智能变电站运维技术及设备故障处理分析

　　0　引言

　　智能变电站实现了运维信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化，智能变电站具备自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量等基本功能，同时具备适时自动控制、智能调节、在线监测、远方操作等高级功能。智能变电站与传统变电站相比，具有占地小（减少占地30%）、可靠性高（全数字智能化）、环境适应能力强等优点。变电站内各母线、开关间隔、继电保护设备在正常运行情况下，相关技术参数对比相差不大。但如果运维设备发生故障，智能变电站就可以通过手机、平板电脑等设备迅速进行故障处理，及时切断故障点，使电网恢复至正常运维状态。

　　1　智能变电站全数据共享运维技术提高信息化高性能云计算能力

　　1.1 实现在线检测和测控保护技术相融合

　　智能变电站使用的是标准数字化、信息化接口，融合在线检测和测控保护技术于一体，智能化设备是智能变电站的关键。随着云计算、大数据、人工智能等IT技术的发展和行业融合，智能电网、智能变电站建设迎来新的发展机遇。尤其是大数据，电力企业的数据具有分散性、多样性和复杂性等特征，有效对其进行感知、获取、管理、处理和分析是极大的挑战。

　　1.2 实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动

　　智能变电站采用先进的传感器，运用信息、通信、控制、智能等技术，以数字化、标准化和规范化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动等功能，达到减少占地空间、提高变电可靠性、支撑电网安全运行的目的。

　　1.3 实现电力设备的可靠性评估及输变电设备的状态检修

　　智能变电站通过全数据共享，集合了各系统的信息，规范数据类型，形成丰富的大数据样本，可以完成电力设备的可靠性评估及输变电设备的状态检修，为电网的安全稳定运行及智能电网的自愈即时提供保障。采用智能监控，使运维人员能够从集成安装到变电站站点实施一体化，并通过提供全流程现场调整与优化，有力保障系统上下层的安全性，并且确保与智能变电站使用的操作系统及上层应用软件具有良好的兼容性，免去了智能变电站计算平台的后顾之忧。

　　1.4 实现变电站智能运维

　　当人工智能（AI）与变电站运维场景相结合时，运维人员可以通过摄像机、传感器等前端设备进行视频图像等数据采集和实时分析，实现变电站的智能运维。AI的运用需要有算力和算法的支撑，Atlas人工智能计算可以联合多家电力行业打造智能变电站运检方案。

　　2　运用变电站智能技术实现设备故障风险管控

　　2.1 智能变电站运检方案助力电网客户实现变电站智能运维

　　以气体隔离开关（GIS）设备压力表状态识别为例，过去人工巡查一般两天一次，工作烦琐且效率低。现在通过AI自动识别，准确率超过99%，通过与移动端App联动实现实时信息推送，帮助客户降低人力成本50%。智能运维可有效监测设备状态。传统方式采用人工巡检，需要运维人员前往站点进行目视监测。这种方式存在检测的实时性不强，导致设备出现实时状态检测不准确等问题。

　　2.2 智能变电站运检方案可有效监管变电站的周界安全

　　变电站如果出现烟火或者外来入侵等情况，会对站点的安全造成威胁，必须及时处理。虽然现在大部分变电站及其周边都安装了摄像头，解决了远程可视的问题，但海量视频只是本地存储，事后调看，难以及时进行风险预警。智能方案运维解决了人工在进行检修和维护时的安全规范问题。这些问题目前主要依靠安全政策宣导为主，缺少数字化、智能化的有效管理方案，智能运检方案则避免了人力面临的风险。

　　2.3 根据紧急程度划分信息和报警方式

　　智能变电站的信息应根据不同的紧急程度进行划分，并配置不同的声光报警和画面显示方式。报警信息的来源应包括所采集的来自所属各变电站的信息，及智能变电站系统自身运行的状态。报警信息记录应完整，且便于检索。智能变电站一般应配置自动化系统、集控防误系统、远程图像监控系统和生产信息管理系统等；根据需要，还可配置设备在线监测系统、故障信息分站系统、电能计量分站系统等，以及为保证智能变电站正常运行的电源、通信等辅助系统、辅助设备。

　　2.4 确保电网和一次设备安全可靠

　　智能变电站在保证电网可靠运行基础上，应能够确保一次设备安全可靠，这就要求变电站应选用设计完善、工艺优良、运行业绩优异的产品。在同一地区同一电压等级上，宜采用统一的接线方式和设备配置原则。智能变电站站用变压器应在满足电网运行需要的情况下择优选取调压方式，主变压器冷却系统等应具备可靠性高、维修量少以及自动控制等特点。

　　3　运用变电站智能体系提升故障处理能力

　　3.1 实现即时监测

　　智能变电站实现了即时监测，能够实时监控站内配电柜各种电压、电流、频率、功率、电源开关情况等参数，实现各类参数多级别报警设定，超过阈值报警。同时，能够监测关键电源开关是否跳电或关闭电源等情况，当开关跳闸或关闭电源时，全自动报警并记录。

　　3.2 即时收集相关自然环境数据

　　变电站智能体系可能通过传感器即时收集相关自然环境数据，比如温度湿度、浸水、SF6浓度值等相关信息，在站端服务平台实现信息聚集，并分享至运维管理中心，转化成曲线图和表格，便于实现实时监控、历史时间查询、数据分析，数据发现异常时能够联动报警。

　　3.3 提高变电站的运作维护效率、可靠性、安全性

　　断路器拒绝合闸常见的故障是在远程操作断路器时拒绝合闸，此种故障会延迟事故的消失，有时甚至会使事故扩大。智能变电站辅助监控系统能够提高变电站的运作维护效率，提高系统可靠性，确保变电站的安全生产工作。智能变电站无须人值守，可远程操控、数据传送、智能故障诊断和处理，运检效率较高。

　　3.4 断路器操作故障处置确保操作设备的稳定性

　　断路器如果跳闸绿灯熄灭而合闸红灯不亮，则可能是合闸红灯灯泡烧坏。如果控制开关和合闸线圈动作均良好，而断路器呈跳跃现象（跳闸绿灯熄灭后又重新点亮），此时操作电压正常，这种现象说明操作机构有故障，例如操作机构机械部分不灵活或调整不准确、挂钩脱扣等，则应将操作机构修好或调整后，再行合闸。

　　4　结语

　　综上所述，智能变电站是智能电网的基石和重要支撑，是承载和推动新一轮能源革命的基础平台之一。智能变电站运维技术应以电网发展需求为出发点，需要电网企业持续研发和创新，开发更加智能化的产品和解决方案，为智能电网建设提供坚实有力的计算平台。Atlas人工智能计算在变电站运维技术方面的应用，能够为构筑新型智能电网打下坚实的技术基础。