解決方案

SOLUTION

變電站遠程智能巡檢解決方案


一、方案簡介


隨著近年來電網飛速發展,可視化裝置應用程度不斷深入,基層單位對設備可視化的需求不斷提高。尤其是生產人員和巡檢工作量之間的矛盾日益突出,而運維一體化、變電精益化等工作在擴展業務范圍的同時也給變電運檢工作提出了更高的要求,在這樣的形勢下,傳統的“人工巡檢、手動記錄”的巡視作業方式難以適應電力系統精益化、集約化的發展要求。變電站分布范圍較廣,需要日常巡視、檢查、紀錄的數據量較多,現場人員較少,工作量大,加上國家電網對設備運維精益化要求的不斷提高,急需提升日常巡檢智能化水平。

變電站遠程智能巡檢控制系統通過“機器人深化應用、高清視頻功能升級、輔控系統智能聯動以及無人機巡檢”等手段,將大數據分析、人工智能、圖像識別、自動導航技術應用于變電站的保護屏、生產設備、生產環境的多維度高清遠程立體智能巡視,同時支持設備遠方操作和視頻確認,調度動作、異常、故障、事故視頻錄像聯動分析,可視化遠方設備檢修診斷以及作業人員實時定位安全管理等,實現機器對人工的替代,提升智能運檢精益化智能化水平,提高運維人員工作效率和質量,強化設備狀態管控力。

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二、方案特點


1.遠程巡視可視化:通過高清網絡攝像機和巡檢機器人,實現設備的全方位、多角度監控,通過遠程自動巡視、遠程人工巡視兩種方式,完成全面巡視、例行巡視、熄燈巡視、特殊巡視等工作,自動記錄巡視結果、生成巡視報表。 

2.巡視缺陷自動識別:系統采用圖像比對、人工智能等圖像視頻分析技術,實現設備狀態識別和設備外觀缺陷識別,建立設備外觀缺陷庫,通過對樣本的不斷自動收集和學習,提高缺陷識別精度,滿足變電設備巡視需要。 

3.異常智能預警:系統獲取主變油溫、油位,SF6壓力表、設備發熱部位的溫度等數據,形成歷史數據曲線,自動分析數據的變化趨勢和關聯關系,實現對設備運行狀態的智能判斷,當這些數據的發展趨勢可能影響電力設備正常運行時,系統提前預警,提醒運維人員重點關注或現場檢查。 

4.主輔設備智能聯動:系統與主輔設備監控系統形成報警聯動,在接到主設備遙控預置、主輔設備變位、主輔設備監控系統越限或告警等信號后,根據配置的聯動信號和巡視點位的對應關系,自動生成視頻巡視任務,對需要復核的點位進行巡視,便于運維人員對現場進行全面分析和判斷。 


三、方案系統架構


變電站遠程智能巡檢控制系統部署在變電站站端,主要由巡檢主機(含智能應用單元、智能分析單元)、站端智能巡檢工作站、站控層交換機、視頻主機、高清視頻等組成。巡檢主機下發控制、巡視任務等指令,由視頻主機控攝像機開展室內外設備聯合巡視作業,將巡視數據、采集文件等上送到巡檢主機;巡檢主機對采集的數據進行智能分析,形成巡視結果和巡視報告。具備實時監控、與主輔監控系統智能聯動等功能。巡檢主機具備四網口和設置獨立網段,信息安全符合《國家發改委第14號令 電力監控系統安全防護規定》的要求。

系統架構如下圖:

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四、方案系統功能

 

1.數據自動采集

(1) 巡視數據采集

可見光照片數據采集:采集SF6壓力表、開關動作次數計數器、避雷器泄漏電流表、油溫表、液壓表、有載調壓檔位表、油位計等表計示數;采集斷路器、隔離開關等一次設備及切換把手、壓板、指示燈、空氣開關等二次設備的位置狀態指示;采集設備設施的外觀等狀況。

