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摘 要：通過(guò)智能檢查系統(tǒng)的建立和運(yùn)行以及“大云物移智”新技術(shù)的深度應(yīng)用，變電站設(shè)備智能感知系統(tǒng)的綜合高精細(xì)視頻監(jiān)控、智能巡檢機(jī)器人、在線監(jiān)控、移動(dòng)監(jiān)控等多種技術(shù)融入變電站設(shè)備的維護(hù)中實(shí)現(xiàn)變壓器設(shè)備的智能感知。通過(guò)科學(xué)制定設(shè)備循環(huán)檢查方案，設(shè)備狀態(tài)在可見(jiàn)光和紅外溫度測(cè)量、定期檢查和在線監(jiān)測(cè)、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析等多方面相互驗(yàn)證，相互滲透充分融合后，在變電站初步形成了具備全方位多維的智能感知系統(tǒng)。為公司智能檢查的發(fā)展提供了新的技術(shù)平臺(tái)和管理構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：智能感知;變電站;運(yùn)維系統(tǒng);分析

1 關(guān)鍵技術(shù)

目前，變電站設(shè)施狀態(tài)智能傳感系統(tǒng)主要基于高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡檢機(jī)器人、SF6、氣體壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)紅外熱成像系統(tǒng)等技術(shù)。與此同時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)控遠(yuǎn)程設(shè)備的外觀，并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行檢查，確認(rèn)室外儀表和設(shè)備的位置。在給定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行紅外探測(cè)，并且SF6氣體壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)開(kāi)啟。腔體壓力的固定點(diǎn)和移動(dòng)紅外熱成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)異?；蛉毕萜骷囟鹊膶?shí)時(shí)檢測(cè)，其中有些技術(shù)側(cè)重點(diǎn)不同，缺乏互補(bǔ)性，并隨著科技的進(jìn)步而不斷延伸。

2 智慧變電站輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

2.1智慧變電站輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

輔助設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)有助于實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值守?；パa(bǔ)式監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)主要由主機(jī)、工作站、停檢網(wǎng)絡(luò)、巡檢機(jī)器人主機(jī)、視頻監(jiān)控主機(jī)、智能分析單元、本地模塊等組成，系統(tǒng)在線監(jiān)控巡檢機(jī)器人與監(jiān)控系統(tǒng)相連的過(guò)程。主視頻監(jiān)視器的主要特點(diǎn)是：輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)工作站實(shí)現(xiàn)圖形界面標(biāo)準(zhǔn)化顯示、操作監(jiān)控、操作控制等人機(jī)交互功能。視頻監(jiān)控主機(jī)在系統(tǒng)配置上分為四個(gè)方面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)、操作控制和操作控制等功能。與功能相關(guān)的視頻監(jiān)視（紅外攝像機(jī)），例如傳送服務(wù)，可以監(jiān)視主要設(shè)備的局部加熱狀態(tài)等，并且可以根據(jù)圖像分析算法檢測(cè)一些設(shè)備的常規(guī)檢測(cè);關(guān)閉輔助設(shè)備運(yùn)行檢查網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩段變電所輔助設(shè)備信息接收、運(yùn)行控制信息傳遞等功能。本地模塊負(fù)責(zé)照明控制、安全防范、環(huán)境監(jiān)測(cè)、SF6監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)處理等輔助設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)。本地模塊采用本地放置或區(qū)域集中放置，直接干擾輔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主體，關(guān)閉輔機(jī)運(yùn)行檢查網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)本地模塊斷電時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量設(shè)備識(shí)別通信中斷并監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。智能鎖控直接與輔助監(jiān)控系統(tǒng)本體的停止和輔助運(yùn)行檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，有效降低了故障風(fēng)險(xiǎn)，并導(dǎo)致二次柜故障。最后，消防專用運(yùn)輸單位負(fù)責(zé)變電站火災(zāi)報(bào)警、消防設(shè)備等消防設(shè)備的數(shù)據(jù)接入處理。

3 智慧變電站監(jiān)控子系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)技術(shù)

3.1智慧變電站內(nèi)智能聯(lián)動(dòng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式

智慧變電站內(nèi)的智能連鎖分為兩個(gè)主要單元：主設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、二次控制子系統(tǒng)/視頻監(jiān)控系統(tǒng)、分控制系統(tǒng)和二次控制子系統(tǒng)/視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在智能變電站的智能連鎖控制策略設(shè)計(jì)中，必須考慮電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全分區(qū)的特殊需要，防止某些連鎖所需的信息。

受網(wǎng)絡(luò)安全分區(qū)的限制，可以看出主設(shè)備監(jiān)控和二次子系統(tǒng)/視頻監(jiān)控系統(tǒng)只干擾單向信息流。主設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)防火墻與輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通信，采用DL/t634.5104-2009協(xié)議或UDP協(xié)議。主設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)向輔助設(shè)備發(fā)送信息，包括一臺(tái)設(shè)備的遙控預(yù)置、位移信號(hào)、無(wú)電報(bào)警信號(hào)、總報(bào)警信號(hào)和單臺(tái)設(shè)備熔斷后的保護(hù)動(dòng)作斷路器信號(hào)。同時(shí)，布置在安防二區(qū)的二級(jí)控制子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)可直接與信息交互，連鎖功能更為方便，但二次控制子系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)是信息單向傳輸仍然是可能的。在智能連鎖過(guò)程中，輔助設(shè)備監(jiān)控主機(jī)通過(guò)前向分離設(shè)備與視頻監(jiān)控主機(jī)單向通信，采用UDP協(xié)議。從輔助設(shè)備監(jiān)控主體發(fā)送給視頻監(jiān)控主機(jī)的連鎖信息中，主要設(shè)備的遙控預(yù)置、位移、無(wú)電報(bào)警信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作跳接信號(hào)等主要設(shè)備信息，對(duì)照明設(shè)備的遙控，而遠(yuǎn)至兩部分輔助設(shè)備信息如遠(yuǎn)程氧氣在線監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)、總報(bào)警信號(hào)融合后的輔助設(shè)備。

