談智能化電力設備巡檢

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【摘要】在電力系統(tǒng)中，對電力設備的巡檢是不可避免的環(huán)節(jié)，這是保證電力設備正常運行的重要保證。針對設備巡檢過程中存在的問題，將新技術(shù)融入設備巡檢過程中，實現(xiàn)電力設備巡檢的智能化，能有效提高設備巡檢的質(zhì)量。本文對智能化電力設備巡檢進行了探討，希望能為業(yè)界同行提供參考。

【關(guān)鍵詞】電力設備；巡檢；智能化

引言

電力設備巡檢工作的主要目的是確認變電站、輸電線路和配電線路的安全。通過巡檢工作，可以了解電線和電力設備的運行，找出設備的缺陷以及損壞設備和電線的潛在安全隱患，提出相應的巡檢內(nèi)容以消除缺陷。當前，中國大多數(shù)電力公司設備巡檢效率低下，勞動強度大，電力設備智能檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)要依靠電力設備各環(huán)節(jié)運行參數(shù)的在線監(jiān)測和實時信息控制，物聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)巡檢技術(shù)發(fā)展的背后推動力。只有通過各種網(wǎng)絡的互連，才能提高電力系統(tǒng)的信息水平，并實現(xiàn)電氣設備巡檢系統(tǒng)的智能化。將GPS系統(tǒng)應用于電力設備巡檢可以為電力運行計劃、巡檢、維護和其他操作提供合適的應用平臺[1]。

1電力設備巡檢目的

電力設備巡檢是當前較先進的設備維護管理方法，目的是監(jiān)視每個電力設施的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并消除電力設施中的缺陷，并將常規(guī)的“預防性維護”方法更改為“計劃維護”，預防事故的發(fā)生，確保設備安全運行。電力設備巡檢的難點和重點是設備巡檢和設備缺陷管理。設備巡檢和缺陷管理內(nèi)容包括設備巡檢狀態(tài)分析、設備缺陷統(tǒng)計分析和設備運行參數(shù)分析[2]。電力設備巡檢的重要性主要體現(xiàn)在以下幾點：（1）可以及早發(fā)現(xiàn)并解決電力設備中的隱患和異常情況，從而提高利用率；（2）保證電力設備的巡檢和維修質(zhì)量，降低設備維護成本；（3）電力設備的巡檢有助于建立各種管理體系，以減少人員成本和提高效率；（4）巡檢電力設備，促進信息反饋和智能管理，提高電力設備管理水平。

2電力設備巡檢現(xiàn)狀

當前大多數(shù)巡檢系統(tǒng)都依賴于巡檢完成后手工輸入巡檢信息，并且信息輸入相對較晚，導致不能及時發(fā)現(xiàn)問題。對設備運行狀態(tài)的巡檢，主要有運行巡檢、實時檢測和在線監(jiān)控等方法。但是，傳統(tǒng)業(yè)務模型存在很多問題，而新的業(yè)務模型無法滿足維護和維修要求。（1）人工巡檢方法存在人力缺乏、巡檢效率低下的問題；（2）在日常巡檢中，人與計算機之間的交互效率差，現(xiàn)場人員必須在手持終端上索取數(shù)據(jù)才能完成人機信息的交互，大量時間用于設備操作和巡檢以及將設備標識與巡檢數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)會影響巡檢效率；（3）傳統(tǒng)的在線監(jiān)視系統(tǒng)使用人工數(shù)據(jù)巡檢來檢測缺陷，工作量大，并且人員要求高度專業(yè)化。電力設備巡檢員使用物聯(lián)網(wǎng)和GPS技術(shù)，可以在完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集并輸入巡檢信息之后，立即通過移動互聯(lián)網(wǎng)將巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺數(shù)據(jù)服務器。顯著提高了巡檢效率，為及時發(fā)現(xiàn)潛在故障和維護設備狀況提供了技術(shù)基礎(chǔ)[3]。

