變電站智能運維產(chǎn)品

解決方案

一、一鍵順控產(chǎn)品

1、開(kāi)關(guān)柜視頻識別裝置

為響應國家電網(wǎng)公司“電力物聯(lián)網(wǎng)智慧變電站”試點(diǎn)建設思路、《國家電網(wǎng)有限公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》、《變電站一鍵順控改造技術(shù)規范（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(shù)參數、功能、試驗等方面的技術(shù)要求以及攻關(guān)項目落地實(shí)施，本公司開(kāi)發(fā)研制出一套開(kāi)關(guān)柜視頻識別裝置，該產(chǎn)品適用于監控10kV及以上電壓等級開(kāi)關(guān)柜斷路器手車(chē)室隔離手車(chē)運行狀態(tài)、識別并確認手車(chē)工作/試驗位置的到位情況以及電纜室接地開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)。各項性能指標完全滿(mǎn)足智慧變電站的運行要求。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：該裝置由開(kāi)關(guān)柜視頻識別裝置主機、隔離斷口監控攝像機、雙確認測量攝像機、接地開(kāi)關(guān)監控攝像機和智慧視覺(jué)識別系統，共五部分組成。雙確認測量攝像機安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜中間層的手車(chē)室，當接收到智慧視覺(jué)識別系統發(fā)送的調控指令時(shí)執行任務(wù)，如啟停拍照，并將視頻傳輸至主機；隔離斷口監控攝像機同樣安裝在中間層的手車(chē)室，用于實(shí)時(shí)傳輸隔離手車(chē)的運行情況；接地開(kāi)關(guān)監控攝像機安裝在電纜室，用于監控接地開(kāi)關(guān)分合閘位置情況；智慧視覺(jué)識別系統安裝于本地主控電腦上，用于在線(xiàn)查看開(kāi)關(guān)柜內動(dòng)態(tài)，以及發(fā)出定位啟停等指令；主機作為整套系統的大腦，安裝于高壓開(kāi)關(guān)柜上層的儀表室，依據來(lái)自雙確認測量攝像機的視頻判斷手車(chē)到位情況，并將手車(chē)實(shí)時(shí)位置和到位情況發(fā)送給智慧視覺(jué)識別系統并上傳至后臺。

 硬件性能指標

u 智慧視頻監控裝置主機參數

表 1.1開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)雙確認系統

用途：近年來(lái)，我國電網(wǎng)經(jīng)歷了高速發(fā)展，變電站數量大幅增加。傳統的運檢模式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足電力生產(chǎn)需求，因此國家電網(wǎng)對“一鍵順控”的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究及試點(diǎn)。一鍵順控是指應用自動(dòng)控制技術(shù)、傳感和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、狀態(tài)自動(dòng)識別和智能判斷技術(shù)，將繁瑣、重復、易誤操作的傳統人工倒閘操作模式轉變?yōu)椴僮黜椖寇浖A制、操作任務(wù)模塊式搭建、設備狀態(tài)自動(dòng)判別、防誤聯(lián)鎖智能校核、操作步驟、鍵啟動(dòng)、操作過(guò)程自動(dòng)順序執行的自動(dòng)模式。適用于35kV及以上電壓等級變電站的敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)。

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

2.1視頻雙確認

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：本系統采用智能視頻監測法，將智能視頻監控技術(shù)應用于高壓隔離開(kāi)關(guān)中，即采用視頻編解碼技術(shù)、圖像智能分析技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò )和通信技術(shù)等技術(shù)方法，研制高壓隔離開(kāi)關(guān)的智能視頻分析系統，對隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息進(jìn)行可視化視頻監控，然后，再通過(guò)圖像處理手段自動(dòng)識別出隔離開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)。

          通過(guò)對隔離開(kāi)關(guān)兩臂設置標識貼，測量分合閘狀態(tài)時(shí)標識點(diǎn)的坐標判斷分合閘位置是否到位，并給出開(kāi)關(guān)量信號輸出到一鍵順控主機，實(shí)現對隔離開(kāi)關(guān)的一鍵順控雙確認。適用性非常高，安裝簡(jiǎn)便。

