莊佩佩 李佳佳 張穎

摘要：在變電站中，運(yùn)檢技術(shù)十分復(fù)雜，并且工作量較大。傳統(tǒng)的運(yùn)檢方式由于設(shè)備與技術(shù)落后，無法保證高精度，而在變電站運(yùn)檢過程中運(yùn)用三維可視化技術(shù)，能夠創(chuàng)建出與變電站相符合的全景圖像?；诖?，文章詳細(xì)分析了三維可視化的圖像展示的重要作用，并提出具體創(chuàng)建三維圖像的方式以及三維立體的運(yùn)檢方案，以此為運(yùn)檢工作人員提供高效的檢修方式與人員管理辦法。

關(guān)鍵詞：三維可視化;變電站;運(yùn)檢技術(shù)

引言：隨著科技不斷進(jìn)步，目前，變電站的設(shè)備不斷優(yōu)化改進(jìn)，自動化性能越來越高，新型設(shè)備不斷應(yīng)用到變電站中，對于變電站設(shè)備的運(yùn)行檢修安全管理十分重要，在此情況下，需要工作人員具有較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)知識，而運(yùn)用三維可視化圖像技術(shù)進(jìn)行變電站的運(yùn)檢工作，可以大幅度增強(qiáng)工作效率。在三維立體的圖像中，運(yùn)檢人員能夠隨時了解變電站設(shè)備的實(shí)時參數(shù)變化，明確設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

1三維可視化圖像的重要作用

傳統(tǒng)的變電站數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)主要是運(yùn)用字牌、組態(tài)接線圖等辦法，將變電站的實(shí)際數(shù)據(jù)展示給工作人員，進(jìn)而讓工作人員了解變電站的實(shí)際運(yùn)行情況。不過變電站的各類設(shè)備不斷變多，各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息成倍數(shù)提升，導(dǎo)致一個界面堆積過多的數(shù)據(jù)信息，工作人員無法及時了解出現(xiàn)問題的數(shù)據(jù)信息，需要在龐大的數(shù)據(jù)中逐步尋找存在問題的數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成運(yùn)檢工作。而三維可視圖像中，運(yùn)檢工作人員可以根據(jù)與變電站現(xiàn)場相同的三維模型，及時發(fā)現(xiàn)問題信息，快速進(jìn)行處理。

此外，三維可視化圖像還有以下幾點(diǎn)重要作用：第一，在三維圖像中，工作人員可以定位到具體出現(xiàn)問題位置，促使檢修工作人員精確定位檢修。第二，三維變電站圖像主要以空間為主體，直觀呈現(xiàn)給人們，這與人們由雙眼感知的三維世界相一致，可以讓大部分工作人員簡單明確三維圖像中的變電站實(shí)際情況。第三，在三維可視化圖像中，能夠通過不同的反映展示出變電站的實(shí)際變化情況，例如：閃爍、熱點(diǎn)、粒子效果等，在這些的效果變化下，運(yùn)維人員可以更為直觀的重點(diǎn)關(guān)注這些區(qū)域，明確變電站出現(xiàn)的變化情況。因此，三維可視化圖像運(yùn)檢方式是未來變電站運(yùn)檢主要趨勢，對運(yùn)檢工作發(fā)揮著十分重要作用。

2變電站三維可視化圖像的創(chuàng)建方式

2.1硬件設(shè)施

變電站開展三維可視化圖像進(jìn)行運(yùn)檢工作，硬件設(shè)施通常需要以下幾種：第一種，用來存儲采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，其中包括變電站的歷史數(shù)據(jù)以及實(shí)時數(shù)值、GIS系統(tǒng)與三維模型系統(tǒng)。第二種，應(yīng)用服務(wù)器，其為三維設(shè)備狀態(tài)服務(wù)，以及對運(yùn)檢人員定位、自動化大數(shù)據(jù)分析、全局管理等各項(xiàng)進(jìn)行服務(wù)。第三種，接口服務(wù)器，主要是在當(dāng)前業(yè)務(wù)系統(tǒng)中提取出所需要的數(shù)據(jù)信息接口信息，例如：運(yùn)行數(shù)據(jù)接口、實(shí)時數(shù)據(jù)接口、機(jī)械接口等所有變電站運(yùn)檢需要的數(shù)據(jù)接口，讓各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息都能在三維可視化圖像上全面展示。

其主要創(chuàng)建方式是通過使用有關(guān)設(shè)備對變電站具體情況運(yùn)用激光加以掃描，掌握長度、大小等信息。同時，相機(jī)與無人機(jī)對變電站的全貌圖像采集，進(jìn)而通過三維模型技術(shù)等創(chuàng)建三維模型，并進(jìn)行動畫演示完成后，將其嵌入管控平臺中，在數(shù)據(jù)實(shí)時更新下，開展三維立體信息監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，為了增強(qiáng)展示效果，三維展示還應(yīng)用了精細(xì)化建模技術(shù)，將變電站運(yùn)檢精細(xì)化到每個零件的檢修單元，以此保證運(yùn)檢人員可以直接在三維圖像中明確實(shí)際變電站的問題位置，并指揮維護(hù)人員及時維護(hù)處理。

此外，還要在變電站增加運(yùn)檢監(jiān)控攝像，保證變電站無死角。同時，在分析服務(wù)器的作用下，實(shí)時將攝像的圖像進(jìn)行分析處理，若是視頻內(nèi)容出現(xiàn)變化，而尚未在圖像上發(fā)生告警，需要對攝像頭的實(shí)際情況進(jìn)行分析，分析出攝像變化實(shí)際情況。

2.2軟件系統(tǒng)

