基于智能感知的变电站运维系统分析

文章

摘 要：通过智能检查系统的建立和运行以及“大云物移智”新技术的深度应用，变电站设备智能感知系统的综合高精细视频监控、智能巡检机器人、在线监控、移动监控等多种技术融入变电站设备的维护中实现变压器设备的智能感知。通过科学制定设备循环检查方案，设备状态在可见光和红外温度测量、定期检查和在线监测、定点监测和移动监测、实时数据和趋势分析等多方面相互验证，相互渗透充分融合后，在变电站初步形成了具备全方位多维的智能感知系统。为公司智能检查的发展提供了新的技术平台和管理构想。

关键词：智能感知;变电站;运维系统;分析

1 关键技术

目前，变电站设施状态智能传感系统主要基于高清视频监控系统、智能巡检机器人、SF6、气体压力实时监测系统、移动红外热成像系统等技术。与此同时，视频监控系统用于监控远程设备的外观，并对机器人进行检查，确认室外仪表和设备的位置。在给定的时间段内进行红外探测，并且SF6气体压力实时监测系统实时开启。腔体压力的固定点和移动红外热成像系统实现了对异常或缺陷器件温度的实时检测，其中有些技术侧重点不同，缺乏互补性，并随着科技的进步而不断延伸。

2 智慧变电站辅助设备监控系统

2.1智慧变电站辅助设备监控系统的基本结构

辅助设施监控系统的建设有助于实现变电站的无人值守。互补式监控系统的基本结构主要由主机、工作站、停检网络、巡检机器人主机、视频监控主机、智能分析单元、本地模块等组成，系统在线监控巡检机器人与监控系统相连的过程。主视频监视器的主要特点是：辅助设备监控系统工作站实现图形界面标准化显示、操作监控、操作控制等人机交互功能。视频监控主机在系统配置上分为四个方面，进而实现了工业摄像机的数据访问、操作控制和操作控制等功能。与功能相关的视频监视（红外摄像机），例如传送服务，可以监视主要设备的局部加热状态等，并且可以根据图像分析算法检测一些设备的常规检测;关闭辅助设备运行检查网络，实现两段变电所辅助设备信息接收、运行控制信息传递等功能。本地模块负责照明控制、安全防范、环境监测、SF6监测数据访问处理等辅助设备的在线监测。本地模块采用本地放置或区域集中放置，直接干扰辅机监控系统主体，关闭辅机运行检查网络。当本地模块断电时，监控系统通过测量设备识别通信中断并监控数据。智能锁控直接与辅助监控系统本体的停止和辅助运行检测网络进行交互，有效降低了故障风险，并导致二次柜故障。最后，消防专用运输单位负责变电站火灾报警、消防设备等消防设备的数据接入处理。

3 智慧变电站监控子系统智能联动技术

3.1智慧变电站内智能联动的技术实现方式

智慧变电站内的智能连锁分为两个主要单元：主设备监控系统、二次控制子系统/视频监控系统、分控制系统和二次控制子系统/视频监控系统。在智能变电站的智能连锁控制策略设计中，必须考虑电力系统网络安全分区的特殊需要，防止某些连锁所需的信息。

受网络安全分区的限制，可以看出主设备监控和二次子系统/视频监控系统只干扰单向信息流。主设备监控系统通过防火墙与辅助设备监控系统通信，采用DL/t634.5104-2009协议或UDP协议。主设备监控系统向辅助设备发送信息，包括一台设备的遥控预置、位移信号、无电报警信号、总报警信号和单台设备熔断后的保护动作断路器信号。同时，布置在安防二区的二级控制子系统之间的联动可直接与信息交互，连锁功能更为方便，但二次控制子系统与视频监控系统之间的联动是信息单向传输仍然是可能的。在智能连锁过程中，辅助设备监控主机通过前向分离设备与视频监控主机单向通信，采用UDP协议。从辅助设备监控主体发送给视频监控主机的连锁信息中，主要设备的遥控预置、位移、无电报警信号、保护动作跳接信号等主要设备信息，对照明设备的遥控，而远至两部分辅助设备信息如远程氧气在线监测报警信号、总报警信号融合后的辅助设备。

