500 kV无人值守变电站巡视质量的智能优化

石磊，王剑宏，徐明，戴建根，张维，

（1.国网浙江省电力公司检修分公司，杭州311232；2.国网浙江省电力公司衢州供电公司，浙江衢州324002）

500 kV无人值守变电站巡视质量的智能优化

石磊1，王剑宏2，徐明1，戴建根1，张维1，

（1.国网浙江省电力公司检修分公司，杭州311232；2.国网浙江省电力公司衢州供电公司，浙江衢州324002）

500 kV无人值守变电站发展的关键是能够随时掌握设备运行状态，因而对日常的巡视质量要求很高。为此提出应以智能化巡视技术辅以先进的检测工具和在线监测装置为发展方向，可有效提高500 kV无人值守变电站的巡视质量。

变电站；无人值守；智能化；检测工具；在线监测；巡视质量

随着浙江电网500 kV变电站高度数字化和智能化的推进与发展，以及220 kV变电站无人值守模式的推广应用，500 kV无人值守变电站的运行模式已初步形成。但是，由于500 kV变电站占地面积较大，虽然2009年以后大多采用了占地面积相对较小的GIS或者HGIS设备，但总的设备数量仍较220 kV变电站多，且种类复杂，各种检测数据的提取、分析及记录都有待优化，维护和管理水平有待提高。因此，500 kV无人值守变电站发展的关键是能够随时掌握设备运行状态，500 kV无人值守变电站的巡视质量能够显著提高。

1 500 kV变电站巡视工作面临的问题

1.1 500kV变电站的管理现状

目前主干网架中以500 kV（西北电网是750 kV）超高压电网为主。由于500 kV变电站供电半径较大，需要跨地区设置，所以它的无人值守模式只能是通过全省统一调度监控实现的监控中心加运维站的模式，巡视管理不如220 kV单一地区小区域电网的无人值守模式灵活。

500 kV变电站由于网架电压等级较高，设备及导线的绝缘等级要求也相对较高，因而占地面积大，一次设备体积庞大、种类繁多、结构复杂，各种保护及自动化系统配置复杂，对巡视的工作量和内容要求也更加严格。

1.2 500kV变电站的运行维护

500 kV变电站实现无人值守运行维护主要依赖于设备状态检修管理，在正常的停电检修、系统运行方式调整以及突发事故的应急处理工作中，由于500 kV系统具有维持电网稳定的重要作用，涉及的两票工作内容较复杂，对人员的工作责任心要求更高，以致无法将更多的精力投入到巡视工作中，使巡视工作的精细化程度得不到提高，因而急需更多巡视新技术。

1.3 500kV变电站发展规模的影响

由于500 kV变电站的设备改造、扩建或新建工程比220 kV变电站复杂得多，有大量的设备要增加和更新，需要进行检测、在线监测和维护的设备也很多，日常巡视维护的工作量逐年增大，若运维人员仅凭借经验有可能造成巡视质量的下降。

2 500 kV无人值班巡视策略

2.1 500kV无人值班巡视管理优化

2.1.1 220kV操作站模式的巡视要求

常规220 kV操作站对无人值守变电站的巡视要求是：操作站操作人员除了完成所列职责外，还必须完成每周至少2次正常巡视、每季至少1次全面巡视、每月至少1次熄灯巡视和特殊巡视。

2.1.2 500 kV运维站模式的巡视要求

500 kV无人值守变电站的巡视要求可分为正常巡视（每2天不少于1次）、全面巡视（每月不少于2次）、专业巡视、熄灯巡视（每月不少于1次）和特殊巡视。

除了上述规定的巡视外，另外还增加了对具有远程巡视功能的无人值守变电站，应在运维站每天进行2次远程巡视，检查所辖无人值守变电站的各类设备运行及安全情况，并将巡视情况在运维日志中做好相关记录，包括对无人值守变电站消防、安防、技防等辅助设施的检查情况。对安装有智能化巡视机器人的无人值守变电站，应通过机器人每天对无人值守变电站进行巡视和红外测温，运维人员还应定期对机器人巡视数据进行分析。熄灯巡视是指夜间熄灯状态下的巡视，主要检查绝缘放电闪络、接触不良使电阻值升高导致的发热等情况。

