結合前篇關于數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)架構的概述，本文進一步詳細介紹了數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)的各項優(yōu)勢，并通過大立科技真實產(chǎn)品的使用案例驗證變電站設備智能巡視系統(tǒng)在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行方面的優(yōu)勢與高效性。
數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)
——系統(tǒng)優(yōu)勢與實踐應用 ——
隨著社會經(jīng)濟的高質量發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)增長，變電站巡視人員減少與變電站數(shù)量不斷增長之間的矛盾日益突出，為了保障變電站的運行環(huán)境安全，保證電力設備穩(wěn)定可靠運行，需要采用更科學的方式對變電站內的環(huán)境、電力設備進行監(jiān)視及巡檢，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并處理。傳統(tǒng)人工巡視方式受變電巡檢人員自身專業(yè)素質和專業(yè)技能因素影響較大，已不能滿足變電站“站多人少”的工作現(xiàn)狀和社會對供電質量的更高需求，變電站智能巡視系統(tǒng)應運而生。
大立變電站數(shù)字化智能系統(tǒng)是采用先進、可靠、集成和環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本的常規(guī)工作，具備支持電網(wǎng)智能調節(jié)、智能自動控制、在線分析決策等功能，充分發(fā)揮紅外技術引領作用的信息化、智慧化、立體化巡護模式。
系統(tǒng)優(yōu)勢
#智能化巡視，從“人為”到“自動化”#
伴隨著電力系統(tǒng)的日益復雜，線路巡檢和維護所面臨的分布廣、距離長、環(huán)境復雜、難度高、人員少等難點日益凸顯，傳統(tǒng)人工巡檢已經(jīng)無法滿足要求，數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)從變電站內實際需求出發(fā)，逐步替代人工展開作業(yè)，設計并實現(xiàn)了整套巡檢流程。替代了紙質記錄的原始方式，完善變電站內全面感知手段，提高了變電站巡視的可靠性、及時性，同時也提升了變電設備缺陷發(fā)現(xiàn)的及時率和正確率。
智能巡視
巡視主機可對感知設備進行控制，根據(jù)需求配置巡視任務，分配固定和臨時巡視任務，支持人工、遠程控制，包括且不限于全景監(jiān)視/設備外觀狀態(tài)巡視/聲紋巡視/設備工作溫度狀態(tài)巡視，電壓表、電流表等表計指示，SF6壓力等表計指示，開關、接地刀閘、貯能狀態(tài)及電氣指示檢測，表計識別分析/狀態(tài)指示燈自動識別/空開狀態(tài)識別/旋鈕開關位置識別/保護壓板位置判斷等，實現(xiàn)變電站的自動化巡視任務管理。
智能感知
系統(tǒng)采用全新的紅外設備建模技術，精確框取具體的測溫部件，使得在多設備的復雜畫面中準確定位測溫的部位，提高測溫的準確性，更清楚、更直觀。內置200萬像素高分辨率熱像儀搭配精確測溫技術（輪廓法測溫、多設備多點高效測溫）、故障設備自動監(jiān)測技術以及紅外全景圖技術，能夠輕松自動識別畫面中需要測溫的所有設備，完成對變電設備360°全景測溫，提升巡檢效率。
智能安全
異物識別（漂浮物、鳥巢等）
行為識別（未戴安全帽、人員倒地、人員入侵、打電話等）
狀態(tài)實時監(jiān)控
支持高清視頻巡視畫面，對變電站主設備實施全天候監(jiān)控，系統(tǒng)運行維護人員可以通過主機對站內設備及現(xiàn)場進行監(jiān)視，時刻做好防盜、防火、防人為事故工作，隨時進行畫面切換，實現(xiàn)設備信息和關鍵狀態(tài)全時獲取，遠程查看設備運行狀態(tài)、運行環(huán)境、現(xiàn)場人員行為和消防安全狀況。
數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)主機通過對設備狀態(tài)、圖像和運行環(huán)境數(shù)據(jù)采集，進行數(shù)據(jù)分析，生成巡視報告，并提供設備診斷、異常點位查詢及缺陷數(shù)據(jù)智能告警和閾值告警。
實時健康評估
