變電站立體化智能巡檢系統應用分析

白雪艷

摘要：傳統人工巡檢模式效率低、質量差，且造成大量人工、車輛等資源的浪費。依托高清視頻、智能巡檢機器人、移動作業終端等智能手段，建立“立體化、智能化”的變電站巡檢系統，提升巡視質效，解決人工巡視盲區問題，減輕一線運維班組負擔，全面提升運維管理水平。

關鍵詞 ：變電站、高清視頻、機器人、移動作業終端

前言：隨著電網規模日益擴大，變電運維專業結構性缺員問題日益突出。變電運維班組除了完成日常倒閘操作、巡視維護、PMS系統填報等運維基礎工作外，還承擔安監、工會、黨建等部門布置的一系列專項工作。隨著運維人均工作量的增加，運維人員責任意識弱化，精力難以保證，技能技術水平明顯下降，在重復性低技術含量的人工巡視中存在疏忽大意和不規范性，嚴重影響了變電設備運維安全。為提升變電站運維巡視質效，擴大變電站設備巡檢覆蓋率，以替代人工現場例行巡視為目的，引導運維人員逐步減少重復、簡單、單一的變電站設備外觀檢查、外部環境巡視工作，將有限的人力資源重心放在設備缺陷隱患跟蹤、設備狀態管控、標準化安全倒閘操作上。

一、智能巡檢系統應用現狀

中心自2017年就積極推進智能運檢系統建設，歷經四年，在高清視頻、移動作業、智能巡檢機器人等方面的應用已日漸成熟，并取得了階段性成效，設備感知力和現場管控力得到有效提升。通過科學評估、分步實施，穩步推進業務“機器代人”，提升運維巡視質效，邁出傳統運維巡視模式向智能模式轉變的第一步。

1.1高清視頻

中心高清視頻輔助系統建設試點項目涵蓋9座變電站，其中有4座220千伏變電站，5座110千伏變電站。以220千伏某變電站為例，視頻監控智能巡視項目表，主要分為主變場地巡視、220千伏場地巡視、110千伏場地巡視、避雷器表計抄錄巡視、主控室巡視、10千伏高壓室巡視等六大項目。巡視采用手動巡視和智能巡視兩種方式進行，每一巡視小項結束后系統自動截取一張相應設備的圖片，如若巡視項目中涉及表計（SF6氣壓表、避雷器泄露電流表、主變溫度指示計等），系統還會智能識別表計讀數;如涉及開關、刀閘分合閘情況，系統還會智能對其進行判別，巡視完成后自動生成巡視報告并可以上傳至PMS。

1.2智能巡檢機器人

按照220千伏及以下站集中式配置的原則，中心以“一拖三”的方式涵蓋4座220千伏變電站以及11座110千伏變電站。在站端場地基建、網絡接入、點位調試、運維驗收等環節后，以220千伏某變電站（常規變電站）為試點，全面開展變電站智能巡檢機器人例行巡視及一次設備紅外普測工作。該站場地大、間隔數多，利用智能機器人對220千伏、110千伏、主變場地斷路器、隔離開關、母線、CT、PT、電容器組等連接部位電流型、電壓型發熱的紅外線測溫及精準測溫;對戶外一次注油設備的油位進行監測;SF6斷路器氣體氣壓、避雷器泄漏電流、動作值讀取;斷路器、隔離開關位置讀取工作。截止目前，智能機器人巡視點位8251個，巡視次數52次，總時長超過五千分鐘，通過紅外測溫和外觀觀察發現缺陷57項，其中危急4項。

1.3移動作業終端

中心所轄34座變電站（含開閉所）已全面覆蓋使用，現已實現設備巡視、維護、數據抄錄、輪換試驗、精益化評價等變電運維基礎工作無紙化作業;共進行巡視作業3621次，數據抄錄近6萬條。220千伏變電站全面巡視平均時間（包括巡視前的準備、巡視過程標準卡填寫、巡視后數據錄入、資料整理等）從4小時減少到1.5小時。通過移動作業平臺解決工作受人為因素影響、耗時高等問題，同時巡視人員工作質量也能受到各級管理部門的監督。

