位于滕州市東郭鎮的500千伏超高壓變電站內,一臺750萬千伏安變壓器出現異常,國網設備運檢專家、國網山東電科院輸變電技術中心四級職員正在有條不紊地組織開展檢修工作。
“這座重達300噸的龐然大物內部,安置著數百匝導線和上萬組絕緣部件。為了迅速精準定位故障點,我們攻關十年,研發出輸變電設備健康評估系統。”這一系統是863專項科技計劃的重大成果,可以更好地為電網可靠穩定運行保駕護航。
作為國內規模很大的省級交直流混聯大電網,山東電網近年來的輸變電設備數量增長迅速,設備狀態數據指數級激增。為此,國網山東電力牽頭承擔“大數據分析技術在輸變電設備狀態評估中的研究及應用”國家863課題,組建了涵蓋變電、輸電、信息與軟件開發等多專業的科研團隊,對大電網復雜工況下的輸變電設備狀態智能感知、數據集成挖掘、實時評估等關鍵技術難題展開攻關。
輸變電設備的自身屬性、所處環境、制造工藝和運行工況存在差別,狀態參量指標也會有所不同,為了高效采集設備數據,為故障研判奠定基礎,項目團隊刻苦鉆研,研發出跨平臺數據獲取轉換裝置,實現了設備狀態監測系統、生產管理系統、氣象系統、雷電定位系統等12個業務系統的信息集成融合,形成了以設備為中心的統一數據模型。
海量收集大數據,只是“萬里長征的第1步”。發揮精準的設備數據分析能力,才是保障運行可靠的意義所在。項目團隊深入應用“大云物移智”等新技術,不斷攻堅數據分析、算法完善和模型優化等課題,攻克了設備負載能力動態評估、差異化狀態評價、故障診斷預測等技術瓶頸,研制出一系列輸變電設備智能感知監測裝置,實現了設備狀態評估技術的重大突破。
輸變電設備健康評估系統投入應用后,逐漸覆蓋到山東電網全類型(19類)、全電壓等級(35~1000千伏)、全供電區域的14.07萬臺輸變電設備,每日評估數據近8億條,及時、準確地預警、發現了多處電網設備的故障隱患,有力地保障了大電網可靠穩定運行。
當前,國網山東電力已在全省安裝了智能感知裝置10萬余套,更新支撐了在線監測、帶電檢測、停電試驗、狀態評價等運檢業務,有效解決了設備數量擴增與運檢人員配置的矛盾,在保證可靠運行的前提下,提高了現有設備的利用效率,累計新增輸電量10705萬千瓦時。
“這兩年,我們還為輸變電設備健康評估系統開發出鳥害、風區、雷害、舞動、污區、冰區等六類專題風險查詢和預警功能,上線基于三維點云的輸電桿塔風偏校核、復合絕緣子健康診斷等功能,讓它使用起來更便捷。”國網山東電力將基于生產一線技術需求,不斷完善輸變電設備健康評估系統各項功能,全力支撐設備保障和電力保供。
一、產品概述(WBBC-III電力行業新產品“變比組別測試儀”應用行業)
在電力變壓器的半成品、成品生產過程中,新安裝的變壓器投入運行之前以及電力系統中變壓器運行過程中根據國家電力部的預防性試驗規程中,要求對運行的變壓器定期進行匝數比或電壓比測試。傳統的變比電橋操作繁瑣,讀數不直觀,且要進行必要的換算,測試結果只為一相變比的資料。全自動變比測試儀克服了傳統變比電橋測試的缺點。屏幕采用一次完成三相變比測試,測試速度快,準確度高。大大節省了現場測試時間,為客戶的試驗帶來了很高的效率。
二、使用措施(WBBC-III電力行業新產品“變比組別測試儀”應用行業)
1、使用本儀器前一定要認真閱讀本操作說明書。
2、儀器的操作者應具備一般電氣設備或儀器的使用常識。
3、本儀器戶內外均可使用,但應避開雨淋、腐蝕氣體、塵埃過濃、高溫、陽光直射場所使用。
4、儀表應避免劇烈振動。
5、對儀器的維修、護理和調整應由專業人員進行。
6、測試線夾的黃、綠、紅分別對應變壓器的A、B、C不要接錯。
7、高、低壓電纜不要接反。
8、測單相變壓器時只使用黃色和綠色線夾,不要用錯,不用的測試夾要懸空。
三、性能特點(WBBC-III電力行業新產品“變比組別測試儀”應用行業)
1、測試量程寬,*高可達10000。
2、測試速度快,10秒鐘完成三相測試
3、Z形聯接變壓器測試。
4、具有盲測變比、組別測試功能。(盲測時需知道高壓側連接方式)
5、不掉電時鐘和日期顯示,數據存儲功能。