狀態(tài)數(shù)據(jù)實時分析，對當前數(shù)據(jù)進行閾值及增長率判斷和告警，基于設備的在線感知、帶電檢測、停電實驗和不良工況等多維多源數(shù)據(jù)，對設備的狀態(tài)趨勢進行全面分析，實現(xiàn)主設備整體及部件的健康狀態(tài)評估。
實踐應用
#大立科技產(chǎn)品案例分享#
項目背景
某1000kV交直流合建特高壓變電站，具有電壓等級高、占地面積大、設備結構復雜、巡檢任務繁重、人員作業(yè)風險高等特點。變電運維和檢修人力資源均不足以支撐設備管理精益化工作目標，重復性工作的疲勞性勢必會導致巡視檢測低質現(xiàn)象，非常有必要拓展變電專業(yè)信息化、智能化技術應用。
特別是在出現(xiàn)故障（異常）時，運維人員需要近距離接觸設備，安全風險非常大；同時特高壓變電站在電網(wǎng)中的位置十分重要，現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要用于變電站安防，布點不足、清晰度較低，需建設特高壓智能巡視系統(tǒng)，提升運維人員對設備運行狀態(tài)的實時感知能力，強化日常巡視技術手段，在保證人員安全的前提下，確保特高壓設備時刻處于在控狀態(tài)。
通過建設特高壓交流變電站數(shù)字化智能巡檢系統(tǒng)，借助于智能機器人巡檢，實現(xiàn)智能機器人與高清視頻聯(lián)合巡視，建設智慧巡檢平臺，對數(shù)據(jù)整合、優(yōu)勢互補，并最終將數(shù)據(jù)推送至相關業(yè)務系統(tǒng)，更好地發(fā)揮機器人數(shù)據(jù)的作用，巡視覆蓋全面、無遺漏，極大提升巡視準確性，視頻智能識別自動生成巡視報表，并進一步減輕甚至替代運行人員完成重復和繁瑣的巡檢工作。
項目現(xiàn)狀
某1000kV交直流合建特高壓變電站，站內巡視主要依靠人工巡視與機器人巡視互補，存在人工巡視工作量大、特殊環(huán)境下作業(yè)風險高，機器人巡視周期長、設備故障時特巡效率低等問題。為提升特高壓變電站設備狀態(tài)感知和風險管控能力，決定開展智慧巡檢系統(tǒng)建設。
建設原則
安全第一：現(xiàn)場施工時堅持嚴格遵守有關安全規(guī)章制度和特高壓站運行規(guī)定，作業(yè)人員與帶電設備保持足夠的安全距離；現(xiàn)場攝像機安裝便于日常維護并可靠接地；無線攝像機、巡檢機器人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接入內網(wǎng)采取信息安全防護措施。
充油設備全覆蓋：對主變壓器、高壓電抗器等充油設備儀表、外觀進行全覆蓋布點，加強監(jiān)測頻率，實現(xiàn)設備狀況遠程檢測，保障運維人員人身安全。
設備外觀全覆蓋：全面梳理設備外觀類巡視項目，充分利用高清攝像機反應速度快、智能機器人巡視靈活、無人機全方位立體巡視等優(yōu)勢，選擇合理位置和方式安裝視頻裝置，做到設備外觀全面覆蓋。
精準投資：堅持設備最大化利舊原則，充分利用特高壓交流變電站內現(xiàn)有在線監(jiān)測、 數(shù)字化表計、工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡設施等資源進行復用或改造，避免重復建設和投資浪費。
建設目標
通過對某座1000kV交直流合建特高壓變電站智能巡視系統(tǒng)完善化建設，實現(xiàn)對全站1000kV HGIS區(qū)域、主變壓器區(qū)域、高壓電抗器區(qū)域、±800kV直流場、±800kV直流高、低端閥廳、500kV HGIS區(qū)域、110kV區(qū)域、站用變等區(qū)域的智能巡檢工作，杜絕巡檢設備時的人身風險，有效減輕運維人員現(xiàn)場巡檢工作量，利用巡檢機器人、高清視頻裝置、無人機等自動化設備，科學推進人工替代，提升重大活動保電、負荷高峰巡檢頻次，實現(xiàn)設備狀態(tài)全天候、不間斷跟蹤檢測，實現(xiàn)以下目標：
- 通過部署適當數(shù)量高清攝像機、巡檢機器人、無人機等巡視裝置，實現(xiàn)全站區(qū)域的自動化巡檢，避免人員巡檢過程中由于設備區(qū)突發(fā)故障造成運維人員人身傷害；
- 通過全自動巡檢，替代全站的人工例行巡視，減輕值守人員工作負擔；
- 通過全自動巡檢后臺數(shù)據(jù)的集成、分析、告警，實時掌握設備的狀態(tài)，提醒值班人員提前進行預判。
主要設備
