电气设备智能运检技术推动石化检修模式变革的探索

邢 勐,胡海燕

(1.中国石化炼油事业部，北京 100105 2.中国石化青岛安全工程研究院，山东青岛 266071)

1 实施背景

石化企业向大型化、集约化发展，装置长周期运行时间由4年一修向5年一修转变，对供电系统的可靠性要求越来越高，生产过程中一旦发生突然断电、系统“晃电”等情况，将引起装置大面积非计划停工，造成重大经济损失。鉴于目前石化电气设备的管理水平、传统的定期停电试验为主的检修方式已不能满足装置安、稳、长、满、优的高要求[1]。因此，在电气设备不停电的情况下开展带电检测、状态监测实现状态检修，是解决这些制约发展问题的必然选择。随着电网的数字化转型及智能电网的建设，电气设备智能化成为发展重点[2，3]。

2019年，中国石化编制了《电力设备状态检测及预防性试验规程》、《炼化企业电气预防性维修策略》，基于声、光、电、化学分析、机械特性的多种电气设备状态监(检)测技术纳入规程，要求各企业定期开展电气设备带电检测工作，鼓励建设变电站状态监测示范站，全面推进中国石化电气设备状态检修。

然而，目前中国石化各企业设备维保人员在状态监(检)测、故障诊断、数据管控方面缺乏经验，亟需以智能化为方向，推动大数据、云诊断、物联网、移动通讯、智能传感器(以下简称“大云物移智”)等现代信息通信技术与电气设备传统运检业务深度融合，加快中国石化智能运检体系建设，引领石化电气技术及管理变革，推进数字化转型。

2 实施内容

以实现石化装置供电系统更安全、运检更高效为目标，以设备完整性管理体系及企业规程、通讯规约等标准体系为纲领，以电气设备状态监(检)测、预防性试验与大数据、云计算、物联网、移动互联、智能传感器、人工智能等信息化技术深度融合为主线，以6kV及以上架空线路、气体绝缘组合电器(以下简称GIS)、高压电缆、高压开关柜、变压器等关键电气设备实现智能运检为突破口，以电气设备智能运检管控中心创建为技术保障，以电气设备智能运检管控平台搭建为手段，全面建设中国石化电气设备智能运检体系，全力推进电气设备状态检修，推动电气设备从“事后应对”向“事前防范”转变、“传统人工经验”向“数据智能驱动”转变、“分散现场管控”向“集约远程诊断”转变，引领中国石化电气设备运检管理模式变革，大力支撑中国石化设备完整性建设[4，5]。

2.1 从“事后应对”向“事前防范”转变

突破电气设备传统运检模式，全力推进各企业关键电气设备开展红外、紫外、局部放电、超声、油中溶解气体等状态监(检)测技术应用，使电气设备从传统停电试验的检修方式向“状态监(检)测+预防性试验”结合(1+1>2)的运检模式转变，全面提升设备健康诊断水平。

全面推进电气设备状态监(检)测及智能运检，可实现设备故障早期诊断，提升供电系统可靠性[6]。

a) 基于物联网技术，规范电气设备全生命周期台账管理。利用RFID 卡等物联网技术，与EM设备管理系统进行无缝衔接，建立与设备本体一体化、终身化、唯一性的电子身份识别标签，开展电气设备智能运检全过程应用，夯实电气设备精准识别及智能化管理的物理基础。

b) 推进电气设备带电智能检测终端设备的配备及应用，实现设备快速初检，大幅提高运检效率。积极推进基于RFID技术的电气设备多功能合一(特高频、高频、暂态地电压、超声、红外等功能集成)智能移动巡检终端应用，科学合理地制定巡检计划，丰富带电检测技术手段，执行标准化带电巡检作业，实现电气设备定期巡检管理、人员到位管理和设备缺陷预知检修。

c) 鼓励风险较大的电气设备采用成熟的状态监测技术，实现关键状态参量实时感知、设备缺陷早期预警。鼓励企业关口变电站架空进线、GIS、主变压器、高压电缆等安装红外、局放、油色谱等技术成熟的智能状态监测装置，实现设备运行状态实时监控、缺陷智能识别及故障早期自动告警。

d) 大胆尝试无人机巡线、变电站巡检机器人、配电室轨道机器人等智能巡检新技术应用，逐步减少人工巡视直至完全改变传统巡检方式[7]。立足于实际需求，特别是山区偏远的线路、变电站，从安全、效率、经济性多方面考虑，构建“无人机+机器人+人工巡检”相结合的立体巡检模式，提升供电系统可靠性。

