葉海峰 宋祥春 陳存林 張煒 劉路登 李順 李有亮

摘 要：變電站三維實景的檢修預演平臺，是為了提高電力檢修推演過程實景化、精細化、可視化程度以及安全防護水平而研發(fā)的。它是基于變電站三維實景的檢修推演平臺，通過融合空間測量、吊車/登高車/卡車作業(yè)、設備拆卸吊放、設備裝配、安措布置等功能，提供基于整個三維實景的變電站檢修過程全程精細推演。變電站三維實景的檢修預演平臺實現(xiàn)了變電站檢修點危險點的推演、檢修安措的預演和吊車作業(yè)的預演。變電站三維實景的檢修預演平臺可用于檢修人員真實場景的模擬培訓、檢修方案的可視化制定、檢修操作過程的逼真預演，它可以提高變電站檢修操作的人員及設備的安全性，從而為變電站安全運行提供了有效的安全保障。

關鍵詞：變電站 三維 檢修預演

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0035-02

1 平臺應用背景

變電站是我國電力系統(tǒng)重要的組成部分，變電檢修是對電力系統(tǒng)的可靠性進行一次預防性檢測與維護。變電檢修工作存在一定的安全問題，有可能對檢修工人和生產設備造成嚴重威脅。

電力系統(tǒng)檢修過程的復雜性以及過程管控的安全性要求對檢修過程的計劃管理、作業(yè)方案、施工順序、風險管控等方面提出了更精細化的要求。傳統(tǒng)的計劃性管理方式在精細化、安全性、可視化方面存在以下不足。

（1）檢修方案主要以開票、文檔形式開展，缺乏空間實景支撐，方案的制定與實施對人員經驗依賴性較強，效率不高且存在人因失誤風險。

（2）檢修過程主要以簡要文字描述為主，難以對具體設備、具體動作形成精細化推演或說明，方案的現(xiàn)場指導性有待提升。

（3）缺乏與檢修過程具體動作精確匹配的風險點管控措施，對檢修過程的風險管控與防范上不夠精細。

基于三維實景的檢修推演解決方案，通過融合空間測量、吊車/登高車/卡車作業(yè)、設備拆卸吊放、設備裝配、安措布置等功能，提供基于整個三維實景的變電站檢修過程全程精細推演，支持人員培訓、可視化方案制定、過程模擬和風險管控，提高檢修推演過程實景化、精細化、可視化程度以及安全防護水平。

2 平臺預演具體內容

2.1 平臺上對變電站檢修點推演危險點預測、預控、預防

變電檢修工作的場地是安全問題的一個重要來源。工作場地所具有的高空、帶電等特點對工作人員人身安全產生巨大威脅。在檢修的工作場地，很多設備是帶電的，有的甚至電壓很高。如果發(fā)生失誤，檢修工作將會嚴重威脅員工的生命安全。變電檢修工作需要根據電網運行中存在的不安全因素，事先做好風險的防范工作。提高變電工作人員對工作中危險點的分析能力。在檢修工作過程中，員工要對變電站的危險點進行分析，將危險扼殺在萌芽狀態(tài)。對現(xiàn)場危險點進行預測、預控、預防，只有防范措施到位，提高控制現(xiàn)場的能力和水平。

基于變電站三維實景的檢修預演平臺可以實現(xiàn)在逼真場景中進行對危險點的預測、預演，繼而實現(xiàn)在現(xiàn)場作業(yè)時有效地預防、預控。

（1）基于精確坐標的三維激光點云建模技術，1∶1真實還原變電站場景，場景中的每一個電氣設備均有精確的空間坐標。

（2）為電力系統(tǒng)定制的三維引擎與實景建模技術進行無縫融合，通過系統(tǒng)下發(fā)的指令，反向定位三維場景中的電氣設備，直觀地展現(xiàn)設備所處場景位置和外觀，以及直觀地了解設備周邊環(huán)境。

（3）平臺中任意點與周邊帶電設備精確測距。

2.2 在平臺上進行變電站檢修安措預演

現(xiàn)場檢修時要做大量的臨時圍欄，而且檢修人員進行檢修時，人員分散，設備分散，不利于管理和監(jiān)護。在基于變電站三維實景的檢修預演平臺可以對各種停電模式下的圍欄的使用進行預演，可以設計出最直觀最合理的安措方案，使得現(xiàn)場人員能清晰地圍出停電范圍，確?，F(xiàn)場人員安全。

平臺還支持在場景中布置標識牌、圍欄等安全措施，支持從場景中調取安措布置方案。調取預先導入的預設安措方案后，所調取的安措方案中的內容融入當前三維場景。

安措布置可以與設備吊裝/吊放過程相結合，包括拆除設備/部件的圍護與標識、預先進場設備/部件的圍護等等。

場景中的所有安全措施均可在左側列表中集中顯示，支持從列表到三維場景的快速定位。

（1）將所有安措所用的工器具建模（圍欄、紅幔布、在此工作牌、警示牌、警示帶）。

（2）所有安措模型添加好之后，可以將做好的安措導出圖片（或有分享鏈接），以便將正確的安措情況傳達給相關執(zhí)行人員。

2.3 吊車作業(yè)

變電站的現(xiàn)實場地能否進行吊車作業(yè)，可以在平臺中進行完全模擬。平臺支持5種測量模式，包括手動測距、對地測距（測量對地高度）、角度測距（三點角度測量法）、設備測距、模擬作業(yè)。模擬預演在三維場景中可添加吊車等大型工器具，進行現(xiàn)場模擬作業(yè)仿真，在場景中可任意調整吊車的位置，吊臂的伸展，角度的調整，對現(xiàn)場模擬作業(yè)距離等因素進行精確評估。

①平臺車輛庫中分為登高作業(yè)車、吊車和載重卡車，場景中可調用多臺多型車輛。支持基于三維場景的登高車、吊車、載重卡車的模擬作業(yè)，包括從車輛庫中調取車輛模型、在三維場景的車輛進退轉彎等操作、吊車臂/作業(yè)平臺操作、空間距離檢測。場景中放入、刪除車輛后，車輛列表中同步更新，點擊具體車輛可快速定位至以該車輛為中心的三維場景，同時調取該車輛的操作面板。

②吊裝作業(yè)時，在吊車到位后，可執(zhí)行自動到位將吊臂自動精確移動至起吊點上方，點擊起吊后，吊鉤自動放下并與設備/部件掛接，自動吊起，然后可基于車輛操作面板進行下一步支持車輛作業(yè)的第一觀察視野（無操作，僅觀察）。

③支持設備的吊裝與吊放，包括對設備整體和部件的吊裝、吊放全過程模擬。吊裝過程中，支持全場帶電狀態(tài)的直觀展示與帶電狀態(tài)的設置。對于起吊、吊放的末段過程的吊臂精確到位，可通過算法自動實現(xiàn)。對設備/部件吊起過程中，可以實時通過地面投影判斷是否滿足吊放條件。

3 平臺應用意義

隨著變電站智能化的程度越來越高，越來越多的變電站實現(xiàn)無人值守，檢修人員對變電站的實景情況越來越陌生。變電站三維實景平臺是將最新的三維空間坐標實景彩色點云激光雷達掃描技術引入電網設備管控中，打造電網感知融合智能生態(tài)圈，建立交互性好、即視感強，沉浸式、真實精確的電網三維實景智能平臺?；谧冸娬救S實景的檢修預演平臺為變電站運維尤其是變電站檢修人員、管理人員人力不足、日常巡檢內容多、頻率高、作業(yè)勞動強度大提供了有效的解決方案。

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