數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)主要采用云臺、槍機、球機、微型攝像機等可見光攝像機，云臺雙光譜、固定槍機等紅外熱成像攝像機，室外輪式機器人、室內掛軌機器人等巡檢機器人，輕型多旋翼無人機、中型多旋翼無人機等巡檢無人機，聲紋監(jiān)測裝置等技術。
技術方案
設計方案遵循標準
數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)規(guī)劃設計須按照國標、國家和行業(yè)的有關標準和規(guī)范進行。本設計將依據(jù)和參照以下的設計規(guī)范和要求進行，但不僅限于以下所列范圍——
-GB/T 2423.3-2016《環(huán)境試驗 第2部分：實驗方法 實驗Cab：恒定濕熱試驗》
-GB/T 15153.2-2000《遠動設備及系統(tǒng) 第2部分：工作條件 第2篇：環(huán)境條件（氣候、機械和其他非電影響因素）》
-GB/T 30149-2019《電網(wǎng) 通用模型描述規(guī)范》
-GB/T 36572-2018《電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護導則》
-DL/T 664-2016《帶電設備紅外診斷應用規(guī)范》
巡視布點原則
巡視點位設置滿足室內外一次、二次及輔助設備設施巡視覆蓋要求，包括設備外觀、表計、狀態(tài)指示、變壓器（電抗器）聲紋、二次屏柜、設備及接頭測溫等；
巡視點位設置綜合考慮設備類型、巡視類型、現(xiàn)場設備和道路布置方式等因素；
巡視點位數(shù)據(jù)采集源包括機器人、無人機、攝像機、聲紋及主輔設備狀態(tài)監(jiān)測等，重要巡視點位采用非同源冗余巡視采集設置；
巡視點數(shù)據(jù)格式包括數(shù)值結果、可見光圖片、紅外圖譜、聲紋4類；
巡視點位按重要等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 類；
Ⅰ類點位為可能表征設備直接出現(xiàn)危急缺陷的巡視點位，Ⅰ類點位滿足100%巡視覆蓋；
Ⅱ類點位為僅可能表征設備直接出現(xiàn)嚴重缺陷的巡視點位；
Ⅲ類點位僅可能表征設備出現(xiàn)一般缺陷的巡視點位；
Ⅰ類及部分Ⅱ類重要巡視點位優(yōu)先采用非同源雙覆蓋。
例如高清視頻+機器人巡檢，高清視頻+在線監(jiān)測等冗余巡視配置。
智能圖像巡視設備的配置、布點，以滿足各業(yè)務場景為目標，按照“一機多用、一點多用”原則開展。
點位不得布在站內設備的垂直正上方，或空調管道的垂直正下方；不得影響現(xiàn)場正常的運行，檢修作業(yè)。
高清視頻系統(tǒng)巡視點位
1·全站全景監(jiān)視
通過安裝的變電站制高點的全景相機，實現(xiàn)全站的全景監(jiān)視功能；
2·變壓器、高壓電抗器、換流變
Ⅰ類點位主要包括外觀類（本體、套管、均壓環(huán)、氣體繼電器、壓力釋放閥、壓力突變繼電器等）、表計類（油位表、油溫表、分接檔位、吸濕器）、溫度類（本體、套管末屏、套管、引線及接頭）、聲紋類（本體及調壓補償變壓器運行聲紋）；
Ⅱ類點位主要包括外觀類（冷卻系統(tǒng)滲漏油、冷卻系統(tǒng)、風扇、分界開關吸濕器、在線監(jiān)測裝置、高壓電抗器隔聲罩）、表計類（油流繼電器）；
Ⅲ類點位包括外觀類（機構箱、標識牌）、表計類（儲油柜溫度、調壓補償變壓器儲油柜溫度）；
溫度類巡視點位使用紅外圖像采集（攝像機、機器人、無人機）；
部分Ⅰ類、Ⅱ類數(shù)值型巡視點位使用在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。
（主變壓器巡視效果）
（斷路器、隔離開關、接地開關巡視效果）
（電流互感器、電壓互感器巡視效果）
（組合電器巡視效果）
（避雷器巡視效果）
巡視工作無紙化，使用數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)開啟全線上操作流程——對現(xiàn)場設備狀態(tài)和環(huán)境信息進行實時采集，系統(tǒng)實時智能分析，開展健康狀態(tài)評估、趨勢分析，由閾值判別提升為趨勢追蹤，大幅提高設備缺陷發(fā)現(xiàn)的及時率和準確率；實時診斷設備狀態(tài)，自動發(fā)現(xiàn)異常并告警，提供輔助決策，大幅提高故障研判和預警的準確率；運行人員可根據(jù)需要靈活定制巡視需求，系統(tǒng)可自動或定時生成巡檢報告，有效替代人工巡視。
通過聯(lián)合自動巡檢試點項目建設，逐步將運維人員從穿梭各變電站駐地、重復的機械工作轉化為高效的運維分析、判斷和全能業(yè)務的處理，讓運維人員真正成為設備的管理者。
