變電站智能運維產品

解決方案

一、一鍵順控產品

1、開關柜視頻識別裝置

為響應國家電網公司“電力物聯網智慧變電站”試點建設思路、《國家電網有限公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》、《變電站一鍵順控改造技術規(guī)范（試行）》（運檢一〔2018〕63 號）文件，文件針對變電站提出了一鍵順控、智能五防、視頻雙確認設備的硬件要求、技術參數、功能、試驗等方面的技術要求以及攻關項目落地實施，本公司開發(fā)研制出一套開關柜視頻識別裝置，該產品適用于監(jiān)控10kV及以上電壓等級開關柜斷路器手車室隔離手車運行狀態(tài)、識別并確認手車工作/試驗位置的到位情況以及電纜室接地開關位置狀態(tài)。各項性能指標完全滿足智慧變電站的運行要求。

產品簡介：該裝置由開關柜視頻識別裝置主機、隔離斷口監(jiān)控攝像機、雙確認測量攝像機、接地開關監(jiān)控攝像機和智慧視覺識別系統(tǒng)，共五部分組成。雙確認測量攝像機安裝在高壓開關柜中間層的手車室，當接收到智慧視覺識別系統(tǒng)發(fā)送的調控指令時執(zhí)行任務，如啟停拍照，并將視頻傳輸至主機；隔離斷口監(jiān)控攝像機同樣安裝在中間層的手車室，用于實時傳輸隔離手車的運行情況；接地開關監(jiān)控攝像機安裝在電纜室，用于監(jiān)控接地開關分合閘位置情況；智慧視覺識別系統(tǒng)安裝于本地主控電腦上，用于在線查看開關柜內動態(tài)，以及發(fā)出定位啟停等指令；主機作為整套系統(tǒng)的大腦，安裝于高壓開關柜上層的儀表室，依據來自雙確認測量攝像機的視頻判斷手車到位情況，并將手車實時位置和到位情況發(fā)送給智慧視覺識別系統(tǒng)并上傳至后臺。

 硬件性能指標

u 智慧視頻監(jiān)控裝置主機參數

表 1.1開關柜視頻識別裝置主機參數

u 攝像機參數

表 1.2 攝像機參數

2、隔離開關雙確認系統(tǒng)

用途：近年來，我國電網經歷了高速發(fā)展，變電站數量大幅增加。傳統(tǒng)的運檢模式已經無法滿足電力生產需求，因此國家電網對“一鍵順控”的關鍵技術開展研究及試點。一鍵順控是指應用自動控制技術、傳感和物聯網技術、狀態(tài)自動識別和智能判斷技術，將繁瑣、重復、易誤操作的傳統(tǒng)人工倒閘操作模式轉變?yōu)椴僮黜椖寇浖A制、操作任務模塊式搭建、設備狀態(tài)自動判別、防誤聯鎖智能校核、操作步驟、鍵啟動、操作過程自動順序執(zhí)行的自動模式。適用于35kV及以上電壓等級變電站的敞開式隔離開關。

實現一鍵順控的關鍵，是實現各類高壓開關位置信號的準確判別。根據《Q/GDW1799.1-2013國家電網公司電力安全工作規(guī)程變電部分》第5.3.6.6條規(guī)定，設備操作后位置檢查應以設備各項實際位置為準，無法看到實際位置時，應通過間接方法，且至少有兩個非同樣原理或非同源的指示同時發(fā)生對應變化、所有已確定指示均同時發(fā)生對應變化才能判定分合閘是否到位，即需要實現開關位置的“雙確認”。

2.1視頻雙確認

產品簡介：本系統(tǒng)采用智能視頻監(jiān)測法，將智能視頻監(jiān)控技術應用于高壓隔離開關中，即采用視頻編解碼技術、圖像智能分析技術、計算機網絡和通信技術等技術方法，研制高壓隔離開關的智能視頻分析系統(tǒng)，對隔離開關狀態(tài)信息進行可視化視頻監(jiān)控，然后，再通過圖像處理手段自動識別出隔離開關的分合閘狀態(tài)。

          通過對隔離開關兩臂設置標識貼，測量分合閘狀態(tài)時標識點的坐標判斷分合閘位置是否到位，并給出開關量信號輸出到一鍵順控主機，實現對隔離開關的一鍵順控雙確認。適用性非常高，安裝簡便。

