7月20日，浙江電力科學(xué)研究院變電技術(shù)室主任李晨登錄設(shè)備健康管理應(yīng)用，分析浙江電網(wǎng)某變電站2號變壓器的負(fù)載能力，保障迎峰度夏期間設(shè)備健康運(yùn)行。5月，國網(wǎng)浙江省電力有限公司選取1座110千伏、5座220千伏、1座500千伏、1座1000千伏變電站開展試點(diǎn)，將站點(diǎn)變電站各項(xiàng)數(shù)據(jù)接入設(shè)備健康管理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了變壓器的全壽命周期健康管理和設(shè)備健康狀態(tài)實(shí)時評價及預(yù)警，助力提升變電設(shè)備管理數(shù)字化、精益化水平。
2021年以來，浙江電科院牽頭組建設(shè)備健康管理專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)，依托設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)(PMS3.0)打造設(shè)備健康管理應(yīng)用，進(jìn)一步優(yōu)化變電設(shè)備數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理模式，為變壓器狀態(tài)檢修提供可靠技術(shù)支撐。
變壓器有了健康檔案
設(shè)備信息掃碼全能看
目前，浙江電網(wǎng)有110千伏及以上電壓等級變壓器4500余臺。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，海量的變壓器檢修監(jiān)測數(shù)據(jù)分布在線下檔案和多個系統(tǒng)平臺中，數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、分析工作量快速增加，設(shè)備運(yùn)維壓力增大，亟須提升變電設(shè)備管理質(zhì)效。
為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，2021年年初開始，專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等研究成果，開展設(shè)備健康管理應(yīng)用研究。今年4月，設(shè)備健康管理應(yīng)用上線。該應(yīng)用包含信息管理、健康評價、業(yè)務(wù)管控三個模塊。為了方便運(yùn)檢人員工作，團(tuán)隊(duì)還在“i國網(wǎng)”上同步部署了相應(yīng)的模塊，提供掃碼、填報、查詢功能。其中，信息管理模塊通過關(guān)聯(lián)融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)13個中臺業(yè)務(wù)模塊的貫通，融合82類變壓器狀態(tài)參量數(shù)據(jù)，為變壓器建立對應(yīng)的健康檔案，為設(shè)備故障或缺陷成因溯源分析提供支撐。
6月17日，衢州供電公司運(yùn)檢部員工鄭宇收到巡檢缺陷報告，顯示某變壓器套管紅外檢測存在異常發(fā)熱情況。為進(jìn)一步明確套管異常發(fā)熱原因，他通過應(yīng)用查看設(shè)備立體臺賬，觀察接頭、絕緣布置等套管內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維圖。對比紅外檢測圖像后，鄭宇迅速找到發(fā)熱點(diǎn)對應(yīng)的套管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，判斷發(fā)熱原因可能為套管頂部接頭接觸不良，并據(jù)此開展精細(xì)化測溫，預(yù)備結(jié)合檢修周期盡快開展隱患處置。
健康檔案匯集了設(shè)備立體臺賬、全壽命履歷和運(yùn)檢信息。其中，設(shè)備立體臺賬不僅可以展示設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)、生產(chǎn)廠家等信息，還能通過數(shù)字孿生等技術(shù)展示設(shè)備內(nèi)部部件參數(shù)和三維結(jié)構(gòu)信息;全壽命履歷包含設(shè)備從規(guī)劃設(shè)計(jì)、物資采購、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)到退役處置5個階段的各類關(guān)鍵事件信息;運(yùn)檢信息匯集了設(shè)備巡檢、檢修、試驗(yàn)等記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。同時，專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)把健康檔案和變壓器實(shí)物ID碼一一對應(yīng)，便于運(yùn)維人員快速調(diào)取設(shè)備信息。
“以往要獲得某臺變壓器全部的運(yùn)維檢修記錄和信息，我們需要登錄不同的系統(tǒng)、平臺，分別收集設(shè)備臺賬、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)等信息，還需要花費(fèi)大量人力進(jìn)行信息關(guān)聯(lián)配對。”浙江電科院設(shè)備技術(shù)中心副主任鄭一鳴介紹，“現(xiàn)在掃掃碼，這些信息就一覽無余，方便多了。”
綜合評估設(shè)備健康狀態(tài)
直觀展現(xiàn)隱患處置流程進(jìn)度
