变电站设备运维检修管理数据平台构建及应用

变电站设备运维检修管理数据平台构建及应用

赵献斌 陈丙乾 陈勇

供电服务中心 河南省濮阳市 457001

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，变电站建设越来越多。变电设备的种类及数量持续增加，传统的变电站设备运维检修管理方式已不再适用，因此提出了变电站设备运维检修管理数据平台的构建及应用方法，用来实现对变电站设备的精益化管理。首先分析了现阶段状态检修的开展情况和存在的问题。其次阐述了数据平台概述及实现方法，最后对数据平台功能进行了分析，验证了数据平台的实用性及有效性。

关键词：变电站设备;运维检修;数据平台;精益化管理

引言

电力设备是电力系统的一部分，包含变压器、输电线路等关键设备。不论哪种设备出现了故障都会影响整个电力系统的稳定性。因此，技术人员需要使用各种技术去预测、分析电力设备的运行状态，以此提高故障的诊断水平。

1现阶段状态检修的开展情况和存在的问题

在电力设备进行检修工作之前，技术人员需要从电力设备的运行状态进行分析，以便更好地掌握电力设备的运行状态，建立科学合理的维修策略。与此同时，维修人员还需要根据经验去对设备寿命进行评估，以便电力设备采购工作的开展，在一定程度上可以帮助供电企业节约人力和物力。目前，供电企业状态检修开展，都是上级传达给下级，通过这样的行政手段进行任务下达，并没有成立相应的电力设备维修小组，并且整个传达过程也比较形式化。当前，国家电网的电力设备维修正在从计划检修往状态检修过渡。但是根据调查，大多数都没有实现电力设备状态检修，依然还在使用传统的定期维修方式，使得状态维修的优势不能发挥出来。

2数据平台概述及实现方法

变电站设备运维检修管理数据平台通过对蕴含在变电站设备及其运维检修、缺陷处理等作业中的丰富信息数据进行存储及处理，充分利用云平台、人工智能等技术手段，形成变电设备重要信息录入与调用、设备场景可视化呈现、在线状态评价、台账统计查询等应用，进而服务于变电运维检修专业，提升作业人员的业务水平。由数据平台PC及手机终端和平台所对接的应用系统完成数据信息录入，并上传至后台数据库。操作人员可通过数据平台服务器及移动终端，以不同应用业务的形式实时自由调取使用各类数据信息，实现变电站设备的精益化管理。变电站设备运维检修管理数据平台，本质上起到“数据中台”的作用。数据中台由阿里巴巴公司首次提出，在大数据时代的发展潮流下得到了广泛关注。数据中台是指通过数据技术，对海量数据进行采集、计算、存储、加工的平台，同时形成统一标准和口径。数据中台的存在，更利于运维管理人员发现数据规律，有效提升数据应用水平。变电站运维检修管理工作的各类数据信息，汇集到为平台提供数据支撑的数据库中，经过数据平台的处理加工后，形成服务于变电运检作业人员的各项业务功能模块。这样，运维检修人员所掌握的变电站及其主要设备的各类信息是前台数据，而由运维检修人员通过PC及手机终端上传及维护各类信息的数据库作为后台。数据平台具有“模块化、通用性”的特征。只要改变后台输入数据，即可形成如电网调控实时数据平台等其他数据平台，为不同类别的前台提供数据支持。构建变电站设备运维检修管理数据平台，实现变电站及其设备信息数据的整合、加工与复用，使数据可以即时获取与运用，有效提升前端运维检修人员处理业务的品质。实现技术方面，该数据平台使用开源OpenLayers和Cesium，总体上采用B/S架构，并融合主流、成熟的开源软件。后台数据库采用Oracle数据库，三维数据采用Oracle空间数据存储，并配置后台主机用于调取数据和观测变电站主要设备影像。

