超高壓智能化變電站運維技術研究

摘""要：超高壓變電站能夠實現自動監控、故障診斷及遠程控制，提升電力系統的安全性和可靠性。下面以超高壓智能變電站為研究對象，在說明維護變電站運行所具有現實意義的前提下，深入討論了變電站適用的運維技術，具體包括智能巡檢、程序化操作、智能安防等。希望能夠給人以啟發，降低設備故障對變電站運行的影響，使超高壓變電站的價值得到最大化實現。

關鍵詞：智能變電站""超高壓""運行維護""智能安防

中圖分類號：TM73

Research"on"Operation"and"Maintenance"Technology"of"Ultra-High"Voltage"Intelligent"Substations

MA"Lidong""YIN"Lingxiang

Ultra"High"Voltage"Company"of"State"Grid"Ningxia"Electric"Power"Co.，"Ltd.，Yinchuan，"Ningxia"Hui"Autonomous"Region，"750004"China

Abstract："Ultra-high"voltage（UHV）"substations"can"achieve"automatic"monitoring，"fault"diagnosis，"and"remote"control，"improving"the"safety"and"reliability"of"the"power"system."The"article"takes"UHV"intelligent"substations"as"the"research"object，"and"on"the"premise"of"explaining"the"practical"significance"of"maintaining"the"operation"of"substations，"deeply"discusses"the"operation"and"maintenance"technologies"applicable"to"substations，"including"intelligent"inspection，"programmed"operation，"intelligent"security，"etc."It"is"hoped"to"inspire"people，"reduce"the"impact"of"equipment"failures"on"the"operation"of"substations，"and"maximize"the"value"of"UHV"substations.

Key"Words："Intelligent"substation;"Ultra-high"voltage;"Operation"and"maintenance;"Intelligent"security

超高壓變電站是組成現代電力系統的關鍵一環，主要用于高電壓電力的轉換和分配，能夠實現自動監控、故障診斷及遠程控制，提升電力系統的安全性和可靠性。從某種程度上說，超高壓變電站的誕生不僅提高了電力系統的運行效率，還推動了智能電網的發展。鑒于此，圍繞對變電站能否發揮作用有直接影響的運維工作展開研究很有必要，其是進一步提高變電站智能化、自動化程度的關鍵。

1""維護變電站的意義

變電站運維的主體是少人值守或無人值守的變電站，對象是變電站內部設備，目的是保證設備正常運行，使變電站能夠充分發揮作用。該項工作的作用主要體現在3個方面：首先，通過實時監控+故障預警、快速響應+故障處理，提高設備安全性與系統穩定性；其次，通過智能化操作與維護、數據驅動決策支持，提升設備管理水平和運維工作效率；最后，通過動態資源配置、促進新能源接入，增強系統適應性，使系統更加靈活[1]。由此可見，變電站運維和民生、電力公司運營質量及效益密切相關，應提高對運維工作的重視力度，以此為變電站運行穩定性、人員安全提供保障。針對智能變電站內部設備所開展運維工作的框圖如圖1所示。

2""變電站日常運維技術要點說明

2.1""智能巡檢

針對變電站所開展運維工作，應將重心放在運維巡視上，通過定期巡視，對設備情況加以了解。記錄巡視數據的過程如圖2所示。

智能巡檢系統是以巡檢機器人為核心，通過將機器人與安全、防火、自動調度、無人機、視頻等多個子系統結合的方式，實時監測變電站狀態，為運維人員開展日常工作提供可靠參考的系統[2]。在建設該系統時，應該重點關注系統的安全性、集成度，基于無線網絡將不同子系統整合成為受集中控制中心管控的一個整體，控制中心可經由專用網絡實時分配指令，遠程控制子系統的運行，確保子系統能夠充分發揮作用。為進一步突出機器人在實時監測方面的優勢，需提高對管理模塊的重視力度，優化模塊設計方案，根據實際需要設置包括電子地圖、任務管理在內的多項功能。另外，還可以通過手動遙控、遙控或是自動操作進行遙檢監視，并依靠功能鍵控制機器人完成各項任務。在確認巡檢結果方面，需要提供的功能有核實任務、瀏覽巡檢結果、確認警告、生成報告，以便運維人員及時、全面地了解變電站設備運行狀態，根據主界面所顯示信息，判斷是否存在運行狀態異常的設備，盡快前往現場并對故障設備加以維修，避免造成無法挽回的嚴重后果。例如：巡邏機器人處于工作狀態時，能夠依靠無線模塊將巡邏所獲得信息同步給控制主機，由控制主機根據機器人所提供信息自動生成紅外熱云圖，結合現場存在可視光的情況，判斷是否有高溫、火焰風險[3]。如果分析結果表明現場存在高溫及火焰，則代表巡邏區域存在火災，此時，系統將聯合控制主機分析起火點所在位置，驅動機器人實時監控現場情況，由監控系統負責調用對應攝像頭，對監控范圍內的實際情況進行拍攝。待所拍攝現場照片被上傳至系統，再由消防系統通知專業人員前往現場，采取恰當手段對火災進行智能處理，將火災的影響降至最低。待火災警報完全消失，機器人按照指令再次巡檢該路線，確保問題已完全解決，設備恢復正常運行。