表1.3 技術指標

 2.2姿態(tài)傳感器雙確認

產品簡介：本系統(tǒng)用于高壓開關設備分合閘時，應用姿態(tài)傳感器在線感知高壓開關設備分合閘運行姿態(tài)，準確測量高壓開關分合閘角度、判別分合閘狀態(tài)，自動上傳至上層網絡系統(tǒng)，作為高壓開關的第二位置判據，是調控一體化的重要數據支撐，提前判斷操作機構及傳動部件的運行狀態(tài)，提高操作可靠性，提升高壓開關操作自動化、智能化水平。適用于35kV及以上電壓等級變電站的敞開式隔離開關。

二、在線監(jiān)測產品

1、無線電力測溫

用途：傳統(tǒng)的溫度測量方式周期長、施工復雜，效率低，不便于管理，發(fā)生故障時要耗費大量的人力物理排查和重新鋪設線纜。而在特定場合下監(jiān)測點分散、環(huán)境封閉或有高電壓，很多測溫方式無法實現測量工作。采用超高頻RFID高精度溫度傳感芯片，利用RFID技術實現的無源無線測溫系統(tǒng)，直接接觸并固定在被測物體表面，可實現實時有效的設備溫度監(jiān)測、數據報警、數據記錄與分析等功能。

產品簡介：主要由無源 RFID 溫度傳感器、無線管理機等構成，可以在大范圍內實現設備溫度的無線監(jiān)測，對設備運行狀態(tài)中的溫度數據進行遠程監(jiān)控和記錄。實時獲取接觸點溫度并上傳至后臺，當檢測到溫度異常時輸出告警信號。適用于10kV以上等級開關柜主回路、變壓器、刀閘等關鍵設備在線測溫，亦適合在高電壓、大電流的環(huán)境中使用。

表2.1 技術指標

2、開關柜局放及溫濕度在線監(jiān)測

用途：適用于10kV及以上電壓等級開關柜內部局部放電和溫濕度在線監(jiān)測。能實時顯示各個監(jiān)測點局部放電數值，確定放電點相對位置，必要時給出報警，及時發(fā)現開關柜的絕緣缺陷。

產品簡介：該產品配置特高頻、超聲波、地電波傳感器，用于獲取高壓電氣設備內部局部放電信號，能實時顯示開關柜內各監(jiān)測點局部放電數值，為評估開關柜設備絕緣、老化水平提供判據；配置溫濕度傳感器，實時采集柜內溫濕度數據。當以上采集到的信號發(fā)生異常時，輸出報警信號并上傳至主機及后臺系統(tǒng)。

功能特點：

1）信號處理功能：傳感器感應到的放電信號，經過降噪處理后，由局放采集器進行信號采集處理，再通過485總線方式將數據上傳至上位機。

2）遠程測量功能：系統(tǒng)將各監(jiān)測單元安裝于開關柜儀表室，在監(jiān)控主機上可通過監(jiān)測軟件實時監(jiān)測各測點的放電信息。

3）實時數據顯示及查詢功能：軟件界面上可以顯示多個測量通道的實時數據，并能查看相關歷史數據等信息。

4）譜圖顯示功能：系統(tǒng)軟件可以對譜圖可以進行設置，方便用戶對數據的診斷。

5）良好的抗干擾功能：系統(tǒng)具有硬件和軟件濾波，大幅度降低背景噪聲影響。

6）報警功能：系統(tǒng)具備實時報警功能及報警查詢功能。

7）平臺對接功能：如有需要，系統(tǒng)具備與其他平臺對接功能。 

表2.2 技術指標

3、真空斷路器機械特性在線監(jiān)測

用途：真空斷路器是電力系統(tǒng)重要元器件之一，但由于機械結構或二次元件等故障原因常引發(fā)非計劃停運，操動機構和傳動系統(tǒng)的故障以及電氣控制及輔助回路的故障是造成斷路器拒動、誤動和特性劣化等故障的主要原因。因此，對斷路器進行機械特性在線監(jiān)測，評估斷路器工作狀態(tài)，是十分必要并且具有良好經濟效益的。

產品簡介：在原有斷路器操動及傳動機構上，通過加裝傳感器以實現對斷路器的機械特性狀態(tài)參量的監(jiān)測。采用弧線傳感技術將數據傳輸至后臺服務器，實時監(jiān)測真空斷路器的分合閘時間、速度、行程，繪制分合閘電流曲線，可診斷斷路器的磨損、老化變形等情況，在線監(jiān)測斷路器健康狀況，達到狀態(tài)評價的效果，對真空斷路器壽命進行有效管理。

