变电站智能运检关键技术及应用

变电站智能运检关键技术及应用

摘要：“十三五”期间，电网规模将迎来爆发式增长，电网运行安全性要求也越来越高，依靠人力为主的传统运维检修模式导致运维能力提升有限，已经无法满足

迅猛增长的电网运维工作需求；同时传统的运维检修模式无法实现资源的优化配置，运检资源分配随意性较大，制约了运检效率的进一步提高。通过现代科技提

升变电站运检智能化水平，可有效提升设备可靠性和提高劳动生产率，是提高电

网安全稳定和缓解人力资源紧张的有效手段。

关键词：变电站；智能运检；技术

1运维平台

1.1 在线监视

建立变电站二次系统全景信息模型，应用纤芯自动搜索算法实现虚、实对应

的二次设备全景可视化展示技术，将智能变电站信息数字化、抽象化转变为可视

化的全景模式。在线监视应能实现如下功能：1）对全站二次设备运行工况、通

信状态的实时监视与预警。2）对全站二次设备告警信息、变位信息、压板状态

等各种信息的全景展示。3）对全站二次设备间通信链路状态的实时监视与可视

化展示。4）对全站二次设备虚回路、虚端子的实时监视与可视化展示。5）对保

护装置等间隔层设备温度、电压以及保护遥测的实时监视与展示。6）对保护装

置面板指示灯状态的正确反映。

1.2 状态评估及监视预警

电力二次设备“趋势性 + 损失性”的评价体系和“横向比对、纵向校验”的评价方法，实现智能站二次设备健康状态在线评价，实现“经验评估”向“量化评估”的跨越。趋势性评估方法：是指对装置稳态量的长期监视、记录和分析，反映一段时

间内元件性能的变化趋势，包括采样值精度、开关量一致性、运行及环境温度、

端口光功率、其他自检参数等，超出门槛值预警。损失性评估方法：是指当装置

发生异常告警时，通过对告警信息按类型进行分析和统计，推断故障的具体性质，如严重等级、持续时间、影响范围、最可能的故障位置等，为装置异常缺陷处理

提供辅助决策。

1.3 保护定值管理

针对种类繁多、厂家各异的继电保护装置，能否正确、可靠动作直接关系到

电力系统的安全稳定运行，而继电保护定值的管理显得尤为重要，对于智能变电

站保护定值的管理，应能够正确、可靠地实现定值召唤、定值区切换、定值修改、定值比对等功能。定值召唤应能支持同时通过本地和远方发起的进行定值区号和

任意区定值的召唤，并且能够直观地显示定值名称及相应属性等信息。支持定值

区实时切换，通过选择、返校、执行步骤保证定值切换的正确性。定值修改内容，应能支持同时通过本地和远方发起的对定值进行实时修改，并且能够对单一保护

设备的定值进行批量修改，定值修改后，向所有远端主站发送定值变化告警信号。定值比对功能，应能根据历史数据库保存的最新定值信息与新召唤上来的定值进

行自动或手动对比，当两份定值单不一致时，应触发告警功能，并标识定值不一

致处，以便运行人员进行快速检查、核对。当定值修改后，应能对修改前后的定

值进行自动校对，并对不一致的地方进行明显的标识。

2操作智能化

2.1 隔离开关分合闸状态的“双确认”

敞开式隔离开关在操作过程中的可靠性相比短路器要低，进行操作时需要操

作人员到现场核实隔离开关的真实位置，工作量较大，采用“双确认”技术可提高

对隔离开关位置状态判断的准确性，从而代替操作人员到现场核实隔离开关位置。隔离开关的分合闸状态，通常一路信号来自后台遥信信号（来源于辅助开关），

另一路信号可通过在断路器或刀闸传动机构上安装微动开关来获取，这种“双确认”技术已应用较多，但在刀闸传动机构上安装微动开关仍然属于间接判断刀闸分合

闸位置，不满足安规关于两路信号应该非同源的要求，本文研究刀闸分合闸状态

的直接检测方法，即在触头位置安装压力传感器测量合闸时的压力，通过压力来

直接反映隔离开关的分合闸状态（见图1）。压力传感器同时具有温度测量功能，可用于触头温度的在线监测。

2.2 顺控方案

采取在调度控制中心实现顺控操作的方案：在控制系统中增加一个顺控模块，当需要进行远方顺控操作时，顺控模块调取站端存储的常用操作票，实现一键化

操作，一次性完成多个操作步骤(见图2)。对于常用操作票可固化在系统中，同时也可自行选择各种操作组合成所需要的操作票，操作前能够实现操作过程的自动

模拟和五防的校验。

3巡视智能化

3.1 巡视机器人

采用智能巡视机器人(见图3)提高巡视的智能化水平，可代替大部分人工巡视

工作量，主要具有以下功能：（1）具备可见光探头，能够进行可见光视频录制

和传输，同时具有智能识别系统，能够识别表计读数、刀闸实际位置等；（2）

具备红外探头，能够实现设备的红外测温及过热报警；（3）自动定位功能，根

据需求到达指定位置，如在断路器操作时自动到达相应位置进行监视；（4）具

备声音识别功能，能够识别设备异常声响。

3.2手持智能巡检仪

手持智能巡检仪（见图4），实现了人工特殊巡视和带电检测工作的智能化[5]，主要具有以下功能：（1）具备与国网PMS2.0通信权限；（2）可与红外成

像测温、开关柜局放等带电检测装置实现无缝连接，通过无线网络将带电检测数

据传输至内网智能运检系统，减少人工录入工作量；（3）内预置标准数据记录

模板，方便记录巡视数据；（4）可与红外镜头高度融合，实现红外成像温仪的

小型化。

4检修智能化

4.1 带电检修机器人

带电检修机器人（见图5），带电检修机器人具有如下功能：（1）可夹持带

电作业工具(如遥控扳手、断线钳、压接钳等)，进入狭小空间进行安装、拆卸连

接件，安装引线等带电作业任务；（2）绝缘机械臂可夹持检测设备进入狭小空

间在线检测(如局部放电检测、绝缘子探伤、摄像头等)；（3）可开展绝缘子清扫、喷涂RTV、憎水性检测等带电作业工作。

图7

4.2自愈式发热缺陷处理

记忆合金垫片应用研究，在以螺栓连接的高压导体部位，采用记忆合金制成