2.2 从“传统人工经验”向“数据智能驱动”转变

“大云物移智”与电气设备运检业务深度融合，构建设备缺陷自动诊断、专家远程在线会诊、运维智能辅助决策的智能运检体系，全面提升运检智能化、数字化水平。

2.2.1构建电气设备智能运检全过程标准体系

立足检测、评价、检修、管理等电气设备运检全过程，以架空线路、变压器、GIS、高压电缆、开关柜等关键电气设备智能运检为重点，不断健全运检各个环节的管理要求，包括管理办法、带电检测技术导则、状态监(检)测数据上传通讯规约、缺陷及风险管理职责等，夯实运检管理基础，强化管理制度保障，逐步建立运检数据的统一归口管理及维护，解决数据离散存放、信息孤岛等突出问题，实现设备运检一体化、规范化、标准化，保障运检质量和效率提升。

2.2.2构建电气设备智能运检动态监测预警体系

a) 综合运用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等信息技术，构建电气设备运检业务的RFID电子标签识别、信息自动采集、标准化自动传输、设备缺陷智能诊断、故障告警推送、专家远程会诊的实时动态监测预警体系[8]。

b) 建设系统内统一的电气设备智能运维管控数据平台，基于声、光、电、化学分析、机械特性等状态监(检)测数据，结合设备预防性试验数据，融合多源信息，建立架空线路、变压器、GIS、高压电缆、高压开关柜等一体化状态诊断及绝缘劣化分析模型，以更全面地评价模型评估及预测设备的健康状态。

c) 融合海量视频、图形、图谱、数据等多源信息，在数据挖掘的基础上，综合运用图谱模式识别、图像识别、阈值分析、趋势分析、化学成分分析等算法，建立设备预测预警、故障研判等诊断模型，实现基于数据驱动的设备缺陷智能诊断，同时构建专家远程在线会诊，进一步提升设备故障诊断准确性[9,10]。

2.3 从“分散现场管控”向“集约远程诊断”转变

依托系统内的专业研究机构，创建电气设备智能运检技术支撑中心，具备“科研攻关、成果转化应用、大数据平台搭建、监测预警、远程诊断技术支撑、标准起草、标准化作业培训”等七大功能，将逐渐改变传统依靠人力为主的检修方式，推动运维模式，提升运检穿透力，实现运检模式的“四大提升”。

a) 以最小的投资、最大限度地提高资源配置利用率，全面提升运检技术专业化水平。

b) 全面提升电气设备状态检修及智能运检工作推进全过程安全和质量的可控、能控。

c) 以集约化、专业化为方向，通过主动对设备数据进行跟踪、分析、诊断、评价，全面提升运检决策的科学性及穿透力，降低对现场运维人员的专业能力要求。

d) 利用大数据平台实现电气设备智能运检、缺陷实时预警、专家远程诊断，提高设备运检效率。

3 预期效果

3.1 将全面推动石化电气设备状态检修工作，从“事后应对”向“事前防范”变革

电气设备运检业务与“大云物移智”信息化技术全面深度融合，充分利用带电检测、在线监测等技术手段，对设备的运行状况进行监测与跟踪，依托大数据平台实现设备缺陷智能诊断、早期预警，将设备隐患消灭在萌芽状态。

3.2 以电气设备实现智能运检为突破口，将全面提升石化电气智能化水平，推动数字化转型

创建电气设备智能运检技术支撑中心，充分利用其科研攻关、大数据平台、专家远程诊断等技术支撑优势，全面打通中心与各企业纵向信息交互通道，革新传统的运检模式，实现“分散现场管控”向“集约远程诊断”转变、“传统人工经验”向“数据智能驱动”转变。