變電站遠(yuǎn)程智能巡檢解決方案

一、方案簡介

隨著近年來電網(wǎng)飛速發(fā)展，可視化裝置應(yīng)用程度不斷深入，基層單位對設(shè)備可視化的需求不斷提高。尤其是生產(chǎn)人員和巡檢工作量之間的矛盾日益突出，而運維一體化、變電精益化等工作在擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍的同時也給變電運檢工作提出了更高的要求，在這樣的形勢下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動記錄"的巡視作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。變電站分布范圍較廣，需要日常巡視、檢查、紀(jì)錄的數(shù)據(jù)量較多，現(xiàn)場人員較少，工作量大，加上對設(shè)備運維精益化要求的不斷提高，急需提升日常巡檢智能化水平。

變電站遠(yuǎn)程智能巡檢控制系統(tǒng)通過“機器人深化應(yīng)用、高清視頻功能升級、輔控系統(tǒng)智能聯(lián)動以及無人機巡檢"等手段，將大數(shù)據(jù)分析、人工智能、圖像識別、自動導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于變電站的保護(hù)屏、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境的多維度高清遠(yuǎn)程立體智能巡視，同時支持設(shè)備遠(yuǎn)方操作和視頻確認(rèn)，調(diào)度動作、異常、故障、事故視頻錄像聯(lián)動分析，可視化遠(yuǎn)方設(shè)備檢修診斷以及作業(yè)人員實時定位安全管理等，實現(xiàn)機器對人工的替代，提升智能運檢精益化智能化水平，提高運維人員工作效率和質(zhì)量，強化設(shè)備狀態(tài)管控力。

二、方案特點

1.遠(yuǎn)程巡視可視化：通過高清網(wǎng)絡(luò)攝像機和巡檢機器人，實現(xiàn)設(shè)備的、多角度監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程自動巡視、遠(yuǎn)程人工巡視兩種方式，完成全面巡視、例行巡視、熄燈巡視、特殊巡視等工作，自動記錄巡視結(jié)果、生成巡視報表。 

2.巡視缺陷自動識別：系統(tǒng)采用圖像比對、人工智能等圖像視頻分析技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)識別和設(shè)備外觀缺陷識別，建立設(shè)備外觀缺陷庫，通過對樣本的不斷自動收集和學(xué)習(xí)，提高缺陷識別精度，滿足變電設(shè)備巡視需要。 

3.異常智能預(yù)警：系統(tǒng)獲取主變油溫、油位，SF6壓力表、設(shè)備發(fā)熱部位的溫度等數(shù)據(jù)，形成歷史數(shù)據(jù)曲線，自動分析數(shù)據(jù)的變化趨勢和關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的智能判斷，當(dāng)這些數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢可能影響電力設(shè)備正常運行時，系統(tǒng)提前預(yù)警，提醒運維人員重點關(guān)注或現(xiàn)場檢查。 

4.主輔設(shè)備智能聯(lián)動：系統(tǒng)與主輔設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)形成報警聯(lián)動，在接到主設(shè)備遙控預(yù)置、主輔設(shè)備變位、主輔設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)越限或告警等信號后，根據(jù)配置的聯(lián)動信號和巡視點位的對應(yīng)關(guān)系，自動生成視頻巡視任務(wù)，對需要復(fù)核的點位進(jìn)行巡視，便于運維人員對現(xiàn)場進(jìn)行全面分析和判斷。 

三、方案系統(tǒng)架構(gòu)

變電站遠(yuǎn)程智能巡檢控制系統(tǒng)部署在變電站站端，主要由巡檢主機（含智能應(yīng)用單元、智能分析單元）、站端智能巡檢工作站、站控層交換機、視頻主機、高清視頻等組成。巡檢主機下發(fā)控制、巡視任務(wù)等指令，由視頻主機控攝像機開展室內(nèi)外設(shè)備聯(lián)合巡視作業(yè)，將巡視數(shù)據(jù)、采集文件等上送到巡檢主機；巡檢主機對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，形成巡視結(jié)果和巡視報告。具備實時監(jiān)控、與主輔監(jiān)控系統(tǒng)智能聯(lián)動等功能。巡檢主機具備四網(wǎng)口和設(shè)置獨立網(wǎng)段，信息安全符合《國家第14號令 電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》的要求。

系統(tǒng)架構(gòu)如下圖：

四、方案系統(tǒng)功能

1.數(shù)據(jù)自動采集

（1） 巡視數(shù)據(jù)采集

可見光照片數(shù)據(jù)采集：采集SF6壓力表、開關(guān)動作次數(shù)計數(shù)器、避雷器泄漏電流表、油溫表、液壓表、有載調(diào)壓檔位表、油位計等表計示數(shù)；采集斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備及切換把手、壓板、指示燈、空氣開關(guān)等二次設(shè)備的位置狀態(tài)指示；采集設(shè)備設(shè)施的外觀等狀況。

紅外圖譜數(shù)據(jù)采集：包括設(shè)備本體、接頭、套管、引線等重點部位的紅外圖譜數(shù)

音頻數(shù)據(jù)采集：包括變壓器、電抗器等設(shè)備的聲音數(shù)據(jù)。 

（2）機器人狀態(tài)數(shù)據(jù)采集

（3）環(huán)境數(shù)據(jù)采集

通過微氣象設(shè)備，采集大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、雨雪狀態(tài)等微氣象數(shù)據(jù)。 

