變電站設(shè)備與傳統(tǒng)變電站設(shè)備有著明顯的區(qū)別，體現(xiàn)在智能變電站設(shè)備所用材料的科技含量高。在智能變電站設(shè)備與傳統(tǒng)變電站設(shè)備的連接和配合中，由于材料結(jié)構(gòu)和特性的差異，往往會影響不同設(shè)備之間的兼容性，從而影響變電站設(shè)備的功能。智能變電站設(shè)備廣泛采用電子信息技術(shù)，通過遠程智

能模塊進行功率轉(zhuǎn)換，因而能夠提升變電站的運行效率。但是電子信息元器件對工作環(huán)境比較脆弱，設(shè)備運行的穩(wěn)定性相對較低，使用壽命也相對較短。例如，如果光纖設(shè)備與變電站的連接沒有按照技術(shù)規(guī)范實施的話，會對信號傳輸?shù)男十a(chǎn)生較大的影響，降低設(shè)備的可靠性，如果信號出現(xiàn)傳輸受阻，則會危害到變電設(shè)施的運行整體穩(wěn)定性。

2.2管理流程問題

除了處理基本的設(shè)備問題，智能變電站的運行和維護還受到管理流程的影響。從管理的角度來看，保障智能變電站穩(wěn)定運行的前提是構(gòu)建完善的保障機制，規(guī)范人員操作流程，加強設(shè)備管理，這些都離不開完善的管理流程。然而，在當前智能變電站的運行管理中，仍有部分管理人員缺乏良好的規(guī)范意識，變電站設(shè)備運行出現(xiàn)問題，或未按相關(guān)規(guī)范對設(shè)備進行檢查和維護，導(dǎo)致智能變電站設(shè)備維護不及時，導(dǎo)致設(shè)備故障，影響變電站運行維護質(zhì)量[1]。此外，智能變電站設(shè)備的運行也面臨一定的安全風(fēng)險，如設(shè)備老化、規(guī)格不合理等。在智能變電站的運行維護中，需要高度重視管理流程，構(gòu)建完善的管理方案。

3、智能變電站變電運維安全與設(shè)備維護提升對策

3.1加強智能變電站設(shè)備檢測程度

①運維人員到達事故現(xiàn)場后，首先對線路的關(guān)鍵開關(guān)設(shè)備和接線盒進行了重要檢查，并對接線盒內(nèi)的尾纖進行了除去。發(fā)現(xiàn)故障是由于尾纖損壞引起的，技術(shù)人員更換了尾纖。同時，為避免該故障的再次發(fā)生，提高設(shè)備維護質(zhì)量，通過智能變電站工作票管理系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)升級，保障智能變電站基礎(chǔ)設(shè)備的穩(wěn)定運行。在現(xiàn)場維護時，應(yīng)使用工作票實時記錄故障診斷信息，避免設(shè)備巡檢過程中的遺漏，影響智能變電站設(shè)備運行質(zhì)量。②在智能變電站基礎(chǔ)設(shè)備運維中，要及時更新設(shè)備運維人員的工作理念，充分發(fā)揮先進的智能監(jiān)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)手段，提高智能變電站基礎(chǔ)設(shè)備運維檢測能力。在智能技術(shù)的應(yīng)用上，通過引入全新的技術(shù)理念和經(jīng)驗積累，將同類型故障輸入智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，系統(tǒng)可以快速分析比較故障類型，提高故障診斷水平，從而達到快速運維效果，滿足實際發(fā)展需求。

3.2進一步完善設(shè)備維護檢修流程

隨著智能變電站設(shè)備在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，有必要對相關(guān)設(shè)備的檢修和維護建立相應(yīng)的操作規(guī)范和標準化流程，以提高設(shè)備的維護效率。標準化的操作流程可以有用降低智能變電站維護出錯的概率，在短的時間內(nèi)完成設(shè)備的維護，減少對輸電的影響[2]。在實際工作中，需要統(tǒng)一智能變電站的管理和

維護，充分運用計算機技術(shù)實現(xiàn)對變電站的智能化檢測，減少在高壓傳輸過程中人工檢測的投入，降低工作的危險系數(shù)。相對于傳統(tǒng)的電力設(shè)備檢修，對智能變電站設(shè)備的運行維護已經(jīng)實現(xiàn)精細化的管理，維護的手段和方式也越來越復(fù)雜。因此，需要建立標準化、流程化的操作方式，提升對智能變電站的維護管理水平。在對設(shè)備的維護過程中嚴格按照相關(guān)的工作流程進行操作，確保設(shè)備的管理和維護能夠重要降低人工的影響，始終處在運行的區(qū)間。建立標準化的設(shè)備維護流程還可以在設(shè)備出現(xiàn)故障之后能夠根據(jù)規(guī)范進行快速的排查處置，提高對故障的應(yīng)對效率。