可監(jiān)測數據：

● 斷路器分、合閘線圈電流波形

● 斷路器分、合閘時間

● 儲能電機電流

● 儲能時間

● 動作行程波形圖

● 斷路器分合閘狀態(tài)和儲能狀態(tài)

表2.3 技術指標

 產品特點：

1）安全。本方案電流傳感器采用非接觸式安裝，對控制回路本體無影響。電壓監(jiān)測采用裝置內外雙層保護措施，外部有明顯的保護和分斷點。

2）可靠。本方案使用的監(jiān)測裝置，傳感器均通過嚴格的環(huán)境適應性試驗。

3）先進。監(jiān)測上采用分/合閘線圈電流檢測技術；評估上采用波形分析、序列分析、相似性分析、智能分析等方法；應用上采用在線監(jiān)測，自動評估的方式。

三、智能運檢產品

1、智能綜合輔助系統(tǒng)

用途：為實現變電站無人值守改造，公司開發(fā)出變電站智能綜合輔助系統(tǒng)，通過多種生產輔助系統(tǒng)的高度集成，有利于遠方人員對站內狀況的全方位掌控，加強對變電站的日產運行管理，提高監(jiān)管質量和工作效率，降低維護成本。

產品簡介：該系統(tǒng)以實時狀態(tài)采集、智能分析管理、故障即時預警、遠程聯動控制為目標，通過運用物聯網技術、信息采集技術、控制技術、軟件技術等智能技術，依靠現場采集設備+監(jiān)控主機+云端平臺三者結合，構建可視化、可控制、可預防、可管理的維護方式。實現設備測溫、除濕機監(jiān)控、空調監(jiān)控、溫濕度監(jiān)測、入侵檢測、門禁管理、漏水監(jiān)測、六氟化硫監(jiān)測等管理功能。通過安裝智能插座和智能開關，實時監(jiān)視空調、風機、除濕機等設備的運行狀態(tài)，并實現遠程開關機的控制，對各項參數設置多級告警。為變電站的運行狀態(tài)提供準確的分析信息，為維護方案的決策提供技術支持，為異常故障提供高效的告警通知，以此確保電力系統(tǒng)故障能得到及時處理，運維人員及設備安全得到可靠保障。

效益分析

1.安全效益：及時發(fā)現環(huán)境及設備運行隱患，防止越權出入和非法入侵隱患，對違規(guī)操作報警，提高設備安全運行管理；

2.社會效益：新產品新技術應用，提升員工技術能力，提升電網安全、經濟運行管理水平，提高供電可靠率；

3.經濟效益：自動監(jiān)控設備運行環(huán)境，減輕運行管理勞動強度，提高工作效率，減員增效。

2、電纜溝環(huán)境綜合監(jiān)測

用途：電纜溝水淹、火災事故頻發(fā)，容易造成重大損失，本系統(tǒng)可對電纜溝進行有效的環(huán)境實時監(jiān)控管理。

產品簡介：該產品可以將水位、溫度、氣體等參數以數據、視頻圖片的形式反饋給監(jiān)控平臺，使得工作人員可以實時了解電纜溝運行環(huán)境。

有以下五大特點：

1.水位監(jiān)測：有效避免電纜長期浸泡，對電纜溝內水位進行全天候監(jiān)測。

2.氣體監(jiān)測：對有毒有害氣體進行有效監(jiān)測（如CO，CH4，NO等氣體）可有效避免因此造成的傷亡和爆炸事故。 

3.火災監(jiān)測：對電纜溝溫濕度和煙霧進行監(jiān)測，可有效提前預防火災事故發(fā)生。 

4.超長續(xù)航：產品采用低功耗設備，電池可使用3年以上。 

5.安裝便捷：現場安裝無需布線，無需停電，安裝環(huán)境適應性強。

3、變電站智能巡檢

用途：為了能夠實時掌握現場設備的運行情況，減輕變電運維人員的巡視任務，提高巡視效率。開發(fā)變電站智能巡檢系統(tǒng)，可實現全面巡檢覆蓋和多站集中管控，顯著提升變電站自動化、智能化水平。

產品簡介：該系統(tǒng)利用室外（內）巡檢機器人，整合電力設備檢測技術、多傳感器融合技術、模式識別技術、導航定位技術及物聯網技術等，實現變電站全天候、全方位智能巡檢和監(jiān)控?？蓪φ緝仍O備開展可見光巡檢，主要包括站內一次設備的外觀、狀態(tài)指示和表計讀數等；開展紅外測溫，對設備本體、套管瓷瓶、導電臂、引流線、引線接頭、末屏等易發(fā)熱處進行紅外測溫，巡視結果自動生成、整理、儲存，異常情況發(fā)出報警信號。將巡檢機器人及采集到的的數據與綜合管理平臺對接，實施統(tǒng)一管控，支持遠程查看信息和實時監(jiān)控。

