500 kV無人值守變電站巡視質量的智能優化

石磊，王劍宏，徐明，戴建根，張維，

（1.國網浙江省電力公司檢修分公司，杭州311232；2.國網浙江省電力公司衢州供電公司，浙江衢州324002）

500 kV無人值守變電站巡視質量的智能優化

石磊1，王劍宏2，徐明1，戴建根1，張維1，

（1.國網浙江省電力公司檢修分公司，杭州311232；2.國網浙江省電力公司衢州供電公司，浙江衢州324002）

500 kV無人值守變電站發展的關鍵是能夠隨時掌握設備運行狀態，因而對日常的巡視質量要求很高。為此提出應以智能化巡視技術輔以先進的檢測工具和在線監測裝置為發展方向，可有效提高500 kV無人值守變電站的巡視質量。

變電站；無人值守；智能化；檢測工具；在線監測；巡視質量

隨著浙江電網500 kV變電站高度數字化和智能化的推進與發展，以及220 kV變電站無人值守模式的推廣應用，500 kV無人值守變電站的運行模式已初步形成。但是，由于500 kV變電站占地面積較大，雖然2009年以后大多采用了占地面積相對較小的GIS或者HGIS設備，但總的設備數量仍較220 kV變電站多，且種類復雜，各種檢測數據的提取、分析及記錄都有待優化，維護和管理水平有待提高。因此，500 kV無人值守變電站發展的關鍵是能夠隨時掌握設備運行狀態，500 kV無人值守變電站的巡視質量能夠顯著提高。

1 500 kV變電站巡視工作面臨的問題

1.1 500kV變電站的管理現狀

目前主干網架中以500 kV（西北電網是750 kV）超高壓電網為主。由于500 kV變電站供電半徑較大，需要跨地區設置，所以它的無人值守模式只能是通過全省統一調度監控實現的監控中心加運維站的模式，巡視管理不如220 kV單一地區小區域電網的無人值守模式靈活。

500 kV變電站由于網架電壓等級較高，設備及導線的絕緣等級要求也相對較高，因而占地面積大，一次設備體積龐大、種類繁多、結構復雜，各種保護及自動化系統配置復雜，對巡視的工作量和內容要求也更加嚴格。

1.2 500kV變電站的運行維護

500 kV變電站實現無人值守運行維護主要依賴于設備狀態檢修管理，在正常的停電檢修、系統運行方式調整以及突發事故的應急處理工作中，由于500 kV系統具有維持電網穩定的重要作用，涉及的兩票工作內容較復雜，對人員的工作責任心要求更高，以致無法將更多的精力投入到巡視工作中，使巡視工作的精細化程度得不到提高，因而急需更多巡視新技術。

1.3 500kV變電站發展規模的影響

由于500 kV變電站的設備改造、擴建或新建工程比220 kV變電站復雜得多，有大量的設備要增加和更新，需要進行檢測、在線監測和維護的設備也很多，日常巡視維護的工作量逐年增大，若運維人員僅憑借經驗有可能造成巡視質量的下降。

2 500 kV無人值班巡視策略

2.1 500kV無人值班巡視管理優化

2.1.1 220kV操作站模式的巡視要求

常規220 kV操作站對無人值守變電站的巡視要求是：操作站操作人員除了完成所列職責外，還必須完成每周至少2次正常巡視、每季至少1次全面巡視、每月至少1次熄燈巡視和特殊巡視。

2.1.2 500 kV運維站模式的巡視要求

500 kV無人值守變電站的巡視要求可分為正常巡視（每2天不少于1次）、全面巡視（每月不少于2次）、專業巡視、熄燈巡視（每月不少于1次）和特殊巡視。

除了上述規定的巡視外，另外還增加了對具有遠程巡視功能的無人值守變電站，應在運維站每天進行2次遠程巡視，檢查所轄無人值守變電站的各類設備運行及安全情況，并將巡視情況在運維日志中做好相關記錄，包括對無人值守變電站消防、安防、技防等輔助設施的檢查情況。對安裝有智能化巡視機器人的無人值守變電站，應通過機器人每天對無人值守變電站進行巡視和紅外測溫，運維人員還應定期對機器人巡視數據進行分析。熄燈巡視是指夜間熄燈狀態下的巡視，主要檢查絕緣放電閃絡、接觸不良使電阻值升高導致的發熱等情況。