2.2""程序化操作

將程序化操作系統用于變電站運行與維護的關鍵是對有獨立開關、可獨立運行的電動機進行改造，調整為電動機提供運行所需電能的電路，在規范操作步驟的同時控制時序，使遠程遙控有更加安全可靠的環境[4]。實際操作時，先要根據開關的情況，為其增設遠程遙控功能附件，再依靠自保持線圈自帶的自驅動功能達到聯動控制的目的。另外，系統還具有根據視頻態勢建立模型的功能，使圖像分析的速度和智能化程度得到提高。例如：系統在分析絕緣開關時，可通過對比開關所具有關鍵特性的方式，對設備是否處于正常運行狀態、命令是否得到貫徹落實加以判斷。狀態傳感技術的加入，降低了對開關觸頭實際溫度、壓力進行收集的難度，運維人員可通過系統對上述參數進行實時監測，由此達到科學、實時控制斷路器運行的效果，使斷路器所展示出的可控性達到預期。實際工作中，應充分掌握并靈活使用判斷設備是否存在異常的不同方式，如通過視頻系統全面評估設備特性、對比數據庫和設備目標位置異同等。如果決定通過第二種方式判斷設備狀態，則要先對程序所遵循控制邏輯進行設定，再對所上傳圖形、根據分析結果所繪制曲線的細節加以調整，在既有監控接口的輔助下，確保方案得到平穩推進，為超高壓設備安全提供保護，確保設備能夠正常發揮作用，為變電站價值的實現奠基。

2.3""智能安防

智能安防也是變電站運維的重要組成部分，內容包括進站人員/車輛的智能遠方授權和識別，作業過程的智能、遠程可視化安全管控。對該項技術加以應用，不僅能夠加強變電站的安全管理，還可以提高運維工作的便捷性和智能化水平。實際工作中，可采取的手段有建立并使用檢測系統、自診斷故障幾種，對于建立監測系統，最有效的方法是根據變電站情況，在恰當位置加裝監測設備、專業傳感器，通過實時收集并上傳設備參數的方式，使運維人員能夠全面掌握設備性能及運行狀態，針對設備潛在故障采取恰當方法加以解決[5]。故障自診斷強調通過快速識別設備是否存在故障、確定故障位置并提供解決建議，使故障能夠快速解決。預測維護的關鍵是以機器學習、大數據分析為落腳點，結合設備運行參數及性能數據，分析其運行趨勢，判斷是否存在潛在問題，根據不同故障問題出現的概率，分別制訂切實可行的運維方案，將問題出現可能性降至最低。遠程監控為運維人員及時了解設備情況提供了便利，可在加快問題響應速度的前提下，使故障所帶來影響得到有力控制。

2.4""數據應用

數據應用可以簡單理解為基于AI、物聯網還有大數據技術，通過將先進硬件設備接入既有支持平臺的方式，進一步提高處理、分析數據的速度。按照上述方法所打造系統的本質是數據應用系統，與常規系統的區別在于其具備部署Web的條件，可完美兼容現有主流系統及關聯平臺。近幾年，有關人員嘗試將AR用于數據分析應用并取得了較為理想的效果，AR的主要作用是建立與變電站實際情況相符的三維模型，在保證實景效果的前提下，使運維工作的智能化以及可視化程度得到提高[6]。運維人員可借助平板電腦或是其他移動終端，在任何地點、任何時間獲取并處理模型及圖像。針對有特殊處理要求的模型，可在北斗系統、3DMax的協助下，高效完成定位及處理任務。除此之外，針對告警所編寫聯動代碼也已正式投入使用，該代碼可用于對機器人、視頻及其他終端的實時監控與信息提取，通過全面監控現場環境的方式，確保潛在問題能夠被及時發現，使變電站長時間處于安全、穩定的運行狀態。

3""結語

綜上，新時期，超高壓智能變電站得到推廣，科學推進運維工作不僅對保障系統安全、穩定運行至關重要，而且對提升運維效率、降低運營成本、促進新能源發展具有深遠的影響。鑒于此，加強對超高壓變電站的運維研究，不斷引入新技術和新方法是未來電力系統發展的關鍵所在，有關人員應對此引起重視。

參考文獻

[1]宋強強.基于深度學習的變電站高壓開關設備智能化改造研究[J].電氣技術與經濟，2024"（7）：7-9.

[2]徐天，王俊，侯東方.基于人工智能的變電站智能化運維管理系統設計與優化[J].電氣技術與經濟，2023（8）：102-105.

[3]王雷，楚明月，王曉華，等.基于隨機森林的智能變電站一次側設備運行狀態監測方法研究[J].電測與儀表，2024，61（7）：184-190.

[4]劉靜蓮，李云龍.110kV終端變電站高壓側線路單相斷相接地故障分析[J].河北電力技術，2023，42（4）：79-84.

[5]陶可鵬，倪惠浩，何雄輝.變電站高壓室斷路器智能化改造研究與應用[J].機電信息，2020"（6）：51-52.

[6]周正欽，杜振波，王文瑞，等.基于分層分布的變電站帶電運維智能化技術及應用[J].電力系統保護與控制，2019，47（1）：150-157.