基于带电检测的变电设备差异化运维策略研究
田飞 张晓勇 徐雪成
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田飞 张晓勇 徐雪成,. 基于带电检测的变电设备差异化运维策略研究[J]. 中国设备,202111. DOI:10.12721/ccn.2021.157318.
摘要: 提升电网设备精益运检水平,是保证电网安全稳定运行的重要措施。目前,掌握设备状态的手段主要包括有巡检、停电试验、带电检测和在线监测,其中带电检测可以在设备不停电的情况下发现设备潜伏性缺陷,缺陷检出效率更高。随着带电检测技术的推广,基于带电检测的变电站智能化运维系统也得到了应用。基于人工智能的关键技术已应用到设备运维检修中,并取得了一定的诊断效果。但现有带电检测工作仍依赖于人工手持终端进行检测,根据当前检测状态人工判别红外或局部放电缺陷,无法及时关联设备的电压等级、厂家、运行年限、环境天气等运行因素做出综合评价和判断。随着带电检测技术的进一步应用,运维现场将积累大量检测数据,如何有效分析和应用这些数据,进一步提高设备风险判别的准确性和运维策略制订的科学性,对提升设备可靠性及缩短停电时间具有重要意义。针对上述问题,本文基于变电设备带电检测数据,量化变电设备和变电站的风险度指标,通过智能排序实现变电设备的差异化运维,从而提升运维检修的针对性,提高现场运维决策效率。
关键词: 带电检测;变电设备;风险度;差异化运维
DOI:10.12721/ccn.2021.157318
基金资助:

引言:文章结合变电设备带电检测,对检测数据进行统计分析,提出带电检测量化评估指标,分析变电站和设备的健康状况,通过对实际检测数据的统计分析,梳理出高风险度的设备和变电站,形成差异化运维清单,提升设备运维效率和质量。

1.检测数据模型

信息建模是依据业务需求进行信息规范化的过程,定义了数据的数字化表达方法。数据建模的目的是设计和实现满足系统信息需求的数据库结构。数据建模一般从业务需求出发[1],提取出业务模型的特征量,建立数据模型。结合实际带电检测工作,信息模型涵盖设备台账信息和带电检测数据。设备台账信息包括备名称、生产厂家、型号、出厂日期、投运日期。检测数据包括检测缺陷类型、检测部位、检测图谱、红外或局放数据、天气/季节、缺陷性质。带电检测分为红外检测、局部放电检测,缺陷性质包括有一般缺陷、严重缺陷和危急缺陷。

2.缺陷智能分析两层架构

影响变电设备现场运行情况的因素较多,缺陷的诊断需要根据实际问题、数据类型来选择和设计合适的算法模型。当前运维中多依赖于人员的知识和经验,其本质是基于历史样本总结的一般规律。但由于不同运维数据分散存储以及管理上的约束、设备的高可靠性降低了设备故障率等原因,站内有效的缺陷/故障样本数较少,难以支撑智能算法的应用。因此本文建立运维后台和“变电站”两层信息知识库架构,上层汇总多个现场故障信息,归纳缺陷-故障-因素的对应关系,形成不同厂家、不同设备、不同缺陷类型的故障率知识模型。知识可下沉到各分布式变电站,结合现场检测数据生成设备运维巡视优先级列表。多个变电站运维现场构成分布式大数据结构[2],基于知识生成的巡视排查清单,现场运维并反馈巡检结果,将有效信息上传至上层知识模型中,基于新增样本,修正因素与故障、缺陷间的相关性,提高模型准确性。现场运维信息和监控等信息的融合,管理上的闭环,实现抽象知识层和现场决策层动态交互。其分析架构如图1所示。

图1.缺陷智能分析两层架构:

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变电设备差异化运维策略

根据上述变电设备带电检测的统计分析和指标的定义,综合评估站和变电设备风险,在周期性运维的基础上,优化变电设备运维策略,周期性检测时间如下表1所示。具体优化判据为:(1)根据行业标准公式计算{设备类型,设备部位,缺陷类型,厂家}特征组合下缺陷率,得到不同厂家下同一设备类型、设备部位、同一缺陷类型的缺陷率,并动态排序[3],同一类型缺陷率高的设备类型和厂家疑似存在家族性缺陷,重点关注,优先运维。(2)根据行业标准公式计算设备和全站的风险度,通过动态排序得到高风险的设备和站点清单,重点运维,提高检测频次。在重大保电期间根据区域划分和风险度高低,列为重点检测变电站。(3)根据带电检测的缺陷危急程度,制定不同运维策略。红外一般缺陷,观察其缺陷的发展。红外严重及危急缺陷,应尽快安排处理。局放缺陷,进行重点巡视,缩短检测周期,观测其检测信号增长趋势。(4)根据变电设备维修投运情况重点巡视,针对新投运设备,经过检修、改造或长期停运后重新投入系统运行的设备,发生过负载或负载剧增、超温、发热、系统冲击、跳闸等异常情况的设备间隔进行重点巡视。

表1.标准检测周期:1.png结论:

简而言之,随着带电检测大规模的应用,海量检测及运维检修数据未得到充分利用,不能指导和优化运维周期。提出基于检测数据的设备状态评价和全站状态评价方法,形成基于历史数据和风险度指标的设备和全站风险排序,依据变电站的运行状况和缺陷危急程度制定不同的策略,辅助现场运维。通过对实际检测数据的统计分析,结果表明提升了设备运维效率和质量。

参考文献:

[1]廖毅,罗炜,蒋峰伟,等.换流阀冷却能力多维度分析与预警模型[J].南方电网技术,2020,14(7):1-9.

[2]全国高电压试验技术标准化分技术委员会.带电设备红外诊断应用规范:DL/T664—2016[S].北京:中国电力出版社,2017:8-10.

[3]国家电网公司.气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分特高频法:Q/GDW11059.2—2013[S].北京:中国电力出版社,2017:5-6.