表1.3 技術(shù)指標

 2.2姿態(tài)傳感器雙確認

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：本系統用于高壓開(kāi)關(guān)設備分合閘時(shí)，應用姿態(tài)傳感器在線(xiàn)感知高壓開(kāi)關(guān)設備分合閘運行姿態(tài)，準確測量高壓開(kāi)關(guān)分合閘角度、判別分合閘狀態(tài)，自動(dòng)上傳至上層網(wǎng)絡(luò )系統，作為高壓開(kāi)關(guān)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(dòng)部件的運行狀態(tài)，提高操作可靠性，提升高壓開(kāi)關(guān)操作自動(dòng)化、智能化水平。適用于35kV及以上電壓等級變電站的敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)。

二、在線(xiàn)監測產(chǎn)品

1、無(wú)線(xiàn)電力測溫

用途：傳統的溫度測量方式周期長(cháng)、施工復雜，效率低，不便于管理，發(fā)生故障時(shí)要耗費大量的人力物理排查和重新鋪設線(xiàn)纜。而在特定場(chǎng)合下監測點(diǎn)分散、環(huán)境封閉或有高電壓，很多測溫方式無(wú)法實(shí)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(shù)實(shí)現的無(wú)源無(wú)線(xiàn)測溫系統，直接接觸并固定在被測物體表面，可實(shí)現實(shí)時(shí)有效的設備溫度監測、數據報警、數據記錄與分析等功能。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：主要由無(wú)源 RFID 溫度傳感器、無(wú)線(xiàn)管理機等構成，可以在大范圍內實(shí)現設備溫度的無(wú)線(xiàn)監測，對設備運行狀態(tài)中的溫度數據進(jìn)行遠程監控和記錄。實(shí)時(shí)獲取接觸點(diǎn)溫度并上傳至后臺，當檢測到溫度異常時(shí)輸出告警信號。適用于10kV以上等級開(kāi)關(guān)柜主回路、變壓器、刀閘等關(guān)鍵設備在線(xiàn)測溫，亦適合在高電壓、大電流的環(huán)境中使用。

表2.1 技術(shù)指標

2、開(kāi)關(guān)柜局放及溫濕度在線(xiàn)監測

用途：適用于10kV及以上電壓等級開(kāi)關(guān)柜內部局部放電和溫濕度在線(xiàn)監測。能實(shí)時(shí)顯示各個(gè)監測點(diǎn)局部放電數值，確定放電點(diǎn)相對位置，必要時(shí)給出報警，及時(shí)發(fā)現開(kāi)關(guān)柜的絕緣缺陷。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：該產(chǎn)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(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)柜內各監測點(diǎn)局部放電數值，為評估開(kāi)關(guān)柜設備絕緣、老化水平提供判據；配置溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)采集柜內溫濕度數據。當以上采集到的信號發(fā)生異常時(shí)，輸出報警信號并上傳至主機及后臺系統。

功能特點(diǎn)：

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

2）遠程測量功能：系統將各監測單元安裝于開(kāi)關(guān)柜儀表室，在監控主機上可通過(guò)監測軟件實(shí)時(shí)監測各測點(diǎn)的放電信息。

3）實(shí)時(shí)數據顯示及查詢(xún)功能：軟件界面上可以顯示多個(gè)測量通道的實(shí)時(shí)數據，并能查看相關(guān)歷史數據等信息。

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

5）良好的抗干擾功能：系統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：系統具備實(shí)時(shí)報警功能及報警查詢(xún)功能。

7）平臺對接功能：如有需要，系統具備與其他平臺對接功能。 

表2.2 技術(shù)指標

3、真空斷路器機械特性在線(xiàn)監測

用途：真空斷路器是電力系統重要元器件之一，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(dòng)機構和傳動(dòng)系統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(dòng)、誤動(dòng)和特性劣化等故障的主要原因。因此，對斷路器進(jìn)行機械特性在線(xiàn)監測，評估斷路器工作狀態(tài)，是十分必要并且具有良好經(jīng)濟效益的。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：在原有斷路器操動(dòng)及傳動(dòng)機構上，通過(guò)加裝傳感器以實(shí)現對斷路器的機械特性狀態(tài)參量的監測。采用弧線(xiàn)傳感技術(shù)將數據傳輸至后臺服務(wù)器，實(shí)時(shí)監測真空斷路器的分合閘時(shí)間、速度、行程，繪制分合閘電流曲線(xiàn)，可診斷斷路器的磨損、老化變形等情況，在線(xiàn)監測斷路器健康狀況，達到狀態(tài)評價(jià)的效果，對真空斷路器壽命進(jìn)行有效管理。