3数据平台功能

3.1智能感知升级，完善数据获取

设备24小时在运行，传统点巡检工作为周期性的离线数据采集，缺少实时在线数据，不能精确预警趋势变化，捕捉设备突发性异常现象。主要转机设备均安装的是速度传感器，不具备频谱采集与分析功能，只起到了简单的报警与保护作用，对于振动幅值超标及异常情况，无法准确判断故障原因、故障部位以及故障的严重程度。针对锅炉区域三大风机设备，风机端轴承箱均安装在内部，更是无法对其进行有效监测，所以需进行智能感知升级，加装了加速度传感器，并将实时工艺参数完整融合到统一平台。实时监测设备运行状态，并对设备异常情况及故障进行准确判断，为设备检修工作提供科学决策依据。

3.2设备健康状态评估

近年来，人工智能技术被运用到了电力设备运维检修当中，不仅提高了工作效率还提高了故障检测的准确率。为了保证电力系统的稳定性，降低定期维修次数。我国很多电力企业都采用的人工智能技术对相应的设备健康状态进行评估，并且制定了相应的工作规则。但是有的电力设备构造比较复杂，如，电力变压器的结构就比较复杂在电力系统中有着重要的作用。维修人员可以利用人工智能的特性对电力系统的健康状态进行评估，保证电网的稳定性。

3.3加强工作人员培训和考核
　　工作人员作为整个工作环节的活跃元素，如果管理得到能够大大降低故障发生率，可以采用培训考核的方式，提高安全意识，增强综合素质技能和实践能力，并对操作流程进行严格规范，以此来杜绝危险事故的发生。另外还应组织工作人员对整个环节流程设备进行分析研究，这样工作人员在进行具体实践的时候就会有意识地去筛查检验故障点、危险点，同时能够及时发现安全隐患时展开预处理，从而将危险降到最小。

3.4做好一次设备运维管理
　　（1）派人到现场或智能巡检机器人定期开展巡视检查，一旦发现设备存在异常情况便要立即提出改进举措，尽快消除设备安全隐患。（2）对于新投运设备和大修后的设备必须要按照统一标准进行验收，确保质量合格情况下才能正式投运。严格按照国网变电设备验收规程的规定对设备进行验收，对于不合格的设备，严格禁止投入运行，确保零故障投运。（3）做好远程视频及监控设备运行情况检查工作，确保设备始终处于正常运行状态。（4）在变电设备倒闸操作中严格落实“到岗到位”制度。操作人员必须是取得相应资质的人员，变电运维一体化后，操作人员不再必须是原来的变电运行人员，也可以是经过相应培训并取得相关资质的检修人员，变电与检修的壁垒被打破。

结语

综上所述，本文提出了变电站设备运维检修管理数据平台的构建及应用方法。首先介绍数据平台的作用，揭示了其数据中台的本质，并说明了实现平台构建的技术手段;其次对数据平台的具体功能模块展开说明，包括变电站位置导航、变电站设备与缺陷的查询及展示、变电站设备场景后台可视化、设备状态在线评价、台账统计查询;之后对数据平台使用方法进行展示，最后通过利用数据平台查询某变电站位置及设备信息这一实例应用，验证了数据平台的有效性。今后，将进一步完善数据平台的功能模块，丰富平台的数据信息，将变电站内二次设备的相关数据信息，如设备型号、检修试验记录、保护定值参数、故障录波等，录入到数据平台内。

参考文献

［1］张鹏，李星，陈光俊，等.变电运维一体化智能仓储管理设备的设计与应用［J］．电工技术，2020(5):50－52.

［2］葛磊蛟，汪宇倩，戚嘉兴，等.面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术［J］．电力建设，2019，40(9):92－98.

［3］谢小瑜，周俊煌，张勇军.深度学习在泛在电力物联网中的应用与挑战［J］．电力自动化设备，2020，40(4):77－87.

［4］陈明庆，李建林.基于局部电压幅值与云边协同的分散式充电桩充电协调方法［J］．电力建设，2020，41(6):60－68.

［5］张炜，王英洁，邬蓉蓉.面向油中溶解气体监测时序数据压缩的改进方法［J］．电力建设，2017，38(5):98－104.