淺談智能變電站運維管理平臺的安全與設備維護

摘要：電力在中國的能源消費中占有重要地位。隨著(zhù)中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的轉型升級，清潔能源對傳統能源的替代將呈現出加速升級趨勢。智能變電站在電力資源調度管理中發(fā)揮著(zhù)重要作用，其可以將信息化和智能化的優(yōu)勢應用于傳統電力行業(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(shí)際運行中，電力部門(mén)對智能變電站的維護和管理還存在很多問(wèn)題，影響了智能變電站的安全運行。針對這些問(wèn)題，電力企業(yè)應采取切實(shí)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；設備維護

0、引言

結合當前發(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的主要發(fā)展目標。通過(guò)對新時(shí)期智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢的研究可以發(fā)現，人工智能技術(shù)正在逐步推廣應用于變電設備的狀態(tài)檢修和在線(xiàn)監測，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(diǎn)分析

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

行。實(shí)現變電站設備的自動(dòng)化管理和控制。對于變電站的運行來(lái)說(shuō)，為了進(jìn)一步提高變電站設備的管理效率，需要做好變電站設備的管理和維護工作。在變電站設備運行維護中，通過(guò)自動(dòng)化和智能化管理模式相結合，科學(xué)管理電氣設備，整合變電站信息和平臺，利用智能化技術(shù)手段建設數字化變電站，可以保證電力系統的有力支撐，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備維護問(wèn)題

2.1設備管理問(wèn)題

智能變電站設備與傳統變電站設備有著(zhù)明顯的區別，體現在智能變電站設備所用材料的科技含量高。在智能變電站設備與傳統變電站設備的連接和配合中，由于材料結構和特性的差異，往往會(huì )影響不同設備之間的兼容性，從而影響變電站設備的功能。智能變電站設備廣泛采用電子信息技術(shù)，通過(guò)遠程智

能模塊進(jìn)行功率轉換，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，設備運行的穩定性相對較低，使用壽命也相對較短。例如，如果光纖設備與變電站的連接沒(méi)有按照技術(shù)規范實(shí)施的話(huà)，會(huì )對信號傳輸的效率產(chǎn)生較大的影響，降低設備的可靠性，如果信號出現傳輸受阻，則會(huì )危害到變電設施的運行整體穩定性。

2.2管理流程問(wèn)題

除了處理基本的設備問(wèn)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(lái)看，保障智能變電站穩定運行的前提是構建完善的保障機制，規范人員操作流程，加強設備管理，這些都離不開(kāi)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范意識，變電站設備運行出現問(wèn)題，或未按相關(guān)規范對設備進(jìn)行檢查和維護，導致智能變電站設備維護不及時(shí)，導致設備故障，影響變電站運行維護質(zhì)量[1]。此外，智能變電站設備的運行也面臨一定的安全風(fēng)險，如設備老化、規格不合理等。在智能變電站的運行維護中，需要高度重視管理流程，構建完善的管理方案。

3、智能變電站變電運維安全與設備維護提升對策

3.1加強智能變電站設備檢測程度

①運維人員到達事故現場(chǎng)后，首先對線(xiàn)路的關(guān)鍵開(kāi)關(guān)設備和接線(xiàn)盒進(jìn)行了重要檢查，并對接線(xiàn)盒內的尾纖進(jìn)行了除去。發(fā)現故障是由于尾纖損壞引起的，技術(shù)人員更換了尾纖。同時(shí)，為避免該故障的再次發(fā)生，提高設備維護質(zhì)量，通過(guò)智能變電站工作票管理系統實(shí)現系統升級，保障智能變電站基礎設備的穩定運行。在現場(chǎng)維護時(shí)，應使用工作票實(shí)時(shí)記錄故障診斷信息，避免設備巡檢過(guò)程中的遺漏，影響智能變電站設備運行質(zhì)量。②在智能變電站基礎設備運維中，要及時(shí)更新設備運維人員的工作理念，充分發(fā)揮先進(jìn)的智能監控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)手段，提高智能變電站基礎設備運維檢測能力。在智能技術(shù)的應用上，通過(guò)引入全新的技術(shù)理念和經(jīng)驗積累，將同類(lèi)型故障輸入智能數據庫系統，系統可以快速分析比較故障類(lèi)型，提高故障診斷水平，從而達到快速運維效果，滿(mǎn)足實(shí)際發(fā)展需求。

3.2進(jìn)一步完善設備維護檢修流程

隨著(zhù)智能變電站設備在電力行業(yè)的廣泛應用，有必要對相關(guān)設備的檢修和維護建立相應的操作規范和標準化流程，以提高設備的維護效率。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(shí)間內完成設備的維護，減少對輸電的影響[2]。在實(shí)際工作中，需要統一智能變電站的管理和