三維可視化圖像的軟件系統(tǒng)主要包含以下幾種：第一，基礎(chǔ)軟件設(shè)施。主要是為服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、定位、操作系統(tǒng)提供服務(wù)。第二，起到數(shù)據(jù)支撐的軟件系統(tǒng)，例如：檢修過程記錄、自動化數(shù)據(jù)以及圖像監(jiān)控視頻等。第三，數(shù)據(jù)匯聚處理的軟件，例如：設(shè)備狀態(tài)評估，運(yùn)檢人員定位三維可視化全景模型創(chuàng)建等。第四，各類應(yīng)用型軟件，例如：三維可視化模型全景監(jiān)盤、視頻輔助管控系統(tǒng)、全景變電站設(shè)備狀態(tài)反饋以及檢修演練和人員管控等[1]。

3變電站具體三維可視化圖像運(yùn)檢方式

三維可視化圖像的創(chuàng)建過程中，要深層保證三維可視化圖像與運(yùn)檢實(shí)際工作的關(guān)聯(lián)程度。因此，三維可視化圖像要精細(xì)化到每個具體的檢修零部件上，促使即使再小的零部件出現(xiàn)問題，運(yùn)檢人員都能夠在遠(yuǎn)程及時了解到問題位置，在遠(yuǎn)程引導(dǎo)下，保證檢修人員準(zhǔn)確找到問題位置。三維可視化圖像主要使用BS架構(gòu)，運(yùn)用Web方式，實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)端加載成三維可視化圖像，進(jìn)而可以在遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)察。目前現(xiàn)階段，能夠覆蓋的內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)。

3.1監(jiān)測實(shí)時數(shù)據(jù)

對變電站實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測，主要是在變電站安裝監(jiān)測設(shè)備，其中主要包含以下幾種：變電站的開關(guān)柜測溫、GIS局放、設(shè)備機(jī)械性能以及變壓器油情況，對這些部位監(jiān)測主要運(yùn)用傳感器采集放電情況、溫度測量變壓器油氣體含量標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備的性能變化曲線等，在傳感器的作用下，了解這些設(shè)備實(shí)際情況。傳感器將實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)測設(shè)備，傳輸至三維控制系統(tǒng)，并及時在三維可視化圖形上做出反應(yīng)，讓運(yùn)檢人員了解實(shí)際變化情況。出現(xiàn)問題監(jiān)測系統(tǒng)會在可視化圖像上通過閃爍、放大等變化發(fā)出告警信息，讓運(yùn)檢人員對其給予針對性處理。

3.2輔助數(shù)據(jù)分析

上文提到各類傳感器，其主要是發(fā)揮出輔助監(jiān)測功能效果，在變電站的傳感器主要有以下幾種：遇水、門禁、溫濕度、風(fēng)速、氣體濃度、燈管以及紅外線等傳感器。其安裝在不同的位置上，在發(fā)生問題后，傳感器會發(fā)出信號，輔助控制系統(tǒng)將信號發(fā)送至遠(yuǎn)端三維管控系統(tǒng)，系統(tǒng)會結(jié)合發(fā)出信號的ID明確出現(xiàn)問題實(shí)際位置，進(jìn)而在三維可視化模型上展示出傳感器發(fā)出的告警問題。

3.3巡邏機(jī)器巡檢

在變電站中科學(xué)設(shè)置地面軌道使用軌道機(jī)器進(jìn)行運(yùn)檢工作，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人工運(yùn)檢方式，降低人工的工作量，節(jié)約人工成本。機(jī)器設(shè)備根據(jù)設(shè)定的巡檢程序按照軌道路程完成巡檢任務(wù)，通常每天需要進(jìn)行三次巡檢，定時對開關(guān)柜、GIS電器以及各個設(shè)備的保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，并將檢查結(jié)果及時發(fā)送給遠(yuǎn)程三維管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)會根據(jù)巡檢機(jī)器的特定的檢查記錄方式，解析出具體的設(shè)備指示燈、開關(guān)情況、設(shè)備儀表的數(shù)值以及各種檢查結(jié)果。并對及時反饋到三維可視化圖像上，對存在異常的數(shù)據(jù)使用特殊方式在圖像上告警顯示，實(shí)時反饋巡視異常，促使運(yùn)檢人員及時做出處理[2]。

3.4視頻變化分析

視頻監(jiān)控主要是在需要監(jiān)控的位置安裝監(jiān)控設(shè)備，全面監(jiān)控設(shè)備儀表的數(shù)值、出現(xiàn)在變電站的異物，外部人員闖入、以及工作人員是否佩戴防護(hù)裝備，車輛與設(shè)備漏油等問題，若是監(jiān)控裝置發(fā)現(xiàn)異常變化會進(jìn)行拍照，并將照片與監(jiān)控具體位置反饋到三維圖像上，告警展示具體位置。運(yùn)檢人員根據(jù)實(shí)際情況做出處理。

結(jié)束語：綜上所述，變電站設(shè)備日益更新，傳統(tǒng)運(yùn)檢方式無法滿足設(shè)備要求以及工作效率，近幾年，各種遠(yuǎn)程自動化數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸發(fā)展逐漸完善，應(yīng)用效果較為突出。將三維可視化圖像技術(shù)應(yīng)用在運(yùn)檢過程中，可以對變電站的實(shí)際情況遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控，大幅度減少工作人員到往現(xiàn)場往返的工作量，是變電站未來運(yùn)檢工作的主要發(fā)展趨勢之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉永亮，牟磊，陳先凱，等.基于三維可視化的變電站運(yùn)檢技術(shù)研究及應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020，v.28;No.724（26）：34+36.

[2]王國平，徐正清，周邵亮，等.變電站運(yùn)檢業(yè)務(wù)立體可視化管控技術(shù)研究與開發(fā)[J].電工技術(shù)，2021（14）：3.