二、存在問題及解決措施

2.1高清視頻

以220千伏某變電站為例，存在的主要問題有：人工核對工作量大，目前，智能巡視診斷方法不全面，智能診斷結果常常不準確，巡視完成后還需人工核對所有811張截圖，耗時近1個小時;攝像機覆蓋不全，站用變、電容器組、直流系統、10千伏繼電保護室、0.4千伏配電室、消弧線圈等室內未配置攝像機，存在視頻盲區;智能識別精度有待提高，視頻對儀器儀表智能讀數不準確，表計智能識別功能有待拓展。例如，目前能夠識別部分避雷器表計中泄漏電流值，SF6氣體壓力值，變壓器溫度計，不能識別避雷器表計避雷器動作次數。

解決措施：為切實降低人工巡視頻率，保證巡視效率，需對10千伏保護室、高壓配電室、電容器室等視頻覆蓋盲區新增攝像機布點，確保全面覆蓋例行巡視范圍。

同時，積極與視頻輔助系統廠商溝通，通過開發圖像自動識別和篩選功能，實現對設備異常照片的智能識別和篩選，進一步減輕運維人員巡視工作負擔。

2.2智能巡檢機器人

巡視時間過長;一座220千伏變電站加上三座110千伏變電站共用一臺機器人，存在費時費力的搬運環節，機器人在輸運途中還存在被損壞風險。

另外通過巡視發現站內部分攝像機存在畫面卡頓、掉線及點位偏移的問題;機器人針對表計識別的傳統圖像識別方法由于受到復雜背景、光線條件等因素的影響，檢測與識讀的整體準確率仍然較低。

解決措施：實行變電站單臺機器人固定配置;機器人開展表計識別、紅外測溫的周期調整至全面巡視周期開展;通過機器人開展例行巡視時僅對設備外觀全景進行巡視，不再進行表計識別、紅外測溫，以提高機器人工作效率。

及時聯系廠家維護人員進行處理整改，并對服務器進行升級，保障系統穩定運行。

完善升級現有變電站視頻輔助系統，實現視頻、圖片分析技術，有效補全機器人巡檢盲區，實現變電站設備巡視全面覆蓋。

2.3移動作業終端

移動作業終端配置數量不足，目前8人共用一臺，移動終端已有應用功能沒有拓展使用。

解決措施：增加終端配置數量，達到平均2人配置一臺，滿足作業需求。

拓展移動終端功能。一是將缺陷智能識別技術定融入移動應用中，實現移動終端對設備缺陷的智能識別以及記錄;二是將操作票與工作票納入移動終端管控。運檢人員可持移動終端開展倒閘操作與現場工作，兩票信息自動傳至PMS并生成相關記錄，實現兩票業務線上全流程管控等。

三、智能巡檢系統深化應用

通過整合機器人、視頻和移動作業終端的優勢，與PMS 深度融合，實現對站端設備的遠程監視，替代例行巡視、部分特殊巡視和現場無作業的電網風險管控;從智能巡檢工作實踐中提煉變電運維專業日常管理流程與標準，并將智能巡檢系統遠方巡檢工作納入到變電運維日常管理工作中，形成日、周、季和年度工作標準，構建變電運維全面全員全過程管理的常態長效機制，全面提升依托智能巡檢系統智能管理水平。

結論：通過高效利用機器人、視頻和移動作業終端等智能工具，構建立體巡檢體系，建立完善巡視智能化管理模式，替代人工開展巡檢工作，實現變電站內全天候、全方位、全自主的智能巡檢，可有效解決傳統運維思維和工作模式不適應電網快速發展的問題，緩解運維專業缺員矛盾。