2.1.3 500kV运维站模式的优化

新的500 kV无人值班巡视内容较220 kV操作站已有所改进，在220 kV变电站常规巡视内容的基础上新增了专业巡视。专业巡视是指为深入掌握设备状态，由运维、检修、设备状态评价人员联合开展的对设备的集中巡查和检测，从而使正常巡视质量得到了进一步的提升，同时能有侧重地针对巡视中发现的问题进行跟踪监视，以遏制设备异常和缺陷的发展，容易实现闭环。此外，还包括一部分特殊巡视的任务，便于交叉检查，防患于未然。500 kV变电站与220 kV变电站的巡视内容对比见表1。

从表1可以看出，优化后的500 kV无人值班巡视中正常巡视、熄灯巡视、特殊巡视比例有所下调，但全面巡视比例明显上升，同时还新增了专业巡视的相关内容，在一定程度上减轻了熄灯巡视和特殊巡视的压力，并尽可能排除了在非正常条件下巡视所带来的弊端，能够尽早发现设备隐患。另外，专业巡视也是对正常巡视和全面巡视内容的补充，为运行设备提供了专业检修方面的运行维护经验。

2.2 500kV无人值班巡视新技术

随着新技术的发展，在500 kV变电站巡视应用中出现了远程智能监控巡视（包括一次设备场地、继保室及通信、消防、安防设备室）、智能机器人巡视、巡视路线智能优化掌上PDA对应智能终端PDA的人工识别巡视（以下简称人工识别巡视），从巡视路线规划、巡视区域划分、巡视人员分配等各方面综合考虑，并使其与人工识别巡视、保护小室远程智能巡视以及机器人巡视等分工职责相结合，从技术层面对当前500 kV无人值班的巡视工作进行优化和改善。各类巡视新技术的应用评估见表2。

表1 500 kV与220 kV巡视内容对比

表2 设备巡视中新技术应用评估

由表2可见，针对不同的巡视对象，新技术可以应用到不同的巡视分工职责面上，所辖的各个站或者各种巡视技术可以同时进行也可以交叉进行，同时可以进行有侧重点的特殊巡视，也可以进行全面统一的全面巡视，使得巡视既可以多样化，又有双重化保障，在保障巡视效率的同时也兼顾了巡视质量的提高。

采用远程智能监控巡视以后，单位间隔巡视花费的时间较以前的人工巡视有所减少，有效提高了巡视效率和质量。

从工作效率来看，智能机器人巡视和人工识别巡视虽然比不上远程智能监控巡视，但是它们的巡视范围更全面，巡视细节到位且更容易发现缺陷或异常，而且还可以采用分时、分区、逐步细化的原则来实现，也可以根据巡视路线最优化的原则来安排巡视计划。通过无线WiFi或GPS技术，由主机网络输入到机器人和PDA的电脑芯片，进行预警提醒并完成相应的巡视任务。依据变电运行巡视指导书制定500 kV变电站巡视标准化作业电子系统，巡视结果以“√”或“×”表示，存在的问题在“发现问题及结论”栏中具体说明，如无不良工况则在该栏目中填写“正常”。每完成一部分区域巡视工作后，由相应巡视设备模块通过无线信号发回当地变电站后台中继管理系统再转至运维站。这种方式既推动了人工巡视向无纸化作业发展，也保证了巡视质量。

从表2中巡视质量可靠性评估的结果来看，智能机器人的巡视质量比人工识别巡视稍差，从巡视细节的针对性和巡视范围的大小来看，它还不能很好地满足巡视任务的需要，因而需要人工识别巡视来补充和完善。

综上所述，采用以智能巡视终端的人工识别巡视为主，巡视工作量和频次适当减少，以常态化智能巡视机器人、运维站主站的远程智能监控系统等作为补充手段，巡视频次适当增加，这种灵活的新巡视策略，能够从根本上提高巡视工作效率和巡视质量。

3 500 kV无人值班巡视的发展规划

3.1 变电运维一体化

目前输电和配电运维一体化已在公司系统普遍实施，而变电运维一体化尚在起步阶段。伴随着“三集五大”大检修体系建设的重要内容之一变电运维一体化进程的深入，D级检修的带电检测和运行业务的设备巡视将统一成设备巡检，500 kV无人值班巡视将有大量的辅助检测工具应运而生，如比较常见的红外线成像测温仪、紫外线成像电晕检测仪、SF6气体红外线检漏仪（包括GIS或者HGIS气室在内的SF6设备）、GIS超声波局放测试仪等。这些检测工具将重点检查设备接头有无过热、电晕、放电等现象，对巡视起到良好的辅助作用。

