變壓器運行狀態(tài)怎么樣？浙江電科院研發(fā)設(shè)備健康管理應(yīng)用

　　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號變壓器的負載能力，保障迎峰度夏期間設(shè)備健康運行。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，將站點變電站各項數(shù)據(jù)接入設(shè)備健康管理應(yīng)用，實現(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)備健康管理專項團隊，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)備運維壓力增大，亟須提升變電設(shè)備管理質(zhì)效。

　　為了實現(xiàn)這個目標，2021年年初開始，專項團隊結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算、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。為了方便運檢人員工作，團隊還在“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、物資采購、工程建設(shè)、運行維護到退役處置5個階段的各類關(guān)鍵事件信息;運檢信息匯集了設(shè)備巡檢、檢修、試驗等記錄的各項數(shù)據(jù)。同時，專項團隊把健康檔案和變壓器實物ID碼一一對應(yīng)，便于運維人員快速調(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，還需要花費大量人力進行信息關(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、檢修記錄和當前設(shè)備運行數(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檢部變電檢修專責何迪的手機上。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)用提出的運檢策略建議，何迪勾選了巡檢項目和周期選項，并將相關(guān)任務(wù)信息推送給一線運檢人員。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。

　　專項團隊利用人工智能算法、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劃，兼顧設(shè)備運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。現(xiàn)在通過設(shè)備健康管理應(yīng)用，我們能遠程隨時查看設(shè)備運行的綜合數(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)備運行評價診斷結(jié)果和運檢策略實施情況，在變電站拓撲圖中呈現(xiàn)設(shè)備運行實時狀態(tài)信息，展示綜合巡檢、檢修計劃安排及進度，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)流程進度展示得更為直觀。

　　截至7月20日，該應(yīng)用已試運行2個月，實現(xiàn)了設(shè)備健康狀態(tài)的實時評估與各類隱患的有效管控，為變壓器運維提供堅實的數(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，也對運維檢修人員的能力提出了更高要求。

　　專項團隊積極響應(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責人湯銷斌說：“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，準備資料。現(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、二次回路圖和試驗相關(guān)技術(shù)標準，3分鐘左右就完成了資料準備工作。”

　　而智能診斷庫則依托真實的生產(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確率。”李晨介紹。

　　目前，專項團隊正根據(jù)設(shè)備健康管理應(yīng)用試運行數(shù)據(jù)，持續(xù)迭代升級各項功能，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）