電力巡檢機器人可搭載各種傳感設備，如局放監(jiān)測、溫濕度傳感器、紅外熱成像、氣體檢測、監(jiān)控球機等多種前端設備。預先設置多個監(jiān)測點，從多個角度對全站設備進行整體性掃描式溫度局放采集。系統(tǒng)能夠對變器、互感器等設備本體以及各開關觸頭、母線連接頭等的溫度進行檢測。并采用系統(tǒng)分析，溫差對比、歷史趨勢分析等手段，對設備各項數據進行智能分析和診斷，實現對設備熱缺陷的判別和自動報警。有以下三個特點：

1、自主巡檢

運行人員根據巡檢時間、周期、路線、目標、靈活進行任務定制,機器人按照定制任務進行自主巡檢。    

2、定點巡檢

運行人員選擇部分設備進行巡檢，系統(tǒng)自動生成最佳巡檢路線并執(zhí)行定點任務。    

3、遙控巡檢

運行人員通過后臺手動控制界面，控制機器人執(zhí)行巡檢任務。

室內巡檢機器人，與傳統(tǒng)的人工巡視相比，由于變電站人工巡視質量受運維人員工作經驗等客觀因素影響較大，智能巡檢機器人補了人工巡檢的缺陷和不足，極大的保障了巡檢的客觀性、可靠性。同時，將紅外測溫與機器人巡檢系統(tǒng)相結合，選取最佳測溫角度，實現紅外精確測溫全覆蓋。通過整合電力設備非接觸監(jiān)測技術、多傳感器融合技術、模式識別技術等，全方位監(jiān)視運行設備，彌補常規(guī)監(jiān)控死角，實現對變電站室內設備的全方位、全自主智能巡檢和實時監(jiān)控。

可檢測：開關柜設備外觀、斷路器（手車）位置指示，機械指示與電氣指示、運行信息顯示、帶電顯示裝置指示、設備指示狀態(tài)、柜面表計讀數、室內溫濕度、柜面二次設備狀態(tài)。

 表3.1 技術指標

4、變電站站用電智能監(jiān)測控制系統(tǒng)

用途：基于變電站站用電設備耗電量大，負荷波動影響電網安全運行；用電需要人工管理，缺少對站用電能效評估及靈活的管理模式。開發(fā)變電站站用電智能監(jiān)測控制系統(tǒng)，評估變電站用電情況，可實現用電監(jiān)測，提高電能利用效率，降低變電站能耗。

產品簡介：該系統(tǒng)在自主開發(fā)智能電表、智能插座等多種能效終端和智能網關的基礎上，對變電站站用電的監(jiān)控網絡、節(jié)能技術及參與電網負荷調控方法進行深入研究，提出一種需求響應機制與算法，完成需求響應潛力計算與站用電負荷精準控制，并建立以手app/web為終端的遠程變電站站用電智能監(jiān)控網絡，實現高壓室、主控室及值守室的用電設備監(jiān)控與能效管理。

四、智慧消諧產品

1、全息感知與主動消諧裝置

用途：實現變電站電壓互感器( potential transformer，PT)柜運行信息的全息感知，由在線監(jiān)測裝置、視頻監(jiān)控裝置及綜合控制單元組成。包括母線過電壓異常信號采集及典型波形分析研判，超聲波、地電波、特高頻局部放電在線檢測，溫濕度信息、避雷器動作次數及泄露電流在線監(jiān)測，并對隔離手車運行情況實現視頻監(jiān)控，對系統(tǒng)產生的鐵磁諧振進行主動消諧。

有以下六大功能：

1）過電壓監(jiān)測，可實現操作過電壓、諧振過電壓等典型波形監(jiān)測及分析研判；

2）局部放電檢測，可實現超聲波、地電波、特高頻開關柜局放檢測；

3）溫濕度監(jiān)測，可實現柜體內溫度、濕度在線實時監(jiān)測；

4）避雷器運行情況監(jiān)測，可實現避雷器動過次數及泄露電流在線監(jiān)測；

5）視頻監(jiān)控，可實現隔離手車視頻監(jiān)控，實時查看手車運行情況；

6）智能消諧，對系統(tǒng)產生的鐵磁諧振進行快速有效地檢測和消除。