2.1.3 500kV運維站模式的優化

新的500 kV無人值班巡視內容較220 kV操作站已有所改進，在220 kV變電站常規巡視內容的基礎上新增了專業巡視。專業巡視是指為深入掌握設備狀態，由運維、檢修、設備狀態評價人員聯合開展的對設備的集中巡查和檢測，從而使正常巡視質量得到了進一步的提升，同時能有側重地針對巡視中發現的問題進行跟蹤監視，以遏制設備異常和缺陷的發展，容易實現閉環。此外，還包括一部分特殊巡視的任務，便于交叉檢查，防患于未然。500 kV變電站與220 kV變電站的巡視內容對比見表1。

從表1可以看出，優化后的500 kV無人值班巡視中正常巡視、熄燈巡視、特殊巡視比例有所下調，但全面巡視比例明顯上升，同時還新增了專業巡視的相關內容，在一定程度上減輕了熄燈巡視和特殊巡視的壓力，并盡可能排除了在非正常條件下巡視所帶來的弊端，能夠盡早發現設備隱患。另外，專業巡視也是對正常巡視和全面巡視內容的補充，為運行設備提供了專業檢修方面的運行維護經驗。

2.2 500kV無人值班巡視新技術

隨著新技術的發展，在500 kV變電站巡視應用中出現了遠程智能監控巡視（包括一次設備場地、繼保室及通信、消防、安防設備室）、智能機器人巡視、巡視路線智能優化掌上PDA對應智能終端PDA的人工識別巡視（以下簡稱人工識別巡視），從巡視路線規劃、巡視區域劃分、巡視人員分配等各方面綜合考慮，并使其與人工識別巡視、保護小室遠程智能巡視以及機器人巡視等分工職責相結合，從技術層面對當前500 kV無人值班的巡視工作進行優化和改善。各類巡視新技術的應用評估見表2。

表1 500 kV與220 kV巡視內容對比

表2 設備巡視中新技術應用評估

由表2可見，針對不同的巡視對象，新技術可以應用到不同的巡視分工職責面上，所轄的各個站或者各種巡視技術可以同時進行也可以交叉進行，同時可以進行有側重點的特殊巡視，也可以進行全面統一的全面巡視，使得巡視既可以多樣化，又有雙重化保障，在保障巡視效率的同時也兼顧了巡視質量的提高。

采用遠程智能監控巡視以后，單位間隔巡視花費的時間較以前的人工巡視有所減少，有效提高了巡視效率和質量。

從工作效率來看，智能機器人巡視和人工識別巡視雖然比不上遠程智能監控巡視，但是它們的巡視范圍更全面，巡視細節到位且更容易發現缺陷或異常，而且還可以采用分時、分區、逐步細化的原則來實現，也可以根據巡視路線最優化的原則來安排巡視計劃。通過無線WiFi或GPS技術，由主機網絡輸入到機器人和PDA的電腦芯片，進行預警提醒并完成相應的巡視任務。依據變電運行巡視指導書制定500 kV變電站巡視標準化作業電子系統，巡視結果以“√”或“×”表示，存在的問題在“發現問題及結論”欄中具體說明，如無不良工況則在該欄目中填寫“正常”。每完成一部分區域巡視工作后，由相應巡視設備模塊通過無線信號發回當地變電站后臺中繼管理系統再轉至運維站。這種方式既推動了人工巡視向無紙化作業發展，也保證了巡視質量。

從表2中巡視質量可靠性評估的結果來看，智能機器人的巡視質量比人工識別巡視稍差，從巡視細節的針對性和巡視范圍的大小來看，它還不能很好地滿足巡視任務的需要，因而需要人工識別巡視來補充和完善。

綜上所述，采用以智能巡視終端的人工識別巡視為主，巡視工作量和頻次適當減少，以常態化智能巡視機器人、運維站主站的遠程智能監控系統等作為補充手段，巡視頻次適當增加，這種靈活的新巡視策略，能夠從根本上提高巡視工作效率和巡視質量。

3 500 kV無人值班巡視的發展規劃

3.1 變電運維一體化

目前輸電和配電運維一體化已在公司系統普遍實施，而變電運維一體化尚在起步階段。伴隨著“三集五大”大檢修體系建設的重要內容之一變電運維一體化進程的深入，D級檢修的帶電檢測和運行業務的設備巡視將統一成設備巡檢，500 kV無人值班巡視將有大量的輔助檢測工具應運而生，如比較常見的紅外線成像測溫儀、紫外線成像電暈檢測儀、SF6氣體紅外線檢漏儀（包括GIS或者HGIS氣室在內的SF6設備）、GIS超聲波局放測試儀等。這些檢測工具將重點檢查設備接頭有無過熱、電暈、放電等現象，對巡視起到良好的輔助作用。

