变电站立体化智能巡检系统应用分析

白雪艳

摘要：传统人工巡检模式效率低、质量差，且造成大量人工、车辆等资源的浪费。依托高清视频、智能巡检机器人、移动作业终端等智能手段，建立“立体化、智能化”的变电站巡检系统，提升巡视质效，解决人工巡视盲区问题，减轻一线运维班组负担，全面提升运维管理水平。

关键词 ：变电站、高清视频、机器人、移动作业终端

前言：随着电网规模日益扩大，变电运维专业结构性缺员问题日益突出。变电运维班组除了完成日常倒闸操作、巡视维护、PMS系统填报等运维基础工作外，还承担安监、工会、党建等部门布置的一系列专项工作。随着运维人均工作量的增加，运维人员责任意识弱化，精力难以保证，技能技术水平明显下降，在重复性低技术含量的人工巡视中存在疏忽大意和不规范性，严重影响了变电设备运维安全。为提升变电站运维巡视质效，扩大变电站设备巡检覆盖率，以替代人工现场例行巡视为目的，引导运维人员逐步减少重复、简单、单一的变电站设备外观检查、外部环境巡视工作，将有限的人力资源重心放在设备缺陷隐患跟踪、设备状态管控、标准化安全倒闸操作上。

一、智能巡检系统应用现状

中心自2017年就积极推进智能运检系统建设，历经四年，在高清视频、移动作业、智能巡检机器人等方面的应用已日渐成熟，并取得了阶段性成效，设备感知力和现场管控力得到有效提升。通过科学评估、分步实施，稳步推进业务“机器代人”，提升运维巡视质效，迈出传统运维巡视模式向智能模式转变的第一步。

1.1高清视频

中心高清视频辅助系统建设试点项目涵盖9座变电站，其中有4座220千伏变电站，5座110千伏变电站。以220千伏某变电站为例，视频监控智能巡视项目表，主要分为主变场地巡视、220千伏场地巡视、110千伏场地巡视、避雷器表计抄录巡视、主控室巡视、10千伏高压室巡视等六大项目。巡视采用手动巡视和智能巡视两种方式进行，每一巡视小项结束后系统自动截取一张相应设备的图片，如若巡视项目中涉及表计（SF6气压表、避雷器泄露电流表、主变温度指示计等），系统还会智能识别表计读数;如涉及开关、刀闸分合闸情况，系统还会智能对其进行判别，巡视完成后自动生成巡视报告并可以上传至PMS。

1.2智能巡检机器人

按照220千伏及以下站集中式配置的原则，中心以“一拖三”的方式涵盖4座220千伏变电站以及11座110千伏变电站。在站端场地基建、网络接入、点位调试、运维验收等环节后，以220千伏某变电站（常规变电站）为试点，全面开展变电站智能巡检机器人例行巡视及一次设备红外普测工作。该站场地大、间隔数多，利用智能机器人对220千伏、110千伏、主变场地断路器、隔离开关、母线、CT、PT、电容器组等连接部位电流型、电压型发热的红外线测温及精准测温;对户外一次注油设备的油位进行监测;SF6断路器气体气压、避雷器泄漏电流、动作值读取;断路器、隔离开关位置读取工作。截止目前，智能机器人巡视点位8251个，巡视次数52次，总时长超过五千分钟，通过红外测温和外观观察发现缺陷57项，其中危急4项。

1.3移动作业终端

中心所辖34座变电站（含开闭所）已全面覆盖使用，现已实现设备巡视、维护、数据抄录、轮换试验、精益化评价等变电运维基础工作无纸化作业;共进行巡视作业3621次，数据抄录近6万条。220千伏变电站全面巡视平均时间（包括巡视前的准备、巡视过程标准卡填写、巡视后数据录入、资料整理等）从4小时减少到1.5小时。通过移动作业平台解决工作受人为因素影响、耗时高等问题，同时巡视人员工作质量也能受到各级管理部门的监督。

二、存在问题及解决措施

2.1高清视频

以220千伏某变电站为例，存在的主要问题有：人工核对工作量大，目前，智能巡视诊断方法不全面，智能诊断结果常常不准确，巡视完成后还需人工核对所有811张截图，耗时近1个小时;摄像机覆盖不全，站用变、电容器组、直流系统、10千伏继电保护室、0.4千伏配电室、消弧线圈等室内未配置摄像机，存在视频盲区;智能识别精度有待提高，视频对仪器仪表智能读数不准确，表计智能识别功能有待拓展。例如，目前能够识别部分避雷器表计中泄漏电流值，SF6气体压力值，变压器温度计，不能识别避雷器表计避雷器动作次数。

解决措施：为切实降低人工巡视频率，保证巡视效率，需对10千伏保护室、高压配电室、电容器室等视频覆盖盲区新增摄像机布点，确保全面覆盖例行巡视范围。

同时，积极与视频辅助系统厂商沟通，通过开发图像自动识别和筛选功能，实现对设备异常照片的智能识别和筛选，进一步减轻运维人员巡视工作负担。

2.2智能巡检机器人

巡视时间过长;一座220千伏变电站加上三座110千伏变电站共用一台机器人，存在费时费力的搬运环节，机器人在输运途中还存在被损坏风险。

另外通过巡视发现站内部分摄像机存在画面卡顿、掉线及点位偏移的问题;机器人针对表计识别的传统图像识别方法由于受到复杂背景、光线条件等因素的影响，检测与识读的整体准确率仍然较低。

解决措施：实行变电站单台机器人固定配置;机器人开展表计识别、红外测温的周期调整至全面巡视周期开展;通过机器人开展例行巡视时仅对设备外观全景进行巡视，不再进行表计识别、红外测温，以提高机器人工作效率。

及时联系厂家维护人员进行处理整改，并对服务器进行升级，保障系统稳定运行。

完善升级现有变电站视频辅助系统，实现视频、图片分析技术，有效补全机器人巡检盲区，实现变电站设备巡视全面覆盖。

2.3移动作业终端

移动作业终端配置数量不足，目前8人共用一台，移动终端已有应用功能没有拓展使用。

解决措施：增加终端配置数量，达到平均2人配置一台，满足作业需求。

拓展移动终端功能。一是将缺陷智能识别技术定融入移动应用中，实现移动终端对设备缺陷的智能识别以及记录;二是将操作票与工作票纳入移动终端管控。运检人员可持移动终端开展倒闸操作与现场工作，两票信息自动传至PMS并生成相关记录，实现两票业务线上全流程管控等。

三、智能巡檢系统深化应用

通过整合机器人、视频和移动作业终端的优势，与PMS 深度融合，实现对站端设备的远程监视，替代例行巡视、部分特殊巡视和现场无作业的电网风险管控;从智能巡检工作实践中提炼变电运维专业日常管理流程与标准，并将智能巡检系统远方巡检工作纳入到变电运维日常管理工作中，形成日、周、季和年度工作标准，构建变电运维全面全员全过程管理的常态长效机制，全面提升依托智能巡检系统智能管理水平。

结论：通过高效利用机器人、视频和移动作业终端等智能工具，构建立体巡检体系，建立完善巡视智能化管理模式，替代人工开展巡检工作，实现变电站内全天候、全方位、全自主的智能巡检，可有效解决传统运维思维和工作模式不适应电网快速发展的问题，缓解运维专业缺员矛盾。