5月19日，寧波某變電站主變壓器低壓側(cè)遭受近區(qū)短路電流沖擊。設(shè)備健康管理應(yīng)用隨即抓取設(shè)備歷次不良工況、檢修記錄和當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備抗短路能力下降。預(yù)警信息立即被推送到寧波供電公司運(yùn)檢部變電檢修專責(zé)何迪的手機(jī)上。設(shè)備健康管理應(yīng)用還同步推送了同型號設(shè)備的群體評價信息和運(yùn)檢策略建議：“該型號主變壓器抗短路能力優(yōu)秀，建議對本設(shè)備開展3個月的跟蹤監(jiān)測。”參考該應(yīng)用提出的運(yùn)檢策略建議，何迪勾選了巡檢項(xiàng)目和周期選項(xiàng)，并將相關(guān)任務(wù)信息推送給一線運(yùn)檢人員。后續(xù)，何迪通過該應(yīng)用關(guān)注任務(wù)執(zhí)行情況和設(shè)備健康跟蹤評價情況，及時掌控設(shè)備狀態(tài)。若評價指標(biāo)持續(xù)保持正常，對這臺主變壓器的跟蹤觀察3個月后便可以解除。
專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)利用人工智能算法、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，為設(shè)備健康管理應(yīng)用健康評價模塊開發(fā)了變壓器健康分析模型，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備部件、單體設(shè)備、群體設(shè)備等不同層級的健康狀態(tài)評估。發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常數(shù)據(jù)時，設(shè)備健康評價模塊會自動告警，并縱向關(guān)聯(lián)設(shè)備全壽命履歷、橫向分析同類型設(shè)備情況，給出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)診斷結(jié)論和處置建議。同時，設(shè)備健康評價模塊還會評估隱患的風(fēng)險等級，輔助供電員工合理安排變壓器檢修計(jì)劃，兼顧設(shè)備運(yùn)行安全和供電可靠性。
寧波供電公司變電檢修中心員工岳龍說：“以往分析變壓器缺陷，需要現(xiàn)場比對數(shù)據(jù)變化，綜合分析異常信息，比較依賴檢修人員的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在通過設(shè)備健康管理應(yīng)用，我們能遠(yuǎn)程隨時查看設(shè)備運(yùn)行的綜合數(shù)據(jù)，還能參考異常情況的近似案例以及以往最常采用的運(yùn)檢策略，提升了我們的工作效率。”
設(shè)備健康管理應(yīng)用的業(yè)務(wù)管控模塊則自動關(guān)聯(lián)了各類預(yù)警信息，可自動更新設(shè)備檢查記錄、設(shè)備運(yùn)行評價診斷結(jié)果和運(yùn)檢策略實(shí)施情況，在變電站拓?fù)鋱D中呈現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行實(shí)時狀態(tài)信息，展示綜合巡檢、檢修計(jì)劃安排及進(jìn)度，形成“變電站健康一張圖”。在“變電站健康一張圖”上，設(shè)備“預(yù)警-跟蹤-管控”隱患處置閉環(huán)流程進(jìn)度展示得更為直觀。
截至7月20日，該應(yīng)用已試運(yùn)行2個月，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備健康狀態(tài)的實(shí)時評估與各類隱患的有效管控，為變壓器運(yùn)維提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
建設(shè)兩個工具庫
學(xué)知識、測算法更方便
設(shè)備管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型在提升管理精度和效率的同時，也對運(yùn)維檢修人員的能力提出了更高要求。
專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)數(shù)字化班組建設(shè)要求，在設(shè)備健康管理應(yīng)用中設(shè)置了設(shè)備知識庫、智能診斷庫兩個工具庫。設(shè)備知識庫匯集了各類設(shè)備典型結(jié)構(gòu)和故障分析案例，運(yùn)檢人員可以通過檢索學(xué)習(xí)相關(guān)知識，提升技能水平。
國網(wǎng)浙江超高壓公司工作負(fù)責(zé)人湯銷斌說：“以往開展低抗開關(guān)極柱更換作業(yè)，我需要翻閱各類臺賬，準(zhǔn)備資料?，F(xiàn)在通過設(shè)備健康管理應(yīng)用，我能在線查閱間隔開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、二次回路圖和試驗(yàn)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，3分鐘左右就完成了資料準(zhǔn)備工作。”
而智能診斷庫則依托真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)，為各類新型感知技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘手段提供了可靠的測試驗(yàn)證環(huán)境，助力算法、技術(shù)等不斷優(yōu)化。“智能診斷庫已針對4類新型在線監(jiān)測裝置開展了監(jiān)測算法實(shí)用化測試，結(jié)合裝置自檢和告警規(guī)則優(yōu)化技術(shù)，大幅提升了裝置告警準(zhǔn)確率。”李晨介紹。
目前，專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)正根據(jù)設(shè)備健康管理應(yīng)用試運(yùn)行數(shù)據(jù)，持續(xù)迭代升級各項(xiàng)功能，拓展健康管理應(yīng)用適用的設(shè)備類別，加快設(shè)備管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型。（王劭鶴 江航）
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