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變電站遠程智能巡檢解決方案

2021-06-03 6295


一、系統概述


隨著(zhù)近年來(lái)電網(wǎng)飛速發(fā)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(chǎn)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(yè)務(wù)范圍的同時(shí)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(dòng)記錄”的巡視作業(yè)方式難以適應電力系統精益化、集約化的發(fā)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(chǎng)人員較少,工作量大,加上國家電網(wǎng)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(guò)“機器人深化應用、高清視頻功能升級、輔控系統智能聯(lián)動(dòng)以及無(wú)人機巡檢”等手段,將大數據分析、人工智能、圖像識別、自動(dòng)導航技術(shù)應用于變電站的保護屏、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)環(huán)境的多維度高清遠程立體智能巡視,同時(shí)支持設備遠方操作和視頻確認,調度動(dòng)作、異常、故障、事故視頻錄像聯(lián)動(dòng)分析,可視化遠方設備檢修診斷以及作業(yè)人員實(shí)時(shí)定位安全管理等,實(shí)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(zhì)量,強化設備狀態(tài)管控力。

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二、系統特點(diǎn)


遠程巡視可視化:通過(guò)高清網(wǎng)絡(luò )攝像機和巡檢機器人,實(shí)現設備的全方位、多角度監控,通過(guò)遠程自動(dòng)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(dòng)記錄巡視結果、生成巡視報表。 

巡視缺陷自動(dòng)識別:系統采用圖像比對、人工智能等圖像視頻分析技術(shù),實(shí)現設備狀態(tài)識別和設備外觀(guān)缺陷識別,建立設備外觀(guān)缺陷庫,通過(guò)對樣本的不斷自動(dòng)收集和學(xué)習,提高缺陷識別精度,滿(mǎn)足變電設備巡視需要。 

異常智能預警:系統獲取主變油溫、油位,SF6壓力表、設備發(fā)熱部位的溫度等數據,形成歷史數據曲線(xiàn),自動(dòng)分析數據的變化趨勢和關(guān)聯(lián)關(guān)系,實(shí)現對設備運行狀態(tài)的智能判斷,當這些數據的發(fā)展趨勢可能影響電力設備正常運行時(shí),系統提前預警,提醒運維人員重點(diǎn)關(guān)注或現場(chǎng)檢查。 

主輔設備智能聯(lián)動(dòng):系統與主輔設備監控系統形成報警聯(lián)動(dòng),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(lián)動(dòng)信號和巡視點(diǎn)位的對應關(guān)系,自動(dòng)生成視頻巡視任務(wù),對需要復核的點(diǎn)位進(jìn)行巡視,便于運維人員對現場(chǎng)進(jìn)行全面分析和判斷。 


三、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(fā)控制、巡視任務(wù)等指令,由視頻主機控攝像機開(kāi)展室內外設備聯(lián)合巡視作業(yè),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(jìn)行智能分析,形成巡視結果和巡視報告。具備實(shí)時(shí)監控、與主輔監控系統智能聯(lián)動(dòng)等功能。巡檢主機具備四網(wǎng)口和設置獨立網(wǎng)段,信息安全符合《國家發(fā)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、系統功能

 

數據自動(dòng)采集

(1) 巡視數據采集

可見(jiàn)光照片數據采集:采集SF6壓力表、開(kāi)關(guān)動(dòng)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(kāi)關(guān)等一次設備及切換把手、壓板、指示燈、空氣開(kāi)關(guān)等二次設備的位置狀態(tài)指示;采集設備設施的外觀(guān)等狀況。

紅外圖譜數據采集:包括設備本體、接頭、套管、引線(xiàn)等重點(diǎn)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(tài)數據采集

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(3)環(huán)境數據采集

通過(guò)微氣象設備,采集大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、雨雪狀態(tài)等微氣象數據。 

圖像智能分析

缺陷識別:利用深度學(xué)習智能分析技術(shù),自動(dòng)識別表盤(pán)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(niǎo)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(tài)識別:系統可對聯(lián)合巡視過(guò)程記錄的紅外圖譜、可見(jiàn)光照片等進(jìn)行智能分析。通過(guò)紅外圖譜分析,獲取圖中目標設備的最高溫度信息,自動(dòng)判斷設備是否存在過(guò)熱缺陷;通過(guò)圖像識別技術(shù),自動(dòng)判斷設備的運行狀態(tài),包括表計讀數、開(kāi)關(guān)類(lèi)設備位置指示狀態(tài)。 