2.圖像智能分析

缺陷識別：利用深度學(xué)習(xí)智能分析技術(shù)，自動識別表盤模糊、表計破損、絕緣子破裂、硅膠變色、油封破損、掛空懸浮物、鳥窩、部件表面油污、地面油污、金屬銹蝕等設(shè)備缺陷,分析圖像中是否存在異常，并將疑似具有異常的圖片用矩形框在圖片上標(biāo)注并保存。 

狀態(tài)識別：系統(tǒng)可對聯(lián)合巡視過程記錄的紅外圖譜、可見光照片等進(jìn)行智能分析。通過紅外圖譜分析，獲取圖中目標(biāo)設(shè)備的溫度信息，自動判斷設(shè)備是否存在過熱缺陷；通過圖像識別技術(shù)，自動判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，包括表計讀數(shù)、開關(guān)類設(shè)備位置指示狀態(tài)。 

3.實時監(jiān)控展示

巡視監(jiān)控實現(xiàn)機器人狀態(tài)信息顯示、巡視地圖展示、機器人和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控；機器人控制實現(xiàn)云臺控制操作、云臺預(yù)置位的設(shè)置與調(diào)用，機器人自檢、遠(yuǎn)方復(fù)位、一鍵返航等控制功能；視頻監(jiān)控系統(tǒng)控制實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的云臺控制、可見光圖像控制、紅外圖像控制、音頻控制等控制功能。 

4.巡視任務(wù)管理

實現(xiàn)巡視任務(wù)的設(shè)置、下發(fā)和展示功能。巡視任務(wù)內(nèi)容包括巡視點位信息以及月、周、日、小時等不同時間維度的巡視周期，巡視類型包括全面巡視、例行巡視、熄燈巡視、特殊巡視、專項巡視、自定義巡視等6類。任務(wù)執(zhí)行支持立即執(zhí)行、定期執(zhí)行和周期執(zhí)行三種方式。 

5.自動智能巡視

系統(tǒng)以自主運行的方式，機器人和視頻攝像機按照預(yù)制巡視路線執(zhí)行巡視任務(wù)，對變電站進(jìn)行智能巡視，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題、本體熱故障、外觀缺陷等設(shè)備異?，F(xiàn)象，高運行的工作效率和質(zhì)量。 

6.巡視結(jié)果確認(rèn)

巡視結(jié)果瀏覽：實現(xiàn)對巡視數(shù)據(jù)的確認(rèn)歸檔，巡視完成后結(jié)果自動保存，以設(shè)備樹的形式，按照巡視點位設(shè)置次序展示，每個巡視點包含本次巡視任務(wù)的全部采集信息、閾值，所有點位均確認(rèn)后，記錄審核人和審核時間，具備識別狀態(tài)異?；驘o法識別的巡視點匯總查詢功能。 

設(shè)備告警確認(rèn)：提供設(shè)備告警分析、告警查詢確認(rèn)、主接線展示、間隔展示功能，包括設(shè)備名稱、部件名稱、缺陷類別、告警等級、缺陷或異常圖像（已標(biāo)注出具體缺陷或異常位置）等信息；告警信息的實時監(jiān)控畫面鏈接快捷跳轉(zhuǎn)，可人工查看告警設(shè)備實時監(jiān)控畫面，人工核查告警信息是否屬實和反饋意見錄入。 

巡視報告生成：系統(tǒng)具備查詢、瀏覽、輸出功能。在巡視任務(wù)審核完成后自動生成巡視報告；具備通過設(shè)備區(qū)域、間隔名稱、設(shè)備類型、檢測類型、巡視時間段等組合條件，查詢歷史巡視報告功能；任務(wù)查詢具備查詢、重置、導(dǎo)出、查看報告功能。 

7.巡視結(jié)果分析

歷史數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)整合各類設(shè)備的歷史巡檢數(shù)據(jù)，形成設(shè)備的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)曲線，更直觀的反應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)變化趨勢，通過分析不同時間段內(nèi)不同設(shè)備數(shù)據(jù)間的曲線波動及走勢，從宏觀上把控常見故障及其產(chǎn)生原因，從而達(dá)到提前發(fā)現(xiàn)問題、分析及解決故障的目的。 

趨勢分析：系統(tǒng)具備智能分析功能，可將巡檢數(shù)據(jù)有效整合、關(guān)聯(lián)，自動分析其變化趨勢和關(guān)聯(lián)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)達(dá)到報警閥值時自動告警，當(dāng)這些數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢可能影響電力設(shè)備正常運行時，系統(tǒng)提前預(yù)警，從歷史數(shù)據(jù)的趨勢及特征中，提取有價值的信息，提醒運檢人員重點關(guān)注或現(xiàn)場檢查，預(yù)防設(shè)備運行隱患。 

8.巡視智能聯(lián)動

系統(tǒng)具備與主設(shè)備遙控預(yù)置信號、變位信號、越限信號和告警信號的聯(lián)動功能；主輔監(jiān)控系統(tǒng)向巡檢主機發(fā)送聯(lián)動信號，巡檢主機接到聯(lián)動信號后，根據(jù)配置的聯(lián)動信號和巡檢點位的對應(yīng)關(guān)系，自動生成巡檢任務(wù)，由機器人或視頻對需要復(fù)核的點位進(jìn)行巡檢，復(fù)核點位巡檢完成后，可在巡檢主機查看復(fù)核結(jié)果。