3.3電網(wǎng)變電管理模式的創(chuàng)新

在應(yīng)用過程中，傳統(tǒng)的變電管理模式側(cè)重于基礎(chǔ)管理活動的開展，而現(xiàn)代的變電管理模式則是利用各種新技術(shù)、新設(shè)備，是一種重要的管理模式。基于傳統(tǒng)管理模式與現(xiàn)代化管理模式的特點，在電網(wǎng)變電運行管理工作開展的過程中需要不斷提高電力網(wǎng)絡(luò)運行的安全性，提高其運行的穩(wěn)定性[3]。從電網(wǎng)變電管理的實際情況出發(fā)，融入傳統(tǒng)管理模式與現(xiàn)代管理模式的優(yōu)勢，加大對管理模式的創(chuàng)新力度。管理人員應(yīng)該不斷提高自身的創(chuàng)新意識，在原有的管理模式基礎(chǔ)上，對管理模式進行優(yōu)化和創(chuàng)新，重要分析當前管理模式應(yīng)用過程中存在的弊端，提高電網(wǎng)變電管理的總體水平。根據(jù)實際情況提高管理模式的遠程控制水平。同時，提高管理人員的綜合素質(zhì)，為電網(wǎng)變電站運行管理的順利開展提供人力支持。電網(wǎng)運行管理涉及的管理任務(wù)較多，管理人員可以通過分級管理，合理劃分工作內(nèi)容，提高各階段的管理效率。

3.4運用人工智能技術(shù)加強變電運維管理

人工智能技術(shù)是以信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為端位的智能技術(shù)。變電站設(shè)備正常運行時，變電站管理模式中的控制層和過程管理層都需要收集和交換運行信息，通過電力運維過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建信息人工智能技術(shù)的管理方法，實施智能電網(wǎng)的運營。變電領(lǐng)域存在眾多的運行數(shù)據(jù)，在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下，對變電站進行運營維護，可以保證管理下的設(shè)備運行數(shù)據(jù)得到實時監(jiān)測，將變電運維的管理工作實行的更加重要。將人工智能技術(shù)與設(shè)備運行管理相結(jié)合，對變電站設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時追蹤。一旦設(shè)備在運行期間出現(xiàn)故障，將借助人工智能技術(shù)，自動發(fā)送維修請求，實現(xiàn)智能運維，可以有用提高變電設(shè)備管理的效率。在使用人工智能技術(shù)進行運維管理之前，變電站設(shè)備管理工作通常都是由變電站維修管理人員進行管理，一般在設(shè)備故障造成一定損失后，變電站設(shè)備故障的原因會在對變電站運行造成影響后追根溯源。這種管理模式有一定的技術(shù)局限性，給變電站的日常維護增加了一定的難度。人工智能技術(shù)應(yīng)用于變電站運維管理后，設(shè)備的運行數(shù)據(jù)會實時發(fā)送到控制端位，可以隨時智能監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)智能運維管理。

3.5加強監(jiān)測系統(tǒng)組成

通過在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，可以準確預(yù)測和診斷安全運行、舞動、覆冰、絕緣子、避雷器等。變電設(shè)備。通過設(shè)置各種傳感裝置，可以增進變電設(shè)備的全天狀態(tài)監(jiān)測，提高線路運輸?shù)目煽啃院桶踩?，達到智能線路監(jiān)測的目的。變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)可分為兩部分[4]。一方面包括數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和其他模塊。其中數(shù)據(jù)采集主要通過性能優(yōu)良的拍攝機位以及傳感器實施相關(guān)操作，能夠針對變電設(shè)備安全運行，傳輸導(dǎo)線增容、舞動、覆冰，絕緣子和避雷器等實施重要監(jiān)測，前端系統(tǒng)針對采集到的數(shù)據(jù)信息實施初步處理后，借助無線通信網(wǎng)絡(luò)可以順利傳輸至控制端位。另一方面主要是以后端處理分析系統(tǒng)組成，后端借助人工智能方式處理獲得對應(yīng)信號，形成變電設(shè)備實時診斷結(jié)論。為了實現(xiàn)變電設(shè)備的在線監(jiān)測，形成了智能監(jiān)測框架。傳感器是監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊。其主要功能是模擬人的感官，對變電設(shè)備中的風(fēng)向、風(fēng)速、日照、溫度等環(huán)境條件，以及線路溫度、電壓等級、電流強度等電路運行狀態(tài)進行綜合監(jiān)測。而在線監(jiān)測設(shè)備主要涵蓋測量導(dǎo)線溫度的紅外傳感器，遠程攝影裝置，監(jiān)測絕緣子和避雷器污閃、舞動、覆冰的傳感裝置，環(huán)境氣象變化監(jiān)測的傳感裝置，電流測定傳感裝置等。近幾年，國內(nèi)外鐵塔和變電設(shè)備中的探測熱點均開始設(shè)置各種傳感裝置，能夠針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時采集，并傳送到監(jiān)控端位。

