论变电站智能运维技术应用

引言

近年来,随着社会经济水平的飞速发展,对电网可靠供电的需求普遍提升。而随着电网供电规模的日趋庞大,电力企业为了保证效益,迫切需要提升员工的劳动生产率。

随着各种新技术的发展、应用趋于成熟,并与电网高度集成,很多供电企业也在设备运维提质增效方面做出了一定的尝试。

以"提质增效"为目标,以"智能装备、智慧运行"为发展路径,在输、变、配、综合领域同步发力,建成"设备状况一目了然、风险管控一线贯穿、生产操作一键可达、决策指挥一体作战"的生产管理体系,强化设备的管控力和管理的穿透力,提升公司生产领域智能化技术水平,促进电网本质安全。

1变电站运维现状

以一个巡维中心为例,包含1个220kV变电站以及7个110kV变电站,巡维中心的日常运维工作主要分为5大类:巡视、维护、检修、操作及异常处理。

梳理运行维护工作需求,每月在巡视维护检修工作上需花费的人力约为61.5人次,操作和异常处理按最近5年统计,每月约13.4人次,即平均每天约2.5人次在变电站开展运维工作。

2变电站智能运维技术应用类别

经初步分析,所有5大类42种工作中,部分可通过智能技术的应用实现人工替代,如表1~4所示。

3实施目标

3.1无人巡视

涵盖到巡维中心所辖变电站内所有设备,通过轮式(挂轨)机器人、视频＋热成像双摄像头视频监测、在线局放系统、微环境在线监控系统、无线温度在线监测装置等方式,实现对变电站内设备外观和状态识别、红外测温、局部放电检测、站内设施检查(如封堵、排水等)、压板检查等的智能巡视。

基本实现巡维中心所辖变电站无人化巡视,同时将原来一个月一次的定期维护的作业周期调整为三个月一次,在确保安全的前提下,提质增效。

110kV高压场地配置轮式巡视机器人、视频＋热成像双镜头摄像头,实现对110kV高压场地的主变、开关、刀闸、CT、PT、避雷器、导线、瓷瓶等设备的外观、发热、表计、位置等信息的自动或半自动识别。

10kV高压室和继保室配置挂轨巡视机器人、视频摄像头,实现对10kV高压室和继保室的保护装置灯光、空开、压板、发热等信息的自动或半自动识别。

10kV接地变(站变)室和电池室配置视频＋热成像双镜头摄像头,实现对设备外观、发热等信息的自动或半自动识别。

10kV电缆室等功能室配置视频摄像头,实现对设备外观等信息的自动或半自动识别。

10kV高压室配置在线局放系统＋10kV高压开关柜无线温度在线监测装置,实现对10kV设备局部放电和温度的自动检测。

110kV高压场地的端子箱、机构箱配置微环境在线监控系统,实现对户外易受潮的密闭设备箱体的温湿度进行实时在线监控。

3.2无人操作

通过视频图像识别,在收到顺序化的控制指令时能快速准确前往特定间隔对设备(开关、刀闸、保护屏)进行状态判别、操作(如空开的远程投退或机器人操作)等,实现在站端和调度端的远方程序化操作。

巡维中心所辖变电站操作无人化范围:110kV倒母线,110kV线路和开关运行与冷备用相互转换,主变运行与热备用相互转换,主变220kV侧开关和110kV侧开关运行与冷备用相互转换,110kV备自投投退,10kV备自投投退,220kV线路重合闸投退,110kV线路重合闸投退,10kV线路重合闸投退,220kV倒母线,220kV线路和开关运行与冷备用相互转换。

3.3智能监管

实现对所辖站的功能室、端子箱、机构箱、保护屏、空气开关、爬梯等的智能远方授权和强制检修隔离。

实现对所辖站的进站人员、车辆的智能远方授权和识别。

实现对所辖站的进站人员、车辆的作业过程智能、远程可视化安全管控。

4技术特点

4.1充分集成应用电网智能运维技术

对变电智能运维现有成熟技术进行充分的集成应用,为电网运维工作提质增效找出一条可复制、可推广的实施路径,为智能运维在全网的应用提供了可参考的模板。

4.2使用智能技术替代人工,实现对设备状态的全面监测

充分利用在线监测技术,实现对主变、容性设备、开关柜、敞开式变电站常规设备、蓄电池、微环境状态的实时感知:拓展智能巡视机器人应用场景,替代传统人工巡视,对全站一/二次设备、附属设施实现精准、高效地扫描式巡检:通过微环境控制、智能清扫机器人等技术的应用,实现智能化的变电站维护。

4.3探索开展程序化顺控操作,提高工作效率

综合利用视频监控智能图像识别、智能在线式五防等技术,实现对设备运行位置的远程智能判断,结合远程程序化操作的相关功能改造,实现远程程序化操作,进一步实现人工替代和工作效率的提升。

4.4构建设备运行信息集成系统,实现设备状态智能评价

设备智能运维集成平台将分散在各相关部门的"信息监视、计划制定、作业监控、缺陷管理、风险管理、生产及应急指挥"等进行汇集,与传统的逐级搜集汇总信息方式相比,实现了设备运行状态的"透明"化。通过高级应用的开发和数据训练,实现对设备运行状态的智能评价,从而使面向对象推送整合信息成为可能,大大提升了生产运行过程中信息收集和资源调配的效率。

5结语

当前,供电企业有必要依托设备运维智能技术的实施及智能运维管控平台,优化调整业务流程,创新生产管理模式,提升变电设备管控力和管理分析穿透力,提高生产指挥体系运转效率,进一步提升安全生产精益化水平和管控智能化水平,实现单一传统人工运维向集群化高效智能化的转变。通过"人工替代"和"数据整合挖掘",实现安全、高效、精准的"智能化"设备运维和"智慧化"决策,实现设备状态信息和生产作业信息的全"透明",为电网可靠供电提供保障。