鄭敏瑩

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局,廣東 潮州 521011)

1 概述

智能巡視是指通過(guò)覆蓋變電站的搭載不同載體的智能終端，自動(dòng)識(shí)別設(shè)備、儀表的缺陷及異常等信息，利用大數(shù)據(jù)分析及人工智能技術(shù)集中管控終端、自動(dòng)判別推送異常結(jié)果、追溯巡視過(guò)程、獲取歷史巡視信息等，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人化智能巡視目標(biāo)[1-2]。

某220 kV變電站是2000年投入運(yùn)行的大型敞開式變電站，占地面積約3500 m2，分為主變壓器(以下稱主變)區(qū)域(3臺(tái)主變，總?cè)萘?40 MVA)，220 kV高壓區(qū)域(雙母線帶旁路運(yùn)行，共11個(gè)間隔，其中4回線路間隔)，110 kV高壓區(qū)域(雙母線帶旁路運(yùn)行，共15個(gè)間隔，其中8回線路間隔)，10 kV設(shè)備高壓室區(qū)域(包括1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)4段母線)，繼保室區(qū)域(共97個(gè)運(yùn)行中屏柜)以及其他公用設(shè)施區(qū)域。

按2017年工作量計(jì)算，平均每日運(yùn)維工作約需2.5人次完成。按照運(yùn)維規(guī)程以及作業(yè)指導(dǎo)書的要求，梳理運(yùn)維人員巡視工作，包括日常巡視、夜巡、天氣驟冷特巡、保供電特巡、高溫高負(fù)荷特巡、防污閃特巡、防潮特巡、防風(fēng)防汛特巡等，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)手段，分析可以代替運(yùn)維人員巡視的智能化解決方案[3]。

2 技術(shù)分析及改造

2.1 技術(shù)分析

變電站應(yīng)用可見(jiàn)光、紅外線以及各類傳感器(局放、油色譜、容性設(shè)備、AIS)等基礎(chǔ)技術(shù)，采用數(shù)字化儀表或設(shè)備，代替運(yùn)行人員大部分巡視和監(jiān)測(cè)工作[4]。

考慮變電站為典型敞開式，參考配置原則中基于場(chǎng)合的載體方式選擇，采用移動(dòng)載體定期開展巡視工作，室內(nèi)區(qū)域采用固定載體。該變電站最終選擇固定+移動(dòng)的載體方式，即將可見(jiàn)光、紅外線、紫外線以及傳感器等配置于固定載體或移動(dòng)載體上，通過(guò)2種載體配合實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站巡視監(jiān)測(cè)的全覆蓋并進(jìn)行巡視數(shù)據(jù)信息采集[5]。在實(shí)際應(yīng)用中采用移動(dòng)機(jī)器人+固定視頻監(jiān)控+在線監(jiān)測(cè)的方式。

2.2 技術(shù)改造

2.2.1 硬件改造

a.移動(dòng)機(jī)器人巡視

敞開式區(qū)域采用移動(dòng)機(jī)器人巡視，如圖1所示，搭載導(dǎo)航激光雷達(dá)、超聲波避障、高清鏡頭、紅外成像儀以及圖像識(shí)別算法等，可以自動(dòng)定位路線、自動(dòng)避障，完成設(shè)備、儀表的巡視、紅外測(cè)溫、聲音識(shí)別及告警等[6]。

圖1 移動(dòng)機(jī)器人

繼保室在2008年經(jīng)過(guò)綜自改造，部分設(shè)備具備后臺(tái)自動(dòng)告警功能，但由于運(yùn)行年限較長(zhǎng)等原因，不能滿足巡視工作需要。因此在繼保室配置移動(dòng)機(jī)器人，搭載高清鏡頭、自動(dòng)伸縮臂、二維碼定位技術(shù)等，自動(dòng)定位、自動(dòng)避障，實(shí)現(xiàn)對(duì)屏柜及室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)，完成對(duì)壓板、指示燈、空氣開關(guān)以及液晶顯示屏等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)巡視。

b.固定視頻監(jiān)控

室內(nèi)區(qū)域新增高清視頻監(jiān)控，配置相應(yīng)的紅外測(cè)溫及圖像識(shí)別功能，對(duì)室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及紅外測(cè)溫，并通過(guò)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)上送至地區(qū)級(jí)、省級(jí)主站及指揮中心，實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)機(jī)器人的交叉覆蓋巡視[7]。

