淺談智能變電站運(yùn)維管理平臺的安全與設(shè)備維護(hù)

時間：2024-12-26作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：265

摘要：電力在中國的能源消費(fèi)中占有重要地位。隨著高質(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(fèi)，提升電力行業(yè)整體效率。因此，智能變電站的日常維護(hù)和管理變得非常為重要。然而，在實際運(yùn)行中，電力部門對智能變電站的維護(hù)和管理還存在很多問題，影響了智能的安全運(yùn)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(yùn)行維護(hù)水平。
關(guān)鍵詞：智能變電站；變電運(yùn)維；安全；設(shè)備維護(hù)


0、引言

      結(jié)合當(dāng)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(biāo)。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(yùn)維技術(shù)的特點(diǎn)分析
       智能變電站運(yùn)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(yùn)行維護(hù)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(yùn)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(jìn)一步提高，保證了變電站設(shè)備檢測和維護(hù)的科學(xué)性，下一個人保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行來說，為了進(jìn)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(hù)工作。在變電站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)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，**智能變電站的運(yùn)行安全，優(yōu)化智能變電站的運(yùn)行狀態(tài)，提高電能傳輸質(zhì)量。
2、智能變電站運(yùn)維安全與設(shè)備維護(hù)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(yuǎn)程智
       能模塊進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，因而能夠提升變電站的運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行和維護(hù)還受到管理流程的影響。從管理的角度來看，**智能變電站穩(wěn)定運(yùn)行的前提是構(gòu)建完善的**機(jī)制，規(guī)范人員操作流程，加強(qiáng)設(shè)備管理，這些都離不開完善的管理流程。然而，在當(dāng)前智能變電站的運(yùn)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(yùn)行出現(xiàn)問題，或未按相關(guān)規(guī)范對設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，導(dǎo)致智能變電站設(shè)備維護(hù)不及時，導(dǎo)致設(shè)備故障，影響變電站運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量[1]。此外，智能變電站設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行維護(hù)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(yùn)維安全與設(shè)備維護(hù)提升對策
3.1加強(qiáng)智能變電站設(shè)備檢測程度


       運(yùn)維人員到達(dá)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(jìn)行了重要檢查，并對接線盒內(nèi)的尾纖進(jìn)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(hù)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，**智能變電站基礎(chǔ)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在現(xiàn)場維護(hù)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(yùn)行質(zhì)量。

      在智能變電站基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)維中，要及時較新設(shè)備運(yùn)維人員的工作理念，充分發(fā)揮**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(yùn)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(dá)到快速運(yùn)維效果，滿足實際發(fā)展需求。

3.2進(jìn)一步完善設(shè)備維護(hù)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(hù)建立相應(yīng)的操作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化流程，以提高設(shè)備的維護(hù)效率。標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程可以有用降低智能變電站維護(hù)出錯的概率，在短的時間內(nèi)完成設(shè)備的維護(hù)，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(hù)，充分運(yùn)用計算機(jī)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(yùn)行維護(hù)已經(jīng)實現(xiàn)精細(xì)化的管理，維護(hù)的手段和方式也越來越復(fù)雜。因此，需要建立標(biāo)準(zhǔn)化、流程化的操作方式，提升對智能變電站的維護(hù)管理水平。在對設(shè)備的維護(hù)過程中嚴(yán)格按照相關(guān)的工作流程進(jìn)行操作，確保設(shè)備的管理和維護(hù)能夠重要降低人工的影響，始終處在運(yùn)行的區(qū)間。建立標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備維護(hù)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(jìn)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?；趥鹘y(tǒng)管理模式與現(xiàn)代化管理模式的特點(diǎn)，在電網(wǎng)變電運(yùn)行管理工作開展的過程中需要不斷提高電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性，提高其運(yùn)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(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，重要分析當(dāng)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(yuǎn)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(yùn)行管理的順利開展提供人力支持。電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)用人工智能技術(shù)加強(qiáng)變電運(yùn)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(yùn)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(yùn)行信息，通過電力運(yùn)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(yùn)營。變電領(lǐng)域存在眾多的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下，對變電站進(jìn)行運(yùn)營維護(hù)，可以保證管理下的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)得到實時監(jiān)測，將變電運(yùn)維的管理工作實行的較加重要。將人工智能技術(shù)與設(shè)備運(yùn)行管理相結(jié)合，對變電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時追蹤。一旦設(shè)備在運(yùn)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(yùn)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(jìn)行運(yùn)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(jìn)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(yùn)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(hù)增加了一定的難度。人工智能技術(shù)應(yīng)用于變電站運(yùn)維管理后，設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)智能運(yùn)維管理。
3.5加強(qiáng)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(zhǔn)確預(yù)測和診斷安全運(yùn)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(jìn)變電設(shè)備的全天狀態(tài)監(jiān)測，提高線路運(yùn)輸?shù)目煽啃院桶踩裕_(dá)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(jī)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(yùn)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，系統(tǒng)針對到的數(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(qiáng)度等電路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)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(yuǎn)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(diǎn)均開始設(shè)置各種傳感裝置，能夠針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，并傳送到監(jiān)控端位。
3.6實施遠(yuǎn)程攝影監(jiān)測
       變電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由供電系統(tǒng)、低功耗攝影主機(jī)和高清拍攝機(jī)組成。遠(yuǎn)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(zhǔn)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(jìn)行實時，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)控端位順利登錄軟件，碼攝影流，通過計算機(jī)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(zhǔn)確性，還可以挖掘和分析潛在的信息。此外，智能評估平臺還可以對輸變電線路的狀態(tài)進(jìn)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(hù)人員，從而提高了維護(hù)工作的科學(xué)性和有用性。在對輸變電設(shè)備狀態(tài)進(jìn)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(yùn)行效率，節(jié)約輸變電設(shè)備成本，從而為電力企業(yè)帶來多的經(jīng)濟(jì)效益。
3.8提高智能變電運(yùn)維系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性
       一是將電子技術(shù)和微電機(jī)應(yīng)用于智能變電站運(yùn)維系統(tǒng)，將電壓關(guān)管與無線電波圖相結(jié)合，確保較重要地監(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(yùn)行過程中，應(yīng)利用計算機(jī)技術(shù)綜合分析設(shè)備運(yùn)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(yùn)維管理的重要以及難點(diǎn)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(yùn)行狀況，從中獲知整個變電運(yùn)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(jìn)行維修，縮短故障檢修時間，為智能變電運(yùn)維系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定提供**。
4、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)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(yùn)維公司監(jiān)測眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)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(jī)、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(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)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(jī)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(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至的端口，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(jī)、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(diǎn)監(jiān)測
      站點(diǎn)監(jiān)測包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)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(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。


4.4.4運(yùn)維
       運(yùn)維展示當(dāng)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(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。



4.4.6攝影監(jiān)控
       攝影監(jiān)控展示了當(dāng)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(yùn)行報表
       電力運(yùn)行報表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運(yùn)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(jìn)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(diǎn)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(yùn)行數(shù)據(jù)，對變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警示事件等進(jìn)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(diǎn)及處理情況。



4.4.11APP監(jiān)測
       APP支 電力運(yùn)維支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺點(diǎn)記錄”、“文檔管理”和“用戶”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)備查詢、待辦事件處理、巡檢查詢、用戶報告、文檔管理等。[6]







4.5系統(tǒng)硬件配置







5、結(jié)束語
       電力部門需要較加重視智能變電站設(shè)備的運(yùn)行管理，探索制定標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)規(guī)程，采用物防和技防相結(jié)合的方式，提高智能變電站的運(yùn)維水平和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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