智能變電站變電運維安全與設備維護

陳天元 趙偉濤

國網江蘇省電力有限公司張家港市供電分公司 江蘇 蘇州 215600

引言

結合當前發(fā)展形勢分析，智能電網已逐漸成為電力領域的主要研究方向和電力系統的主要發(fā)展目標。通過對新時期智能電網發(fā)展趨勢的研究可以發(fā)現，人工智能技術正在逐步推廣應用于變電設備的狀態(tài)檢修和在線監(jiān)測，人工智能技術也為我國電力企業(yè)的發(fā)展提供了新的渠道。

1 智能變電站變電運維技術的特點分析

智能變電站運行時，可以分析智能調度的命令，實現多種功能的操作，從而有效提高智能變電站運行維護的可靠性。通過智能變電站的自我實現，有效改變了以往變電站設備運維管理的模式，全面提升了技術創(chuàng)新手段。通過智能系統的建設，變電站的管理自動化水平得到了進一步提高，保證了變電站設備檢測和維護的科學性，下一個人保證了電力系統的穩(wěn)定運行。實現變電站設備的自動化管理和控制。對于變電站的運行來說，為了進一步提高變電站設備的管理效率，必須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，通過自動化和智能化管理模式相結合，科學管理電氣設備，整合變電站信息和平臺，利用智能化技術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)，提高電能傳輸質量。

2 智能變電站運維安全與設備維護問題

2.1 設備管理問題

智能變電站設備與傳統變電站設備有著明顯的區(qū)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，通過遠程智能模塊進行功率轉換，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)境比較敏感，設備運行的穩(wěn)定性相對較低，使用壽命也相對較短。例如，如果光纖設備與變電站的連接沒有按照技術規(guī)范實施的話，會對信號傳輸的效率產生較大的影響，降低設備的可靠性，如果信號出現傳輸受阻，則會危害到變電設施的運行整體穩(wěn)定性。

2.2 管理流程問題

除了處理基本的設備問題，智能變電站的運行和維護還受到管理流程的影響。從管理的角度來看，保障智能變電站穩(wěn)定運行的前提是構建完善的保障機制，規(guī)范人員操作流程，加強設備管理，這些都離不開完善的管理流程。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(guī)范意識，變電站設備運行出現問題，或未按相關規(guī)范對設備進行檢查和維護，導致智能變電站設備維護不及時，導致設備故障，影響變電站運行維護質量[1]。此外，智能變電站設備的運行也面臨一定的安全風險，如設備老化、規(guī)格不合理等。在智能變電站的運行維護中，必須高度重視管理流程，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后，首先對線路的關鍵開關設備和接線盒進行了全面檢查，并對接線盒內的尾纖進行了清除。發(fā)現故障是由于尾纖損壞引起的，技術人員更換了尾纖。同時，為避免該故障的再次發(fā)生，提高設備維護質量，通過智能變電站工作票管理系統實現系統升級，保障智能變電站基礎設備的穩(wěn)定運行。在現場維護時，應使用工作票實時記錄故障診斷信息，避免設備巡檢過程中的遺漏，影響智能變電站設備運行質量。②在智能變電站基礎設備運維中，要及時更新設備運維人員的工作理念，充分發(fā)揮先進的智能監(jiān)控技術和網絡信息技術手段，提高智能變電站基礎設備運維檢測能力。在智能技術的應用上，通過引入全新的技術理念和經驗積累，將同類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型，提高故障診斷水平，從而達到快速運維效果，滿足實際發(fā)展需求。

3.2 進一步完善設備維護檢修流程

隨著智能變電站設備在電力行業(yè)的廣泛應用，有必要對相關設備的檢修和維護建立相應的操作規(guī)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效降低智能變電站維護出錯的概率，在最短的時間內完成設備的維護，減少對輸電的影響[2]。在實際工作中，需要統一智能變電站的管理和維護，充分運用計算機技術實現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。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實現精細化的管理，維護的手段和方式也越來越復雜。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。在對設備的維護過程中嚴格按照相關的工作流程進行操作，確保設備的管理和維護能夠最大限度降低人工的影響，始終處在高效運行的區(qū)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(guī)范進行快速的排查處置，提高對故障的應對效率。

3.3 電網變電管理模式的創(chuàng)新

在應用過程中，傳統的變電管理模式側重于基礎管理活動的開展，而現代的變電管理模式則是利用各種新技術、新設備，是一種全面高效的管理模式。基于傳統管理模式與現代化管理模式的特點，在電網變電運行管理工作開展的過程中必須不斷提高電力網絡運行的安全性，提高其運行的穩(wěn)定性[3]。從電網變電管理的實際情況出發(fā)，融合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，對管理模式進行優(yōu)化和創(chuàng)新，全面分析當前管理模式應用過程中存在的弊端，提高電網變電管理的總體水平。根據實際情況提高管理模式的遠程控制水平。同時，提高管理人員的綜合素質，為電網變電站運行管理的順利開展提供人力支持。電網運行管理涉及的管理任務較多，管理人員可以通過分級管理，合理劃分工作內容，提高各階段的管理效率。