室外區(qū)域由于移動(dòng)機(jī)器人巡視不能涵蓋全部設(shè)備，因此對(duì)原有的視頻監(jiān)控進(jìn)行升級(jí)改造，在110 kV 區(qū)域采用監(jiān)控云臺(tái)布置，配置紅外高清識(shí)別鏡頭；在220 kV區(qū)域配置云臺(tái)紅外監(jiān)控鏡頭及高清監(jiān)控識(shí)別鏡頭。

c.在線監(jiān)測(cè)

目前應(yīng)用較為成熟的在線監(jiān)測(cè)主要是油色譜、容性設(shè)備、溫濕度微環(huán)境、GIS特高頻局放等在線監(jiān)測(cè)。部分在線監(jiān)測(cè)如AIS 局放監(jiān)測(cè)、主變特高頻局放監(jiān)測(cè)、高壓室環(huán)境局放監(jiān)測(cè)、斷路器柜在線測(cè)溫、鐵芯電流在線監(jiān)測(cè)等技術(shù)應(yīng)用尚不成熟，可小范圍試點(diǎn)探索應(yīng)用[8]。某變電站根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，采用溫濕度微環(huán)境及油色譜在線監(jiān)測(cè)，輔助運(yùn)維人員全方位監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.2 軟件改造

對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人、固定視頻監(jiān)控及在線監(jiān)測(cè)等裝置，配置各自對(duì)應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)并集中數(shù)據(jù)到生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心[9]。

巡視中獲取的終端數(shù)據(jù)包含可見(jiàn)光、紅外線、紫外線等圖像圖片或前端邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)；傳感器傳送的各類在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、聲譜頻譜信息等；數(shù)字化設(shè)備傳輸?shù)母黝愋畔ⅰ＿@些數(shù)據(jù)來(lái)源路徑包括終端直接獲取、自帶后臺(tái)系統(tǒng)獲取、其他系統(tǒng)獲取，公司規(guī)定傳輸路徑的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照公司規(guī)定獲取數(shù)據(jù)；公司沒(méi)有明確規(guī)定傳輸路徑的，按照公司接口數(shù)據(jù)規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式要求執(zhí)行。

3 智能巡視模式及策略

進(jìn)行上述改造后，巡視模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場(chǎng)巡視工作由移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行，運(yùn)維人員作為輔助。

3.1 智能巡視模式

將變電站現(xiàn)有的日常巡視、特殊巡視、專業(yè)巡視全部采用智能巡視，包括移動(dòng)機(jī)器人巡視、固定視頻監(jiān)控、在線監(jiān)測(cè)等，取消運(yùn)維人員巡視。運(yùn)維人員轉(zhuǎn)為進(jìn)行智能巡視的后臺(tái)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析及對(duì)全部設(shè)備的維護(hù)檢修工作等，必要時(shí)開展巡視檢查核對(duì)智能巡視的結(jié)果。

3.2 智能巡視策略

固定視頻監(jiān)控可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無(wú)需針對(duì)不同管控級(jí)別、不同設(shè)備制定對(duì)應(yīng)的運(yùn)維策略。巡視報(bào)告按照實(shí)際工作需要，按月度或設(shè)備的最高級(jí)別周期，自動(dòng)在智能巡視模塊中生成并導(dǎo)出。移動(dòng)機(jī)器人按照完成變電站巡視所需要的最低工作周期為基準(zhǔn)，結(jié)合變電站設(shè)備管控級(jí)別要求開展巡視工作。

移動(dòng)機(jī)器人+固定視頻監(jiān)控對(duì)室外儀表的監(jiān)測(cè)識(shí)別準(zhǔn)確率在90%左右，對(duì)繼保室屏柜的監(jiān)測(cè)識(shí)別準(zhǔn)確率在95%左右。

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站智能巡視系統(tǒng)以移動(dòng)機(jī)器人為核心，細(xì)化了移動(dòng)機(jī)器人對(duì)電力設(shè)備巡視的工作內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)全天候、全方位、全自主智能巡視和監(jiān)控。變電站智能巡視系統(tǒng)有利于提高變電站運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，有效降低運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和變電站的運(yùn)維成本。通過(guò)全面驗(yàn)收及實(shí)際運(yùn)維，智能巡視在無(wú)人值守變電站巡視工作中發(fā)揮了主導(dǎo)作用，建議將變電站智能巡視技術(shù)進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用。