維護，充分運用計算機技術(shù)實(shí)現對變電站的智能化檢測，減少在高壓傳輸過(guò)程中人工檢測的投入，降低工作的危險系數。相對于傳統的電力設備檢修，對智能變電站設備的運行維護已經(jīng)實(shí)現精細化的管理，維護的手段和方式也越來(lái)越復雜。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。在對設備的維護過(guò)程中嚴格按照相關(guān)的工作流程進(jìn)行操作，確保設備的管理和維護能夠重要降低人工的影響，始終處在運行的區間。建立標準化的設備維護流程還可以在設備出現故障之后能夠根據規范進(jìn)行快速的排查處置，提高對故障的應對效率。

3.3電網(wǎng)變電管理模式的創(chuàng )新

在應用過(guò)程中，傳統的變電管理模式側重于基礎管理活動(dòng)的開(kāi)展，而現代的變電管理模式則是利用各種新技術(shù)、新設備，是一種重要的管理模式?；趥鹘y管理模式與現代化管理模式的特點(diǎn)，在電網(wǎng)變電運行管理工作開(kāi)展的過(guò)程中需要不斷提高電力網(wǎng)絡(luò )運行的安全性，提高其運行的穩定性[3]。從電網(wǎng)變電管理的實(shí)際情況出發(fā)，融入傳統管理模式與現代管理模式的優(yōu)勢，加大對管理模式的創(chuàng )新力度。管理人員應該不斷提高自身的創(chuàng )新意識，在原有的管理模式基礎上，對管理模式進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng )新，重要分析當前管理模式應用過(guò)程中存在的弊端，提高電網(wǎng)變電管理的總體水平。根據實(shí)際情況提高管理模式的遠程控制水平。同時(shí)，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(kāi)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(guò)分級管理，合理劃分工作內容，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)。變電站設備正常運行時(shí)，變電站管理模式中的控制層和過(guò)程管理層都需要收集和交換運行信息，通過(guò)電力運維過(guò)程中產(chǎn)生的數據信息，構建信息人工智能技術(shù)的管理方法，實(shí)施智能電網(wǎng)的運營(yíng)。變電領(lǐng)域存在眾多的運行數據，在人工智能技術(shù)的應用下，對變電站進(jìn)行運營(yíng)維護，可以保證管理下的設備運行數據得到實(shí)時(shí)監測，將變電運維的管理工作實(shí)行的更加重要。將人工智能技術(shù)與設備運行管理相結合，對變電站設備的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。一旦設備在運行期間出現故障，將借助人工智能技術(shù)，自動(dòng)發(fā)送維修請求，實(shí)現智能運維，可以有用提高變電設備管理的效率。在使用人工智能技術(shù)進(jìn)行運維管理之前，變電站設備管理工作通常都是由變電站維修管理人員進(jìn)行管理，一般在設備故障造成一定損失后，變電站設備故障的原因會(huì )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)應用于變電站運維管理后，設備的運行數據會(huì )實(shí)時(shí)發(fā)送到控制端位，可以隨時(shí)智能監控設備的運行狀態(tài)，實(shí)現智能運維管理。

3.5加強監測系統組成

通過(guò)在線(xiàn)監測系統的設計和開(kāi)發(fā)，可以準確預測和診斷安全運行、舞動(dòng)、覆冰、絕緣子、避雷器等。變電設備。通過(guò)設置各種傳感裝置，可以增進(jìn)變電設備的全天狀態(tài)監測，提高線(xiàn)路運輸的可靠性和安全性，達到智能線(xiàn)路監測的目的。變電設備在線(xiàn)監測系統可分為兩部分[4]。一方面包括數據通信系統、數據采集系統和其他模塊。其中數據采集主要通過(guò)性能優(yōu)良的拍攝機位以及傳感器實(shí)施相關(guān)操作，能夠針對變電設備安全運行，傳輸導線(xiàn)增容、舞動(dòng)、覆冰，絕緣子和避雷器等實(shí)施重要監測，前端系統針對采集到的數據信息實(shí)施初步處理后，借助無(wú)線(xiàn)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組成，后端借助人工智能方式處理獲得對應信號，形成變電設備實(shí)時(shí)診斷結論。為了實(shí)現變電設備的在線(xiàn)監測，形成了智能監測框架。傳感器是監控系統中的關(guān)鍵模塊。其主要功能是模擬人的感官，對變電設備中的風(fēng)向、風(fēng)速、日照、溫度等環(huán)境條件，以及線(xiàn)路溫度、電壓等級、電流強度等電路運行狀態(tài)進(jìn)行綜合監測。而在線(xiàn)監測設備主要涵蓋測量導線(xiàn)溫度的紅外傳感器，遠程攝影裝置，監測絕緣子和避雷器污閃、舞動(dòng)、覆冰的傳感裝置，環(huán)境氣象變化監測的傳感裝置，電流測定傳感裝置等。近幾年，國內外鐵塔和變電設備中的探測熱點(diǎn)均開(kāi)始設置各種傳感裝置，能夠針對監測數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并傳送到監控端位。