3電力設備智能化巡檢系統(tǒng)的作用

3.1電力設備巡檢技術(shù)更科學

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GPS的智能電力設備巡檢系統(tǒng)可以在電力設備巡檢期間提供自動語音提示，并通過語音廣播電力設備的異常和故障，在系統(tǒng)后臺監(jiān)控電力設備巡檢的實際情況。

3.2電力設備巡檢更規(guī)范

智能電力設備巡檢系統(tǒng)配備物聯(lián)網(wǎng)和GPS技術(shù)后，可以按照預設的技術(shù)標準對設備進行巡檢，確保巡檢標準系統(tǒng)的有效和實時特性，并準確地反映巡檢數(shù)據(jù)的狀態(tài)。

3.3電力設備巡檢更高效

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GPS的智能電力設備巡檢系統(tǒng)，使電力設備巡檢實現(xiàn)無紙化工作，進入電子時代，提高管理人員巡檢設備的效率。

3.4電力設備巡檢數(shù)據(jù)統(tǒng)計更科學

使用物聯(lián)網(wǎng)和GPS技術(shù)的智能電力巡檢系統(tǒng)可提供多種數(shù)據(jù)分析方法，分析數(shù)據(jù)后可以得出電力設備的運行趨勢。

4基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設備智能化巡檢技術(shù)

4.1無人機巡檢

近年來，無人機的應用已成為各個領(lǐng)域的主要研究熱點，電力能源部門也積極從事無人機技術(shù)研究。無人飛行器配備高分辨率攝像機、溫度計、測距儀和其他測量和記錄設備，以提供對傳輸線的檢測，并允許從任何角度觀察線路指標[4]。

4.2巡檢機器人

當前，外線巡檢是對每個桿子進行目視巡檢，并可能需要登上桿塔，該方法勞動強度大，周期長且風險高。機器人可以逐步取代煩瑣、危險且人類無法完成的手動任務。應用場景包括電力巡線無人機、機器人巡邏、大修和測試協(xié)助，而且應用場景也在不斷擴展。

4.3人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的許多場景中具有廣闊的應用前景，例如智能感測、遠程診斷、預測性維護、機器人技術(shù)和模式識別，智能技術(shù)的擴散和應用可能會對電力設備運營、維護、決策、現(xiàn)場運營、安全管理和控制產(chǎn)生深遠的影響。

5電力設備巡檢系統(tǒng)的總體設計

5.1系統(tǒng)配置

系統(tǒng)主要由手持機和后臺管理機組成，具有生產(chǎn)線布置、數(shù)據(jù)記錄、工作狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)匯總報告等功能。巡檢員使用手持設備巡邏電路并將缺陷數(shù)據(jù)記錄在手持設備上，通過串行端口或USB接口與受管計算機進行通信。管理計算機通過TCP/IP協(xié)議與Web服務器通信，Web服務器與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，最終實現(xiàn)手持設備與后臺管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換以及巡檢信息的查詢，如圖1所示。巡檢系統(tǒng)主要由巡檢后臺管理子系統(tǒng)、移動數(shù)據(jù)采集定位子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)三部分組成[5]。

5.1.1后臺管理子系統(tǒng)后臺管理系統(tǒng)可以定義和修改標準信息格式，例如缺陷類型和內(nèi)容；輸入和更改基本信息數(shù)據(jù)，例如生產(chǎn)線和設備，完成生產(chǎn)線管理、任務計劃和執(zhí)行巡檢任務。由于它是一個Web系統(tǒng)，在連接到網(wǎng)絡的任何地方都能進行操作和維護。

5.1.2移動數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)移動數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)負責接收個人任務、記錄現(xiàn)場衛(wèi)星GPS定位和缺陷以及上傳任務結(jié)果。在具有GPS模塊的手持計算機上進行移動數(shù)據(jù)采集和定位系統(tǒng)的操作和配置，巡檢員通過記錄數(shù)據(jù)來記錄設備的運行狀態(tài)。

5.1.3數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)是一個中間接口系統(tǒng)，用于在移動設備和后端服務器管理系統(tǒng)之間進行通信和交互。