可監測數據：

● 斷路器分、合閘線(xiàn)圈電流波形

● 斷路器分、合閘時(shí)間

● 儲能電機電流

● 儲能時(shí)間

● 動(dòng)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(shù)指標

 產(chǎn)品特點(diǎn)：

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(wú)影響。電壓監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(diǎn)。

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

3）先進(jìn)。監測上采用分/合閘線(xiàn)圈電流檢測技術(shù)；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(xiàn)監測，自動(dòng)評估的方式。

三、智能運檢產(chǎn)品

1、智能綜合輔助系統

用途：為實(shí)現變電站無(wú)人值守改造，公司開(kāi)發(fā)出變電站智能綜合輔助系統，通過(guò)多種生產(chǎn)輔助系統的高度集成，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(chǎn)運行管理，提高監管質(zhì)量和工作效率，降低維護成本。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：該系統以實(shí)時(shí)狀態(tài)采集、智能分析管理、故障即時(shí)預警、遠程聯(lián)動(dòng)控制為目標，通過(guò)運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息采集技術(shù)、控制技術(shù)、軟件技術(shù)等智能技術(shù)，依靠現場(chǎng)采集設備+監控主機+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(shí)現設備測溫、除濕機監控、空調監控、溫濕度監測、入侵檢測、門(mén)禁管理、漏水監測、六氟化硫監測等管理功能。通過(guò)安裝智能插座和智能開(kāi)關(guān)，實(shí)時(shí)監視空調、風(fēng)機、除濕機等設備的運行狀態(tài)，并實(shí)現遠程開(kāi)關(guān)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(shù)支持，為異常故障提供高效的告警通知，以此確保電力系統故障能得到及時(shí)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(shí)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，對違規操作報警，提高設備安全運行管理；

2.社會(huì )效益：新產(chǎn)品新技術(shù)應用，提升員工技術(shù)能力，提升電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行管理水平，提高供電可靠率；

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

2、電纜溝環(huán)境綜合監測

用途：電纜溝水淹、火災事故頻發(fā)，容易造成重大損失，本系統可對電纜溝進(jìn)行有效的環(huán)境實(shí)時(shí)監控管理。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：該產(chǎn)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控平臺，使得工作人員可以實(shí)時(shí)了解電纜溝運行環(huán)境。

有以下五大特點(diǎn)：

1.水位監測：有效避免電纜長(cháng)期浸泡，對電纜溝內水位進(jìn)行全天候監測。

2.氣體監測：對有毒有害氣體進(jìn)行有效監測（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.火災監測：對電纜溝溫濕度和煙霧進(jìn)行監測，可有效提前預防火災事故發(fā)生。 

4.超長(cháng)續航：產(chǎn)品采用低功耗設備，電池可使用3年以上。 

5.安裝便捷：現場(chǎng)安裝無(wú)需布線(xiàn)，無(wú)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(shí)時(shí)掌握現場(chǎng)設備的運行情況，減輕變電運維人員的巡視任務(wù)，提高巡視效率。開(kāi)發(fā)變電站智能巡檢系統，可實(shí)現全面巡檢覆蓋和多站集中管控，顯著(zhù)提升變電站自動(dòng)化、智能化水平。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：該系統利用室外（內）巡檢機器人，整合電力設備檢測技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、模式識別技術(shù)、導航定位技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，實(shí)現變電站全天候、全方位智能巡檢和監控?？蓪φ緝仍O備開(kāi)展可見(jiàn)光巡檢，主要包括站內一次設備的外觀(guān)、狀態(tài)指示和表計讀數等；開(kāi)展紅外測溫，對設備本體、套管瓷瓶、導電臂、引流線(xiàn)、引線(xiàn)接頭、末屏等易發(fā)熱處進(jìn)行紅外測溫，巡視結果自動(dòng)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(shí)施統一管控，支持遠程查看信息和實(shí)時(shí)監控。