6、高、低壓反接的保護功能。
7、變壓器短路、匝間短路保護功能。
8、熱敏打印機輸出功能,快速、無聲。
9、體積小、重量輕。
四、技術指標(WBBC-III電力行業新產品“變比組別測試儀”應用行業)
1、量程:0.8~10000
2、精準度:0.1%±2個字(500以下)
0.2%±2個字(500~2000)
0.3%±2個字(2000~4000)
0.5%±2個字(4000以上)
3、分辨率:極小0.0001
4、輸出電壓:160V、10V 自動換檔
5、工作電源:AC220V±10% 50HZ
6、使用溫度:–20℃~40℃
7、相對濕度:≤85%,不結露
五、系統描述(WBBC-III電力行業新產品“變比組別測試儀”應用行業)
1、顯示屏:240×128點陣液晶,帶LED背光,顯示操作菜單和測試結果。
2、打印機:可打印測試結果
3、電源插座:是整機電源輸入口,接220V,50Hz電源,插座帶保險和開關。
4、:儀器接地柱。
5、高壓端:高壓端A、B、C分別通過黃、綠、紅測試線與變壓器的高壓A、B、C接線端相接。
6、低壓端:低壓端a、b、c分別通過黃、綠、紅測試線與變壓器的低壓a、b、c接線端相接。
7、輝 度:調節顯示器的對比度。
8、功能鍵:在顯示器的右方有F1、F2兩個功能鍵,在儀器操作過程中按界面提示表示不同的功能。
9、復位鍵:按此鍵整機復位回到初始狀態。
10、確認鍵:按確認鍵開始對變壓器進行測試。
11、返回鍵:返回初始界面。
12、向上鍵:向上移動光標,在儀器的使用過程中根據提示操作。
13、向下鍵:向下移動光標,在儀器的使用過程中根據提示操作。
14、向左鍵:向左移動光標,在儀器的使用過程中根據提示操作。
15、向右鍵:向右移動光標,在儀器的使用過程中根據提示操作。
近年來,為全方位落實國網現代設備管理體系建設要求,國網山東電力著力深化無人機在電力巡檢領域的應用。為提升無人機巡檢作業質效,按照國網山東電力相關部署,國網智能公司積極承擔國家重點研發計劃——無人機專項,以減少無人機巡檢對飛手的需求、降低巡檢成本為目標,自主研發出“信鴿”無人機智能巡檢系統。
“‘信鴿’系統由無人機、機巢本體和后臺管控系統組成,三者默契配合,能夠對輸變配全量電力設備進行網格化自主巡檢。”國網智能公司無人機事業部產品開發室經理介紹說。看似小巧的“信鴿”,實際上集成了5G、北斗、視覺引導、深度學習等諸多技術,并具備三個自主開發的行業更新點:首先是“智能充電管理系統”,能夠實時監測無人機電量,智能安排工作時間,保證無人機返航;其次采取基于視覺的智能引導技術,實現“精準降落”;然后便是“智能缺陷識別系統”,飛行的無人機能夠自主讀取卡中照片,及時傳回后臺系統,經過圖像智能識別后,及時發現線路、設備存在的缺陷問題。
“‘信鴿’系統一期研發中,難攻克的技術是‘精準降落’。”無人機機巢研發工程師表示,想讓無人機在各種極端環境下都可以精準降落,需要龐大的數據積累。為此,“信鴿”開發團隊平均每天進行上百次飛行試驗,記錄各種氣象條件下的數據。在反復試驗中,更新開發出“二維碼分級降落”技術,有效提升了無人機自主識別機巢并可靠降落的準確率,僅用3個月就完成了原定6個月的研發任務。
目前,“信鴿”無人機智能巡檢系統已在山東全省規模化應用,持續服務主業單位全自主開展轄區內輸、變、配全量電網設備的網格化、低成本、精細化巡檢工作,將設備運檢質效提高了三到五倍,缺陷識別準確率超90%。
“按照標準化設計,當前我們的無人機每臺機巢有效巡檢半徑為3千米,未來有望升級到4千米~5千米。從作業模式看,目前無人機與機巢為一對一匹配,未來有望實現機巢與機巢互相通信,讓無人機可以隨機選擇就近機巢充電。”二代“信鴿”已經做到了夜間紅外巡檢和“夜間精降”,全程無需人工干預。當前,國網智能公司正進一步攻克無人機云臺追蹤、二維碼補光、前端識別等難題,加快推動“信鴿”等智慧產品的迭代升級。
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