3.2智能變電站監(jiān)控子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能

為了明確各子系統(tǒng)之間的連鎖關(guān)系，本文提出了一種典型智能變電站的智能句法控制方案。隨著智能變電站技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，各監(jiān)控系統(tǒng)之間的連鎖關(guān)系更加完善。

同時(shí)，主設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控、機(jī)器人、燈光控制、在線監(jiān)控等子系統(tǒng)相連。該類連鎖事件由主設(shè)備的遙控預(yù)置、主設(shè)備的位信號(hào)、主設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)觸發(fā)，事件的視頻預(yù)覽和視頻進(jìn)一步與預(yù)置的視頻預(yù)置或循環(huán)機(jī)器人同步，采集并記錄相關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。主設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和照明控制系統(tǒng)之間的連接主要用于記錄相關(guān)攝像機(jī)。

4 智能感知的變電站運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1變電站設(shè)備常態(tài)化感知

在正常情況下，利用高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高視角和無(wú)死角特性，常規(guī)的循環(huán)檢測(cè)可以檢測(cè)出難以事先掩蓋的隱藏缺陷。此外，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)還與站房?jī)?nèi)的事件相關(guān)聯(lián)，如斷路器跳變、反向放電、一臺(tái)設(shè)備的檢查操作或繼電保護(hù)裝置的操作。相機(jī)通過(guò)將其調(diào)整到先前的位置來(lái)自動(dòng)感知信息。通過(guò)智能行走機(jī)器人對(duì)可見(jiàn)光、紅外線等檢測(cè)設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)，可以對(duì)室外變電所的設(shè)施進(jìn)行全時(shí)段的志愿檢測(cè)，并可定期對(duì)工作臺(tái)和設(shè)備的讀數(shù)進(jìn)行紅外線測(cè)溫。瓦斯壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各變電所的變電所瓦斯壓力，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)值達(dá)到設(shè)定的報(bào)警值時(shí)報(bào)警，并且得到的相關(guān)環(huán)境條件等結(jié)果能很好地配合無(wú)人值班變電所后現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的瓦斯壓力監(jiān)測(cè)要求。

4.2設(shè)備狀態(tài)感知信息后臺(tái)大數(shù)據(jù)分析

利用通信技術(shù)將多個(gè)傳感模塊采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸并自動(dòng)分析到后臺(tái)云上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、人機(jī)信息的自動(dòng)交互、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌握、異常狀態(tài)的報(bào)警和評(píng)估。實(shí)現(xiàn)了輔助診斷等功能，全面提高了設(shè)備狀態(tài)的控制能力，通過(guò)生產(chǎn)數(shù)據(jù)（歷史倒推）和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)采集）的綜合統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行狀態(tài)趨勢(shì)預(yù)測(cè)。在大量檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了最先進(jìn)的全狀態(tài)信息模型，實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的基于規(guī)律的檢測(cè)。自動(dòng)采集、全面分析、自動(dòng)預(yù)警、多源多量數(shù)據(jù)的自動(dòng)診斷。

4.3科學(xué)提升巡檢效率，節(jié)約運(yùn)行成本

近年來(lái)，增加變電站數(shù)量，提高巡檢效率顯得尤為重要。對(duì)于具備遠(yuǎn)程檢測(cè)條件的變電站，運(yùn)行維護(hù)人員可以利用在線監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、調(diào)度信息系統(tǒng)、智能測(cè)試機(jī)器人等系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)。同時(shí)，可以科學(xué)調(diào)整檢驗(yàn)周期，大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)成本和成本，減少現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作量，減輕現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)壓力;同時(shí)，還可以監(jiān)視重要的狀態(tài)量，如油的位置和油溫。

4.4實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備多維度的狀態(tài)感知

根據(jù)不同模塊的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光和紅外測(cè)溫、定期監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)，將變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與趨勢(shì)分析相結(jié)合，相互驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的多維狀態(tài)感知，形成運(yùn)維資源的自動(dòng)分析、配置建議和科學(xué)調(diào)配，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化管理。

結(jié)束語(yǔ)：變電站設(shè)備狀態(tài)智能傳感系統(tǒng)的研究，是為了緩解系統(tǒng)中工作量增加與人員短缺的矛盾。同時(shí)，提高了變電站設(shè)備狀態(tài)的控制能力。通過(guò)幾年的努力，我們重點(diǎn)從遠(yuǎn)程管理支撐、創(chuàng)新和建站實(shí)踐三個(gè)方面進(jìn)行了探索。雖然取得了階段性成果，但仍有必要在廣泛的范圍內(nèi)推廣和深入應(yīng)用。

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