5.2系統(tǒng)各組成部分的功能

手持機是一個前端信息收集和處理平臺，包括兩個主要功能：巡檢操作和數(shù)據(jù)通信。巡檢操作是使用手持設備在日常巡檢過程中自動獲取位置和時間信息，并記錄手持設備內(nèi)的線路和設備缺陷。移動信息接收終端使用GPS衛(wèi)星信號和Palm系列掌上電腦的組合。

5.3電氣設備巡檢系統(tǒng)的功能

5.3.1異常報警功能管理員可以根據(jù)設備的技術(shù)參數(shù)設置巡檢項目和巡檢系統(tǒng)的標準參數(shù)。如果巡檢過程中存在超標或異常參數(shù)，可以實現(xiàn)報警提示并提供解決方案。

5.3.2選擇性任務巡檢功能增加了季節(jié)性巡檢功能，對于特殊的天氣條件，例如強風和極冷，系統(tǒng)可以根據(jù)巡檢人員在測試期間的氣候自動增加特殊巡檢工作的數(shù)量和特殊巡檢工作的內(nèi)容，例如夏季高峰時段的準備工作和春冬季的安全巡檢工作[6]。由于必須選擇巡檢的日期，可以根據(jù)巡檢員的選擇自動增加相關(guān)日常工作的提醒內(nèi)容。

5.3.3圖表分析功能對于巡檢數(shù)據(jù)結(jié)果，巡檢管理系統(tǒng)可以提供各種圖表進行分析。設備巡檢數(shù)據(jù)和趨勢圖等歷史數(shù)據(jù)為管理員提供了預測異常、缺陷確定和處理設備狀態(tài)的基礎(chǔ)。

5.3.4記錄報告功能對于巡檢狀態(tài)和設備結(jié)果，可以將巡檢管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為活動報告格式，人員工作條件的統(tǒng)計。各級管理人員可以輕松地查詢巡檢時間、巡檢項目以及巡檢員遺漏的巡檢內(nèi)容。

5.4系統(tǒng)工作流程

部門負責人通過后臺系統(tǒng)預先安排任務，在巡檢之前，巡檢人員使用移動設備從后臺系統(tǒng)檢索巡檢任務。到達每個巡檢點后，巡檢員開展巡檢并記錄該點上所有設備的操作，系統(tǒng)將同時記錄該點的經(jīng)度、緯度信息以及記錄時間。巡檢后，巡檢人員通過終端設備將巡檢結(jié)果上傳到后臺管理系統(tǒng)，并確認巡檢完成。部門負責人可以隨時查看巡檢任務的執(zhí)行狀態(tài)和結(jié)果，掌握生產(chǎn)線的運行狀態(tài)，根據(jù)情況處理和組織新任務。

6結(jié)束語

通過電力設備巡檢確認電力設備的運行狀態(tài)，提高設備可用性和設備運行可靠性，加強設備巡檢和缺陷管理。利用智能技術(shù)對電力設備進行巡檢，以有效評估設備狀態(tài)，確定合理的運行方式并及時進行維護。

參考文獻

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[2]徐麗華，張龍.變電站電力設備紅外智能巡檢、診斷與高效預警系統(tǒng)的應用研究[J].四川電力技術(shù)，2016，39（5）：5-8，18.

[3]麻軍亮.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設備智能化巡檢系統(tǒng)設計[J].信息系統(tǒng)工程，2018（11）：56.

[4]吳浩鵬，計蘊容，李剛.基于移動終端的電力設備智能巡檢系統(tǒng)設計[J].計算機時代，2016（5）：55-58.

[5]杜瑜.智能化電力設備狀態(tài)監(jiān)測初探[J].電氣化鐵道，2018，29（1）：37-40.

[6]葉愛民，劉明軍，周友武，等.變電站智能巡檢系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].江西電力，2018，42（12）：11-14.

作者：胡煥霞 單位：廣東眾誠電力建設工程有限公司