3.4 運用人工智能技術加強變電運維管理

人工智能技術是以信息互聯網技術為核心的智能技術。變電站設備正常運行時，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行信息，通過電力運維過程中產生的數據信息，構建信息人工智能技術的管理方法，實施智能電網的運營。變電領域存在眾多的運行數據，在人工智能技術的應用下，對變電站進行運營維護，可以保證管理下的設備運行數據得到實時監(jiān)測，將變電運維的管理工作實行的更加全面。將人工智能技術與設備運行管理相結合，對變電站設備的運行狀態(tài)進行實時跟蹤。一旦設備在運行期間出現故障，將借助人工智能技術，自動發(fā)送維修請求，實現智能運維，可以有效提高變電設備管理的效率。在使用人工智能技術進行運維管理之前，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。人工智能技術應用于變電站運維管理后，設備的運行數據會實時發(fā)送到控制中心，可以隨時智能監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，實現智能運維管理。

3.5 加強監(jiān)測系統組成

通過在線監(jiān)測系統的設計和開發(fā)，可以準確預測和診斷安全運行、舞動、覆冰、絕緣子、避雷器等。變電設備。通過設置各種傳感裝置，可以促進變電設備的全天候狀態(tài)監(jiān)測，提高線路運輸的可靠性和安全性，達到智能線路監(jiān)測的目的。變電設備在線監(jiān)測系統可分為兩部分[4]。第一部分包括數據通信系統、數據采集系統和其他模塊。其中數據采集主要通過性能優(yōu)良的視頻探頭以及傳感器實施相關操作，能夠針對變電設備安全運行，傳輸導線增容、舞動、覆冰，絕緣子和避雷器等實施全面監(jiān)測，前端系統針對采集到的數據信息實施初步處理后，借助無線通信網絡可以順利傳輸至控制中心。第二部分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，形成變電設備實時診斷結論。為了實現變電設備的在線監(jiān)測，形成了智能監(jiān)測框架。傳感器是監(jiān)控系統中的關鍵模塊。其主要功能是模擬人的感官，對變電設備中的風向、風速、日照、溫度等環(huán)境條件，以及線路溫度、電壓等級、電流強度等電路運行狀態(tài)進行綜合監(jiān)測。而在線監(jiān)測設備主要涵蓋測量導線溫度的紅外傳感器，遠程視頻裝置，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，國內外鐵塔和變電設備中的探測熱點均開始設置各種傳感裝置，能夠針對監(jiān)測數據進行實時采集，并傳送到監(jiān)控中心。

3.6 實施遠程視頻監(jiān)測

變電設備遠程監(jiān)控系統主要由供電系統、低功耗視頻主機和高清攝像機組成。遠程監(jiān)控系統的核心技術包括信號處理與診斷、太陽能和電池供電技術、無線傳輸技術、圖像數據采集和壓縮編解碼技術。系統能夠對變電設備、避雷器、塔桿、導線風偏、覆冰、絕緣子、舞動等裝置實時全面監(jiān)控，準確掌握線路周邊狀況，實時監(jiān)控樹木生長和施工狀況，方便了解變電設備安全狀態(tài)，從而順利實現變電設備的管理和檢修，優(yōu)化生產管理水平。變電設備相關視頻監(jiān)控系統主要由客戶端監(jiān)控軟件、圖像監(jiān)控服務器、圖像編碼器構成。圖像編碼器能夠針對相關數據信息進行實時采集，通過壓縮編碼處理以及無線網絡發(fā)送到監(jiān)控中心對應流媒體服務器，并在監(jiān)控中心順利登錄監(jiān)控軟件，解碼視頻流，通過計算機控制，將現場圖像全面展示出來，便能夠看到攝像頭所拍攝的現場畫面，順利實現圖像監(jiān)控、瀏覽，隨后通過AI實施統一處理。

3.7 智能評估

在物聯網技術、大數據、云計算等新技術的共同支持下，智能評估平臺不僅可以提高監(jiān)測數據分析的準確性，還可以挖掘和分析潛在的價值信息。此外，智能評估平臺還可以對輸變電線路的狀態(tài)進行評估，發(fā)現輸變電設備中的潛在風險，及時通知設備維護人員，從而提高了維護工作的科學性和有效性。在對輸變電設備狀態(tài)進行智能監(jiān)測評估后，工作人員可以根據相關評估數據來消除潛在的安全隱患。總之，智能評估有利于延長輸變電設備的使用壽命，提高輸變電設備的運行效率，節(jié)約輸變電設備成本，從而為電力企業(yè)帶來更多的經濟效益。

3.8 提高智能變電運維系統的安全性、穩(wěn)定性

一是將電子技術和微電機應用于智能變電站運維系統，將電壓關管與無線電波圖相結合，確保更全面地監(jiān)測電網電壓，避免無線電波大幅波動。其次，在檢測變電設備運行過程中，應利用計算機技術綜合分析設備運行中的潛在風險，縮短設備檢修時間。第三、提高設備的自我監(jiān)測能力，分析變電運維管理的重點以及難點工作，這對線路中出現的異常問題，管理人員必須采取必要的措施予以解決。可采用智能控制器去檢測二次設備的運行狀況，從中獲知整個變電運維系統是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。第四、要根據電子互感器的型號、種類等進行維修，縮短故障檢修時間，為智能變電運維系統運行的安全性和穩(wěn)定性提供保障。

4 結束語

電力部門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規(guī)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(wěn)定性。