另外，D级检修的专业巡视也分别和运行业务的正常巡视、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视高度融合，很好地整合了巡视内容方面的要求。

与此同时，500 kV无人值班巡视检测技术的发展不仅提高了巡视结果的科学可信度，避免了运维人员仅凭借经验判断的不足，也进一步促进了500 kV运维站运维一体化工作的开展，使变电运行与维护能够高度融合，运维人员能够同时掌握运行和维护的专业技能，只要装备配置到位，最终可以实现变电设备全部运维业务一体化。

3.2 在线监测装置对巡视的作用

500 kV无人值班巡视离不开大量在线监测装置的辅助应用，而变电设备状态监测系统则是现场一次设备安全稳定运行和集中管理在线监测装置的保障。变电设备状态监测系统是由在线监测装置、CMU（综合监测单元）、CAC（状态信息接入控制器）、CAG（状态接入网关机）、变电设备状态监测主站系统及相关的信息传输通道组成的，能够对变压器、容性设备、避雷器、高压断路器、高压组合电器、蓄电池、隔离开关等主要变电设备进行监测，并整合至生产管理系统中。

大量在线监测装置的应用减轻了500 kV无人值守变电站的巡视压力，由它们组成的变电设备状态监测系统便于运维部门、检修部门和调控部门的分级或分层巡视，可分别针对所辖变电设备在线监测数据进行监控和查询统计，通过在线监测告警信息发现影响设备运行的缺陷并上报，由此实现对在线监测数据的日常数据巡视（2 h 1次）和专业数据巡视（数据正常状态时每周不少于3次；数据告警或注意时立即进行1次并且每天不少于1次）。

但是，由于在线监测装置目前还不够成熟、装置的故障自检功能不够完善，尚在初期试运行阶段，因此除了需要在生产管理系统中远程监视所辖变电设备的在线监测数据外，还需要巡视在线监测装置本身的运行情况和它的现场站内CAC控制器、各类CMU综合监测单元，并及时将在线监测装置异常、数据异常等情况上报。结合变电运维一体化的发展，500 kV运维站需要对现场装置进行运行巡视（不低于2天1次）和运维巡视（装置故障状态时当天安排1次），其中运行巡视可以与一、二次设备的运行巡视同步进行，根据变电设备在线监测运维巡视卡或指导书的有关内容，将其作为500 kV变电站巡视标准化作业电子系统的内容之一，按间隔、区域等进行归类。

4 结语

通过对新的500 kV无人值守变电站和日益成熟的220 kV无人值守变电站运行模式下的巡视质量比较，分析了500 kV无人值守变电站运行模式下多种巡视方法的优势，通过对新技术、新检测工具和在线监测装置的优化，可在减少巡视工作量的同时明显提高巡视质量，有效提高设备日常运行和维护管理的水平。

[1]Q/GDW 231-2008无人值守变电站及监控中心技术导则[S].北京：中国电力出版社，2009.

[2]Q/GDW 538-2010变电设备在线监测系统运行管理规范[S].北京：中国电力出版社，2011.

（本文编辑：龚皓）

Intelligent Optimization on Inspection Quality of 500 kV Unattended Substations

SHI Lei1，WANG Jianhong2，XU Ming1，DAI Jiangen1，ZHANG Wei1
（1.State Grid Zhejiang Maintenance Company，Hangzhou 311232，China；2.State Grid Quzhou Power Supply Company，Quzhou Zhejiang 324002，China）

The key of 500 kV unattended substation development is to timely understand the operation status of the equipment.Therefore，there are high requirements on routine inspection quality.The paper proposes a development orientation which integrates intelligent inspection technology with advanced inspection tools and online monitoring devices，which could improve the inspection quality of 500 kV unattended substations.

substation；unattended；intelligent；inspection tool；on-line monitoring；inspection quality

TM764.2

：B

：1007-1881（2014）04-0026-03

2013-11-27

石磊（1982-），男，湖北襄阳人，工程师，从事变电运行、维护与管理工作。