3.6實施遠程攝影監(jiān)測

變電設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由供電系統(tǒng)、低功耗攝影主機和高清拍攝機組成。遠程監(jiān)控系統(tǒng)的端位技術(shù)包括信號處理與診斷、太陽能和電池供電技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、圖像數(shù)據(jù)采集和壓縮編碼技術(shù)。系統(tǒng)能夠?qū)ψ冸娫O(shè)備、避雷器、塔桿、導(dǎo)線風(fēng)偏、覆冰、絕緣子、舞動等裝置實時重要監(jiān)控，準確掌握線路周邊狀況，實時監(jiān)控樹木生長和施工狀況，方便了解變電設(shè)備安全狀態(tài)，從而順利實現(xiàn)變電設(shè)備的管理和檢修，優(yōu)化生產(chǎn)管理水平。變電設(shè)備相關(guān)攝影監(jiān)控系統(tǒng)主要由客戶端監(jiān)控軟件、圖像監(jiān)控服務(wù)器、圖像編碼器構(gòu)成。圖像編碼器能夠針對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行實時采集，通過壓縮編碼處理以及無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控端位對應(yīng)流媒體服務(wù)器，并在監(jiān)控端位順利登錄監(jiān)控軟件，碼攝影流，通過計算機控制，將現(xiàn)場圖像重要展示出來，便能夠看到拍攝頭所拍攝的現(xiàn)場畫面，順利實現(xiàn)圖像監(jiān)控、瀏覽，隨后通過AI實施統(tǒng)一處理。

3.7智能評估

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的共同支持下，智能評估平臺不僅可以提高監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的準確性，還可以挖掘和分析潛在的價值信息。此外，智能評估平臺還可以對輸變電線路的狀態(tài)進行評估，發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備中的潛在風(fēng)險，及時通知設(shè)備維護人員，從而提高了維護工作的科學(xué)性和有用性。在對輸變電設(shè)備狀態(tài)進行智能監(jiān)測評估后，工作人員可以根據(jù)相關(guān)評估數(shù)據(jù)來去除潛在的安全隱患?？傊?，智能評估有利于延長輸變電設(shè)備的使用壽命，提高輸變電設(shè)備的運行效率，節(jié)約輸變電設(shè)備成本，從而為電力企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

3.8提高智能變電運維系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性

一是將電子技術(shù)和微電機應(yīng)用于智能變電站運維系統(tǒng)，將電壓關(guān)管與無線電波圖相結(jié)合，確保更重要地監(jiān)測電網(wǎng)電壓，避免無線電波大幅波動。其次，在檢測變電設(shè)備運行過程中，應(yīng)利用計算機技術(shù)綜合分析設(shè)備運行中的潛在風(fēng)險，縮短設(shè)備檢修時間。第三、提高設(shè)備的自我監(jiān)測能力，分析變電運維管理的重要以及難點工作，這對線路中出現(xiàn)的異常問題，管理人員需要采取必要的措施予以解決。可采用智能操作器去檢測二次設(shè)備的運行狀況，從中獲知整個變電運維系統(tǒng)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。第四、要根據(jù)電子互感器的型號、種類等進行維修，縮短故障檢修時間，為智能變電運維系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性提供保障。

4、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

4.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境攝影場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個端位，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警示，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

4.2應(yīng)用場所

適用于信號、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統(tǒng)的新建、擴建和改建。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、拍攝頭、開關(guān)量采集裝置等。除拍攝頭外，其它設(shè)備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)址RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)址和交換機等設(shè)備。智能網(wǎng)址主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機把數(shù)據(jù)上傳至指定的服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)址主動傳送過來的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。[5]

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設(shè)置為月。

4.4.2站點監(jiān)測

站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

4.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

4.4.4運維

運維展示當前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

4.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配信號息，配電圖顯示各回路的開關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數(shù)查詢。

4.4.6攝影監(jiān)控

攝影監(jiān)控展示了當前實時畫面（攝影直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)攝影信息。

4.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設(shè)備各回路指定采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。

4.4.8警示信息

對平臺所有警示信息進行分析。

4.4.9任務(wù)管理

任務(wù)管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

4.4.10用戶報告

用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警示事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺點及處理情況。

4.4.11APP監(jiān)測

3.12APP支 電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺點記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、攝影、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警示查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。[6]

審核編輯 黃宇