實(shí)時(shí)監控展示

巡視監控實(shí)現機器人狀態(tài)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(shí)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(shí)現視頻監控系統的云臺控制、可見(jiàn)光圖像控制、紅外圖像控制、音頻控制等控制功能。 

巡視任務(wù)管理

實(shí)現巡視任務(wù)的設置、下發(fā)和展示功能。巡視任務(wù)內容包括巡視點(diǎn)位信息以及月、周、日、小時(shí)等不同時(shí)間維度的巡視周期,巡視類(lèi)型包括全面巡視、例行巡視、熄燈巡視、特殊巡視、專(zhuān)項巡視、自定義巡視等6類(lèi)。任務(wù)執行支持立即執行、定期執行和周期執行三種方式。 

自動(dòng)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(xiàn)執行巡視任務(wù),對變電站進(jìn)行智能巡視,及時(shí)發(fā)現設備問(wèn)題、本體熱故障、外觀(guān)缺陷等設備異?,F象,高運行的工作效率和質(zhì)量。 

巡視結果確認

巡視結果瀏覽:實(shí)現對巡視數據的確認歸檔,巡視完成后結果自動(dòng)保存,以設備樹(shù)的形式,按照巡視點(diǎn)位設置次序展示,每個(gè)巡視點(diǎn)包含本次巡視任務(wù)的全部采集信息、閾值,所有點(diǎn)位均確認后,記錄審核人和審核時(shí)間,具備識別狀態(tài)異?;驘o(wú)法識別的巡視點(diǎn)匯總查詢(xún)功能。 

設備告警確認:提供設備告警分析、告警查詢(xún)確認、主接線(xiàn)展示、間隔展示功能,包括設備名稱(chēng)、部件名稱(chēng)、缺陷類(lèi)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(shí)時(shí)監控畫(huà)面鏈接快捷跳轉,可人工查看告警設備實(shí)時(shí)監控畫(huà)面,人工核查告警信息是否屬實(shí)和反饋意見(jiàn)錄入。 

巡視報告生成:系統具備查詢(xún)、瀏覽、輸出功能。在巡視任務(wù)審核完成后自動(dòng)生成巡視報告;具備通過(guò)設備區域、間隔名稱(chēng)、設備類(lèi)型、檢測類(lèi)型、巡視時(shí)間段等組合條件,查詢(xún)歷史巡視報告功能;任務(wù)查詢(xún)具備查詢(xún)、重置、導出、查看報告功能。 

巡視結果分析

歷史數據分析:系統整合各類(lèi)設備的歷史巡檢數據,形成設備的歷史狀態(tài)數據曲線(xiàn),更直觀(guān)的反應設備的狀態(tài)變化趨勢,通過(guò)分析不同時(shí)間段內不同設備數據間的曲線(xiàn)波動(dòng)及走勢,從宏觀(guān)上把控常見(jiàn)故障及其產(chǎn)生原因,從而達到提前發(fā)現問(wèn)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(guān)聯(lián),自動(dòng)分析其變化趨勢和關(guān)聯(lián)關(guān)系,發(fā)現數據達到報警閥值時(shí)自動(dòng)告警,當這些數據的發(fā)展趨勢可能影響電力設備正常運行時(shí),系統提前預警,從歷史數據的趨勢及特征中,提取有價(jià)值的信息,提醒運檢人員重點(diǎn)關(guān)注或現場(chǎng)檢查,預防設備運行隱患。 

巡視智能聯(lián)動(dòng)

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(lián)動(dòng)功能;主輔監控系統向巡檢主機發(fā)送聯(lián)動(dòng)信號,巡檢主機接到聯(lián)動(dòng)信號后,根據配置的聯(lián)動(dòng)信號和巡檢點(diǎn)位的對應關(guān)系,自動(dòng)生成巡檢任務(wù),由機器人或視頻對需要復核的點(diǎn)位進(jìn)行巡檢,復核點(diǎn)位巡檢完成后,可在巡檢主機查看復核結果。



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