3.2智能变电站监控子系统联动功能

为了明确各子系统之间的连锁关系，本文提出了一种典型智能变电站的智能句法控制方案。随着智能变电站技术的进一步发展，各监控系统之间的连锁关系更加完善。

同时，主设备监控系统与视频监控、机器人、灯光控制、在线监控等子系统相连。该类连锁事件由主设备的遥控预置、主设备的位信号、主设备监控系统的报警信号触发，事件的视频预览和视频进一步与预置的视频预置或循环机器人同步，采集并记录相关设备的在线监测数据。主设备监控系统和照明控制系统之间的连接主要用于记录相关摄像机。

4 智能感知的变电站运维系统的应用

4.1变电站设备常态化感知

在正常情況下，利用高清视频监控系统的高视角和无死角特性，常规的循环检测可以检测出难以事先掩盖的隐藏缺陷。此外，高清视频监控系统还与站房内的事件相关联，如断路器跳变、反向放电、一台设备的检查操作或继电保护装置的操作。相机通过将其调整到先前的位置来自动感知信息。通过智能行走机器人对可见光、红外线等检测设施进行检测，可以对室外变电所的设施进行全时段的志愿检测，并可定期对工作台和设备的读数进行红外线测温。瓦斯压力实时监测系统能实时监测各变电所的变电所瓦斯压力，当现场值达到设定的报警值时报警，并且得到的相关环境条件等结果能很好地配合无人值班变电所后现场设备的瓦斯压力监测要求。

4.2设备状态感知信息后台大数据分析

利用通信技术将多个传感模块采集的数据实时传输并自动分析到后台云上，实现数据的自动采集、人机信息的自动交互、设备状态的实时掌握、异常状态的报警和评估。实现了辅助诊断等功能，全面提高了设备状态的控制能力，通过生产数据（历史倒推）和设备状态监测大数据（实时采集）的综合统计分析，进行状态趋势预测。在大量检测数据的基础上，构建了最先进的全状态信息模型，实现了基于数据驱动的基于规律的检测。自动采集、全面分析、自动预警、多源多量数据的自动诊断。

4.3科学提升巡检效率，节约运行成本

近年来，增加变电站数量，提高巡检效率显得尤为重要。对于具备远程检测条件的变电站，运行维护人员可以利用在线监测、视频监控、调度信息系统、智能测试机器人等系统进行远程检测。同时，可以科学调整检验周期，大幅度降低现场检验成本和成本，减少现场检验工作量，减轻现场检验压力;同时，还可以监视重要的状态量，如油的位置和油温。

4.4实现对设备多维度的状态感知

根据不同模块的优缺点，实现了可见光和红外测温、定期监测和在线监测、定点监测和移动监测，将变电站设备的实时数据与趋势分析相结合，相互验证，实现设备的多维状态感知，形成运维资源的自动分析、配置建议和科学调配，实现设备的自动化管理。

结束语：变电站设备状态智能传感系统的研究，是为了缓解系统中工作量增加与人员短缺的矛盾。同时，提高了变电站设备状态的控制能力。通过几年的努力，我们重点从远程管理支撑、创新和建站实践三个方面进行了探索。虽然取得了阶段性成果，但仍有必要在广泛的范围内推广和深入应用。

参考文献：

[1]吕学平， 潘良煜， 侯俊飞，等. 基于光纤光栅传感技术的智能刀闸接触状态监测系统试验研究[J]. 电气制造， 2013（1）：60-61.

[2]马德春. 智能变电站远程综合监控管理系统[J]. 内蒙古石油化工， 2012（7）：46-47.

（国网重庆市电力公司长寿供电分公司，重庆 长寿 401220）