另外，D級檢修的專業巡視也分別和運行業務的正常巡視、全面巡視、熄燈巡視和特殊巡視高度融合，很好地整合了巡視內容方面的要求。

與此同時，500 kV無人值班巡視檢測技術的發展不僅提高了巡視結果的科學可信度，避免了運維人員僅憑借經驗判斷的不足，也進一步促進了500 kV運維站運維一體化工作的開展，使變電運行與維護能夠高度融合，運維人員能夠同時掌握運行和維護的專業技能，只要裝備配置到位，最終可以實現變電設備全部運維業務一體化。

3.2 在線監測裝置對巡視的作用

500 kV無人值班巡視離不開大量在線監測裝置的輔助應用，而變電設備狀態監測系統則是現場一次設備安全穩定運行和集中管理在線監測裝置的保障。變電設備狀態監測系統是由在線監測裝置、CMU（綜合監測單元）、CAC（狀態信息接入控制器）、CAG（狀態接入網關機）、變電設備狀態監測主站系統及相關的信息傳輸通道組成的，能夠對變壓器、容性設備、避雷器、高壓斷路器、高壓組合電器、蓄電池、隔離開關等主要變電設備進行監測，并整合至生產管理系統中。

大量在線監測裝置的應用減輕了500 kV無人值守變電站的巡視壓力，由它們組成的變電設備狀態監測系統便于運維部門、檢修部門和調控部門的分級或分層巡視，可分別針對所轄變電設備在線監測數據進行監控和查詢統計，通過在線監測告警信息發現影響設備運行的缺陷并上報，由此實現對在線監測數據的日常數據巡視（2 h 1次）和專業數據巡視（數據正常狀態時每周不少于3次；數據告警或注意時立即進行1次并且每天不少于1次）。

但是，由于在線監測裝置目前還不夠成熟、裝置的故障自檢功能不夠完善，尚在初期試運行階段，因此除了需要在生產管理系統中遠程監視所轄變電設備的在線監測數據外，還需要巡視在線監測裝置本身的運行情況和它的現場站內CAC控制器、各類CMU綜合監測單元，并及時將在線監測裝置異常、數據異常等情況上報。結合變電運維一體化的發展，500 kV運維站需要對現場裝置進行運行巡視（不低于2天1次）和運維巡視（裝置故障狀態時當天安排1次），其中運行巡視可以與一、二次設備的運行巡視同步進行，根據變電設備在線監測運維巡視卡或指導書的有關內容，將其作為500 kV變電站巡視標準化作業電子系統的內容之一，按間隔、區域等進行歸類。

4 結語

通過對新的500 kV無人值守變電站和日益成熟的220 kV無人值守變電站運行模式下的巡視質量比較，分析了500 kV無人值守變電站運行模式下多種巡視方法的優勢，通過對新技術、新檢測工具和在線監測裝置的優化，可在減少巡視工作量的同時明顯提高巡視質量，有效提高設備日常運行和維護管理的水平。

[1]Q/GDW 231-2008無人值守變電站及監控中心技術導則[S].北京：中國電力出版社，2009.

[2]Q/GDW 538-2010變電設備在線監測系統運行管理規范[S].北京：中國電力出版社，2011.

（本文編輯：龔皓）

Intelligent Optimization on Inspection Quality of 500 kV Unattended Substations

SHI Lei1，WANG Jianhong2，XU Ming1，DAI Jiangen1，ZHANG Wei1
（1.State Grid Zhejiang Maintenance Company，Hangzhou 311232，China；2.State Grid Quzhou Power Supply Company，Quzhou Zhejiang 324002，China）

The key of 500 kV unattended substation development is to timely understand the operation status of the equipment.Therefore，there are high requirements on routine inspection quality.The paper proposes a development orientation which integrates intelligent inspection technology with advanced inspection tools and online monitoring devices，which could improve the inspection quality of 500 kV unattended substations.

substation；unattended；intelligent；inspection tool；on-line monitoring；inspection quality

TM764.2

：B

：1007-1881（2014）04-0026-03

2013-11-27

石磊（1982-），男，湖北襄陽人，工程師，從事變電運行、維護與管理工作。