变电站二次系统智能巡视与维护技术研究

变电站二次系统智能巡视与维护技术研究

董秀清

薛家湾供电公司  内蒙古鄂尔多斯  010300

摘要：电力系统是支撑国家经济运行和保障人民生活的重要基础设施，而变电站作为保证电能传输质量的枢纽，是电力系统中不可或缺的一环。随着经济的发展，变电站数量在迅速增加，变电站内一、二次设备在迅速更新迭代，设备及其保护的精密程度逐年提高，变电站运行维护人员的承载力趋近饱和。同时，传统的依靠人员对变电站进行巡视的方法存在着一些固有的问题，如巡视的频率与次数受到限制，巡视过程中易受周围环境、操作人员因素等影响。为了解决上述问题，针对变电站的智能巡视技术逐渐成为发展的趋势。

关键词：变电站；二次系统；智能巡视；维护技术

引言

现阶段，智能变电站的广泛应用为电力行业的发展提供了重要资源。但是在应用过程中不免会因各种因素出现二次系统异常、故障等突发状况，加之当前对智能变电站信号的采集以及分析还存在极大上升空间，所以极易导致二次系统故障无法被快速精准的定位以及查明原因，进而导致整个电力系统的运行受到影响，基于此，亟需一种高效的智能变电站二次系统故障诊断技术发挥作用。

1智能巡视系统中的巡视技术

1.1摄像机巡视技术应用

摄像机巡视技术是利用各类摄像机对变电站进行全域监视和监控的技术，按照既定策略采集图像、温度等数据并上传，实时或离线地获取、查看和分析被监视区域的情况。

不同传输策略的摄像机与智能巡视系统的交互有所区别，有线摄像机将采集的图像通过光纤直传给硬盘录像机存储，硬盘录像机按智能巡视系统需求提供数据；无线摄像机将采集的图像通过物联安全接入网关直接上送给智能巡视系统。智能巡视系统与摄像机接口采用ＴＣＰ／ＵＤＰ传输协议，获取摄像机的视频和红外图谱，并实现对摄像机的控制；智能巡视系统与上级系统接口采用ＴＣＰ协议，传输任务管理、远程控制、模型同步等指令，文件传输接口采用ＦＴＰＳ协议。数据传输过程应满足入网控制、访问授权与认证、审计、保密、禁用端口、网络攻击防御、安全漏洞等信息安全要求。

根据变电站不同应用需求，需要配备不同的摄像机。变电站内需要灵活监视范围较大的设备区，通常配备云台摄像机；需要全景监控的室内设备区，通常配备球机摄像机；变电站内可以用固定焦距和固定视角监视和拍摄的设备，通常配备枪机摄像机；变电站内设备的各种非数字化表计，通常配备卡片相机或低功耗无线读表相机；变电站内如需要更广阔的视野监视整个设备区，通常配备鱼眼摄像机。

1.2机器人巡视技术应用

变电站巡视机器人（以下简称机器人）是由移动载体、供电设备、通信设备和检测设备等组成，采用遥控或全自主运行模式，用于变电站设备巡视作业的移动巡视装置。机器人巡视技术是利用各类机器人对变电站室内外电力设备及环境状态，按预设路线或者选点进行精准巡视的技术。机器人巡视技术作为变电站智能巡视的重要手段，可发挥机器人灵活机动特性，主要聚焦变电站设备红外测温、表计读数自动识别抄录、重要巡视点位补强复核、特殊场景应急处置等功能。

机器人巡视技术遵循变电站智能巡视体系总体架构设计，如站端单独部署有机器人主机，机器人可以先接入机器人主机再接入智能巡视系统，没有则直接接入智能巡视系统。机器人通过物联安全接入网关接入管理信息大区网络，可以实现双向认证和数据加密，满足安全接入技术要求。机器人巡检主机单独部署时，与智能巡视系统进行通信，实现接收执行远程下发任务、上传巡检结果、上传机器人状态信息等功能。巡视采集的可见光照片和红外图谱文件传输，遵循ＦＴＰＳ安全文件传输规范。