電力巡檢機器人可搭載各種傳感設備，如局放監測、溫濕度傳感器、紅外熱成像、氣體檢測、監控球機等多種前端設備。預先設置多個(gè)監測點(diǎn)，從多個(gè)角度對全站設備進(jìn)行整體性?huà)呙枋綔囟染址挪杉?。系統能夠對變器、互感器等設備本體以及各開(kāi)關(guān)觸頭、母線(xiàn)連接頭等的溫度進(jìn)行檢測。并采用系統分析，溫差對比、歷史趨勢分析等手段，對設備各項數據進(jìn)行智能分析和診斷，實(shí)現對設備熱缺陷的判別和自動(dòng)報警。有以下三個(gè)特點(diǎn)：

1、自主巡檢

運行人員根據巡檢時(shí)間、周期、路線(xiàn)、目標、靈活進(jìn)行任務(wù)定制,機器人按照定制任務(wù)進(jìn)行自主巡檢。    

2、定點(diǎn)巡檢

運行人員選擇部分設備進(jìn)行巡檢，系統自動(dòng)生成最佳巡檢路線(xiàn)并執行定點(diǎn)任務(wù)。    

3、遙控巡檢

運行人員通過(guò)后臺手動(dòng)控制界面，控制機器人執行巡檢任務(wù)。

室內巡檢機器人，與傳統的人工巡視相比，由于變電站人工巡視質(zhì)量受運維人員工作經(jīng)驗等客觀(guān)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(guān)性、可靠性。同時(shí)，將紅外測溫與機器人巡檢系統相結合，選取最佳測溫角度，實(shí)現紅外精確測溫全覆蓋。通過(guò)整合電力設備非接觸監測技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、模式識別技術(shù)等，全方位監視運行設備，彌補常規監控死角，實(shí)現對變電站室內設備的全方位、全自主智能巡檢和實(shí)時(shí)監控。

可檢測：開(kāi)關(guān)柜設備外觀(guān)、斷路器（手車(chē)）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(shù)指標

4、變電站站用電智能監測控制系統

用途：基于變電站站用電設備耗電量大，負荷波動(dòng)影響電網(wǎng)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(kāi)發(fā)變電站站用電智能監測控制系統，評估變電站用電情況，可實(shí)現用電監測，提高電能利用效率，降低變電站能耗。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：該系統在自主開(kāi)發(fā)智能電表、智能插座等多種能效終端和智能網(wǎng)關(guān)的基礎上，對變電站站用電的監控網(wǎng)絡(luò )、節能技術(shù)及參與電網(wǎng)負荷調控方法進(jìn)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控網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現高壓室、主控室及值守室的用電設備監控與能效管理。

四、智慧消諧產(chǎn)品

1、全息感知與主動(dòng)消諧裝置

用途：實(shí)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(xiàn)監測裝置、視頻監控裝置及綜合控制單元組成。包括母線(xiàn)過(guò)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(xiàn)檢測，溫濕度信息、避雷器動(dòng)作次數及泄露電流在線(xiàn)監測，并對隔離手車(chē)運行情況實(shí)現視頻監控，對系統產(chǎn)生的鐵磁諧振進(jìn)行主動(dòng)消諧。

有以下六大功能：

1）過(guò)電壓監測，可實(shí)現操作過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓等典型波形監測及分析研判；

2）局部放電檢測，可實(shí)現超聲波、地電波、特高頻開(kāi)關(guān)柜局放檢測；

3）溫濕度監測，可實(shí)現柜體內溫度、濕度在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測；

4）避雷器運行情況監測，可實(shí)現避雷器動(dòng)過(guò)次數及泄露電流在線(xiàn)監測；

5）視頻監控，可實(shí)現隔離手車(chē)視頻監控，實(shí)時(shí)查看手車(chē)運行情況；

6）智能消諧，對系統產(chǎn)生的鐵磁諧振進(jìn)行快速有效地檢測和消除。