变电站设备精细化管理系统的设计和实现

沈远飞++余艳++李国成

摘 要：针对变电站设备日常维护中出现问题的调查和总结，提出专门的应用解决方案，通过精密传感技术的应用，创新性的解决现有的变电站设备运维管理工作中存在的问题，以提升变电站设备管理水平。

关键词：变电站；设备管理；精细化

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0162-01

变电站远动技术的运用越来越普遍，利用远动技术可以迅速而准确的获得变电站内设备运行的实时信息。我国大多数变电站只对部分一次线路的主要设备做了自动监测，而信息通信类设备并未做实时监测和管理。由于对信息通信类设备管理的不够精细，常出现工程人员随意增加设备，使线路负载过重导致电源损坏。

由于原有运维管理水平的不足，极大的影响了无人值班变电站的设备安全。为了真正做到完整地掌握变电站设备的实时运行状态，及时发现变电站内某设备的故障并做出相应的决策和处理方案，为此设计一套设备精细化管理系统来及时了解现场每台设备的运行状况，能及时发出预警或告警，以提升变电站的设备运维管理水平。

1 运维现状

原有对变电站设备的日常维护主要靠人工巡查的方式，当因某些原因而造成设备通信中断时，由于运维人员不在现场，往往使得运维人员不能准确判断故障的原因，严重影响了对无人值班变电站的安全运行，而这些问题设备可能会成为造成事故或事故扩大的重要因素。随着电力业务的不断扩展，无人值班变电站越来越多，站内的设备也越来越多，对变电站内的设备管理主要存在以下几个难点：

（1）设备扩容时没有完整的数据依据，容易过载配置，导致线路故障；（2）变电站多，各站点距离较远，采用人工巡查工作量大；人员长时间工作易疲劳，导致设备检查不到位，不易发现故障问题；（3）被动得知故障消息，拖延了故障抢修时间；不能及时获知故障原因，给故障抢修增加难度；巡检数据记录不齐全，且不易保存。

2 系统的设计

针对原有的运维管理缺陷，设计开发出一套能实时了解变电站内设备配电的结构，动态关注设备的健康状况，可提早预警故障设备，快速精确定位故障点，并可实时跟踪运维人员的故障处理情况的变电站设备精细化管理系统。

2.1 系统原理

变电站设备精细化管理系统主要由精密传感器、设备健康数据采集模块、人机交互控制器、运维中心管理平台组成，系统原理见图1。

变电站设备精细化管理系统采用精密传感器，将运维设备的交流/直流配电的总输入及每一输出支路的开关状态、电压、电流等参数转换成系统可识别的数字信号。

设备健康数据采集模块根据设定的周期，定时采集精密传感器上的监测数据。对采集的数据进行分析，确定现场设备的运行状态。采集模块具有独立运行功能，即使与外界通讯中断，自身也可根据原先设定的程序正常运行。

人机交互控制器采用7寸彩色触摸屏，通过图形界面动态实时显示本地配电结构与设备的运行数据，实时监控设备和线路的健康状况，可通过对每个设备的告警参数设定，起到对故障设备和线路的预警和告警，并准确定位故障点。

各个站点的人机交互控制器通过智能通讯接口与上级运维管理中心连接，使得运维中心的管理人员足不出户便可完全掌握各变电站内设备的运行状况。运维中心的管理平台具备数据监控、告警管理、配置管理、安全管理、维护管理等功能，可实现对所有局站的全参数、全方位的监控。

2.2 系统功能

（1）监控功能：监控对象包括低压配电、电源、油机、蓄电池、UPS、空调等设备，可扩展温度、湿度、水浸、烟感、红外、门禁、图像等环境信息监测，监控界面方便实时数据及告警信息的浏览，监控系统图形界面提供灵活构造和功能组装，能通过简单的操作定制监控数据显示界面。（2）告警管理功能：自动判别告警等级，并完成相应处理（如：告警窗、语音告警、短信转发、告警存储等），可自定义的告警查询功能，可以第一时间一览所有需要的告警信息。系统具有多地点、多事件的并发告警功能，还具有告警屏蔽和过滤的功能。（3）配置管理功能：系统维护管理人员在一定权限下，通过监控界面能方便的实现对监控对象（设备及设备类型）、区域、局站等的增加、修改和删除的管理，所有配置操作动态生效。系统可对告警阈值、存储阈值等参数进行远程配置和修改。系统可设置自定义告警和告警关联、协议编辑和界面编辑功能，强化了系统的易用性和兼容性。（4）安全管理功能：权限管理功能完善，支持分区域、分专业管理功能；系统具有设备操作记录，包括操作人员、被操作设备名称、操作内容、操作时间等；系统对操作记录有查询统计功能，所有操作纪录具有不可删除性和不可更改性；系统自身的任何故障都不会影响被监控设备的正常工作；系统的局部故障不会影响其它部分的正常工作；系统具有来电自启动功能。（5）维护管理功能：实现了维护作业的电子化，通过对设备资料、运行数据、操作记录的统计和分析，为维护工作和运维综合管理提供有效的辅助手段。（6）报表自定义功能：可最大限度地发挥历史数据的作用；除传统的表格报表外，还提供丰富的图型报表。可对设备运行的实时数据、历史数据进行整理分析，实现对设备的状态诊断，以便加强对不良设备的日常维护。

3 系统应用效果

通过对系统的实施，及时发现线路或设备故障，提早预知不正常的线路或设备，提高了日常维护及抢修效率，有效减少了抢修所需的时间和不必要的人员和车辆的调配，提升变电站设备运维管理水平。

实时关注电源系统内供电设备及负载设备的健康状况；动态优化配电结构；提早预警故障设备；快速精确定位故障点；实时跟踪故障处理人员的处理时效；提升设备运维管理水平。

根据运行数据统计分析，平均每月巡检及故障处理数为15次，通过系统数据分析可远程解决问题的平均每月10次，平均每次现场抢修故障时间减少3小时。

节省人力产生的效益：300*（10+3/8*5）*2*12=8.55万元。

其中“300”为每人每天工资，“10”为每月减少去现场的次数，“3/8”为每次维修减少时间比，“5”为故障次数，“2”为人数，“12”为12个月。

节省车辆使用费用：200*10*12=2.4万元。

其中“200”为每次出车平均费用，“10”为每月平均减少去现场的故障次数，“12”为12个月。

经过以上分析，每个变电站一年可节省8.55+2.4=10.95万元。

4 结语

变电站设备精细化管理系统通过对变电站的实施，一方面为运维管理部门对设备的管理提供相关数据，支撑起变电站设备运维管理的工作，消除线路过载的隐患。另一方面为技术创新项目的实施总结经验，从而可产生多方面的效益。

参考文献

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[2]李晶，程明.无人值守变电站设备管理信息系统的研究[J].哈尔滨师范大学自然科学学报，2007，23（4）：46-47.

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