根据变电站不同应用需求，同样需要配备不同的机器人。对于地势平缓、地面较为坚硬的设备区，需要在室内和室外设备区中自由移动的场景，通常配备轮式机器人；对于有复杂、不平整地面环境的设备区，需要更好的通过性和稳定性，通常配备履带式机器人；对于需要机器人沿着导轨或网格进行移动的设备区，通常配备导轨机器人；对于有崎岖地面环境或者受灾后的设备区，可以选择使用具备更好平衡性和灵活性的四足机器人。

1.3无人机巡视技术应用

无人机巡视技术是利用无人机（无人驾驶飞行器）在变电站户外设备区，进行变电站一次设备部件级巡视的技术。无人机巡视技术结合了机巢、无人机、实时图传和无线遥控等技术，通过无人机飞行器搭载的相机、传感器等设备，在变电站高空或中低空实现对目标区域进行多角度、高分辨率的图像和数据采集。无人机接入智能巡视系统结构和机器人类似，无人机接入系统结构图如图４所示，无人机通过无线接入机巢，机巢通过物联安全接入网关先接入无人机主机再接入智能巡视系统。无人机接入主机与机巢之间文件交互采用ＨＴＴＰＳ协议。

无人机巡视技术具有以下特点与优势：（１）高分辨航拍数据：无人机可以生成高分辨率的航拍图像，更利于缺陷的发现，如搭载测绘相机可以实现变电站建模等需要大范围视角和高精度数据的任务。（２）成本效益高：一台机巢和一台无人机即可完成变电站室外设备区的中、高空巡视，相对其他巡视技术巡视成本低、巡视效率高。（３）巡视视角全：无人机在相对地面２ｍ以上的距离完成对变电站室外设备区的巡视，拍摄角度全，对类似于主变套管升高座渗漏油的缺陷也能有效巡视，弥补了以往设备顶部无法直接巡视的不足。

2智能变电站二次系维护

2.1设备全面维护

设备的全面维护是保证变电站设备正常运行和延长设备使用寿命的关键环节，它包括对设备内部进行清洗、更换磨损零部件、检查故障指示装置和保护装置的功能等。定期对设备内部进行彻底清洗，包括变压器、断路器、隔离开关等。清除内部的灰尘、污垢和杂物，使用合适的清洗剂和工具进行清洗，确保设备内部的清洁和通畅。检查设备的关键零部件，如触头、接触器、弹簧等，发现有磨损、劣化或松动的情况时及时更换。确保关键零部件的良好工作状态，提高设备的可靠性和稳定性。检查故障指示装置和保护装置的功能是否正常。确保故障指示装置能够及时报警并指示故障位置，保护装置能够正确动作，避免设备受到损坏和人员受到伤害。检查设备的电气连接是否良好，排查接线端子是否紧固可靠。对接线端子进行清理、紧固和防腐处理，确保电气连接的良好接触和导电性能。进行设备的功能测试，如断路器的分合闸测试、保护装置的动作测试等，验证设备的正常工作状态。对维护和检修过程中的重要操作和发现的问题进行记录。编制全面维护和检修报告，详细描述维护的内容和实施的措施，并对存在的问题提出建议和改进措施。

2.2备件更换与储备

根据设备的使用寿命和厂家要求，及时更换寿命到期的备件，如继电器、熔断器等。同时，合理储备一些常用备件，确保在设备发生故障时能快速更换，减少停电时间。

结束语

综上所述，随着巡视终端的不断升级，变电站巡视技术正在逐步完善，巡视技术的研究愈发有意义。本文综合分析了摄像机巡视技术、机器人巡视技术和无人机巡视技术在变电站智能巡视系统中的应用，提出了以无人机巡视为主的综合系统应用方案，为优化智能巡视系统运行效率和安全性，人员减负提供了更加高效、精准的解决方案。未来，我们需要进一步探索不同技术之间的整合，优化系统设计，提高智能巡视系统在实际变电站中的运用效果。

参考文献

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