3.6實(shí)施遠程攝影監測

變電設備遠程監控系統主要由供電系統、低功耗攝影主機和高清拍攝機組成。遠程監控系統的端位技術(shù)包括信號處理與診斷、太陽(yáng)能和電池供電技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、圖像數據采集和壓縮編碼技術(shù)。系統能夠對變電設備、避雷器、塔桿、導線(xiàn)風(fēng)偏、覆冰、絕緣子、舞動(dòng)等裝置實(shí)時(shí)重要監控，準確掌握線(xiàn)路周邊狀況，實(shí)時(shí)監控樹(shù)木生長(cháng)和施工狀況，方便了解變電設備安全狀態(tài)，從而順利實(shí)現變電設備的管理和檢修，優(yōu)化生產(chǎn)管理水平。變電設備相關(guān)攝影監控系統主要由客戶(hù)端監控軟件、圖像監控服務(wù)器、圖像編碼器構成。圖像編碼器能夠針對相關(guān)數據信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過(guò)壓縮編碼處理以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到監控端位對應流媒體服務(wù)器，并在監控端位順利登錄監控軟件，碼攝影流，通過(guò)計算機控制，將現場(chǎng)圖像重要展示出來(lái)，便能夠看到拍攝頭所拍攝的現場(chǎng)畫(huà)面，順利實(shí)現圖像監控、瀏覽，隨后通過(guò)AI實(shí)施統一處理。

3.7智能評估

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數據、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測數據分析的準確性，還可以挖掘和分析潛在的價(jià)值信息。此外，智能評估平臺還可以對輸變電線(xiàn)路的狀態(tài)進(jìn)行評估，發(fā)現輸變電設備中的潛在風(fēng)險，及時(shí)通知設備維護人員，從而提高了維護工作的科學(xué)性和有用性。在對輸變電設備狀態(tài)進(jìn)行智能監測評估后，工作人員可以根據相關(guān)評估數據來(lái)去除潛在的安全隱患?？傊?，智能評估有利于延長(cháng)輸變電設備的使用壽命，提高輸變電設備的運行效率，節約輸變電設備成本，從而為電力企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟效益。

3.8提高智能變電運維系統的安全性、穩定性

一是將電子技術(shù)和微電機應用于智能變電站運維系統，將電壓關(guān)管與無(wú)線(xiàn)電波圖相結合，確保更重要地監測電網(wǎng)電壓，避免無(wú)線(xiàn)電波大幅波動(dòng)。其次，在檢測變電設備運行過(guò)程中，應利用計算機技術(shù)綜合分析設備運行中的潛在風(fēng)險，縮短設備檢修時(shí)間。第三、提高設備的自我監測能力，分析變電運維管理的重要以及難點(diǎn)工作，這對線(xiàn)路中出現的異常問(wèn)題，管理人員需要采取必要的措施予以解決?？刹捎弥悄懿僮髌魅z測二次設備的運行狀況，從中獲知整個(gè)變電運維系統是否處于穩定狀態(tài)。第四、要根據電子互感器的型號、種類(lèi)等進(jìn)行維修，縮短故障檢修時(shí)間，為智能變電運維系統運行的安全性和穩定性提供保障。

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)＋、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺，滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境攝影場(chǎng)景等需求，實(shí)現數據一個(gè)端位，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警示，并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

4.2應用場(chǎng)所

適用于信號、金融、交通、能源、醫用衛生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

4.3系統結構

系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、拍攝頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除拍攝頭外，其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)RS485端口。

傳輸層：包含現場(chǎng)交換機等設備。智主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并可進(jìn)行規約轉換，數據存儲，并通過(guò)交換機把數據上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

應用層：包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器，若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數據。

展示層：用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。[5]

4.4系統功能

4.4.1用能月報

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

4.4.2站點(diǎn)監測

站點(diǎn)監測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

4.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數據，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(hù)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(kāi)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查詢(xún)。

4.4.6攝影監控

攝影監控展示了當前實(shí)時(shí)畫(huà)面（攝影直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內攝影信息。

4.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統計。

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(yè)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(hù)報告

用戶(hù)報告頁(yè)面主要用于對選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、警示事件等進(jìn)行統計分析，并列出在該周期內巡檢時(shí)發(fā)現的各類(lèi)缺點(diǎn)及處理情況。

4.4.11APP監測

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

4.5系統硬件配置

5、結束語(yǔ)

電力部門(mén)需要更加重視智能變電站設備的運行管理，探索制定標準化的技術(shù)規程，采用物防和技防相結合的方式，提高智能變電站的運維水平和供電系統的穩定性。

參考文獻

1. 韓立影.智能變電站變電運維安全與設備維護探討[J].數字通信世界,2021(9):242-243.

2. 賈逢城.智能變電站運行的安全與設備維護[J].電子技術(shù),2021，50(6):168-169.

3. 劉偉,姚鑫,郭瑞.智能變電站運維安全與設備維護探討[J].中國設備工程,2021(7):33-34.

4. 翟晶晶.智能變電站變電運維安全與設備維護探討[J].技術(shù)與市場(chǎng),2020,27(11):161-162.

5. 陳天元，趙偉濤.智能變電站運維安全與設備維護探討[J].

6. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊,2019.11版.