紅外圖譜數據采集:包括設備本體、接頭、套管、引線等重點部位的紅外圖譜數

音頻數據采集:包括變壓器、電抗器等設備的聲音數據。 


(2)機器人狀態數據采集

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(3)環境數據采集

通過微氣象設備,采集大氣溫度、大氣濕度、風速、雨雪狀態等微氣象數據。 

2.圖像智能分析

缺陷識別:利用深度學習智能分析技術,自動識別表盤模糊、表計破損、絕緣子破裂、硅膠變色、油封破損、掛空懸浮物、鳥窩、部件表面油污、地面油污、金屬銹蝕等設備缺陷,分析圖像中是否存在異常,并將疑似具有異常的圖片用矩形框在圖片上標注并保存。 

狀態識別:系統可對聯合巡視過程記錄的紅外圖譜、可見光照片等進行智能分析。通過紅外圖譜分析,獲取圖中目標設備的最高溫度信息,自動判斷設備是否存在過熱缺陷;通過圖像識別技術,自動判斷設備的運行狀態,包括表計讀數、開關類設備位置指示狀態。 

3.實時監控展示

巡視監控實現機器人狀態信息顯示、巡視地圖展示、機器人和視頻監控系統的視頻監控;機器人控制實現云臺控制操作、云臺預置位的設置與調用,機器人自檢、遠方復位、一鍵返航等控制功能;視頻監控系統控制實現視頻監控系統的云臺控制、可見光圖像控制、紅外圖像控制、音頻控制等控制功能。 

4.巡視任務管理

實現巡視任務的設置、下發和展示功能。巡視任務內容包括巡視點位信息以及月、周、日、小時等不同時間維度的巡視周期,巡視類型包括全面巡視、例行巡視、熄燈巡視、特殊巡視、專項巡視、自定義巡視等6類。任務執行支持立即執行、定期執行和周期執行三種方式。 

5.自動智能巡視

系統以自主運行的方式,機器人和視頻攝像機按照預制巡視路線執行巡視任務,對變電站進行智能巡視,及時發現設備問題、本體熱故障、外觀缺陷等設備異?,F象,高運行的工作效率和質量。 

6.巡視結果確認

巡視結果瀏覽:實現對巡視數據的確認歸檔,巡視完成后結果自動保存,以設備樹的形式,按照巡視點位設置次序展示,每個巡視點包含本次巡視任務的全部采集信息、閾值,所有點位均確認后,記錄審核人和審核時間,具備識別狀態異?;驘o法識別的巡視點匯總查詢功能。 

設備告警確認:提供設備告警分析、告警查詢確認、主接線展示、間隔展示功能,包括設備名稱、部件名稱、缺陷類別、告警等級、缺陷或異常圖像(已標注出具體缺陷或異常位置)等信息;告警信息的實時監控畫面鏈接快捷跳轉,可人工查看告警設備實時監控畫面,人工核查告警信息是否屬實和反饋意見錄入。 

巡視報告生成:系統具備查詢、瀏覽、輸出功能。在巡視任務審核完成后自動生成巡視報告;具備通過設備區域、間隔名稱、設備類型、檢測類型、巡視時間段等組合條件,查詢歷史巡視報告功能;任務查詢具備查詢、重置、導出、查看報告功能。 

7.巡視結果分析

歷史數據分析:系統整合各類設備的歷史巡檢數據,形成設備的歷史狀態數據曲線,更直觀的反應設備的狀態變化趨勢,通過分析不同時間段內不同設備數據間的曲線波動及走勢,從宏觀上把控常見故障及其產生原因,從而達到提前發現問題、分析及解決故障的目的。 

趨勢分析:系統具備智能分析功能,可將巡檢數據有效整合、關聯,自動分析其變化趨勢和關聯關系,發現數據達到報警閥值時自動告警,當這些數據的發展趨勢可能影響電力設備正常運行時,系統提前預警,從歷史數據的趨勢及特征中,提取有價值的信息,提醒運檢人員重點關注或現場檢查,預防設備運行隱患。 

8.巡視智能聯動

系統具備與主設備遙控預置信號、變位信號、越限信號和告警信號的聯動功能;主輔監控系統向巡檢主機發送聯動信號,巡檢主機接到聯動信號后,根據配置的聯動信號和巡檢點位的對應關系,自動生成巡檢任務,由機器人或視頻對需要復核的點位進行巡檢,復核點位巡檢完成后,可在巡檢主機查看復核結果。