變壓器運行狀態(tài)怎么樣？浙江電科院研發(fā)設備健康管理應用

　　7月20日，浙江電力科學研究院變電技術(shù)室主任李晨登錄設備健康管理應用，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)接入設備健康管理應用，實現(xiàn)了變壓器的全壽命周期健康管理和設備健康狀態(tài)實時評價及預警，助力提升變電設備管理數(shù)字化、精益化水平。

　　2021年以來，浙江電科院牽頭組建設備健康管理專項團隊，依托設備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)(PMS3.0)打造設備健康管理應用，進一步優(yōu)化變電設備數(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，設備運維壓力增大，亟須提升變電設備管理質(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，開展設備健康管理應用研究。今年4月，設備健康管理應用上線。該應用包含信息管理、健康評價、業(yè)務管控三個模塊。為了方便運檢人員工作，團隊還在“i國網(wǎng)”上同步部署了相應的模塊，提供掃碼、填報、查詢功能。其中，信息管理模塊通過關聯(lián)融合技術(shù)實現(xiàn)13個中臺業(yè)務模塊的貫通，融合82類變壓器狀態(tài)參量數(shù)據(jù)，為變壓器建立對應的健康檔案，為設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，他通過應用查看設備立體臺賬，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，預備結(jié)合檢修周期盡快開展隱患處置。

　　健康檔案匯集了設備立體臺賬、全壽命履歷和運檢信息。其中，設備立體臺賬不僅可以展示設備的關鍵參數(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;全壽命履歷包含設備從規(guī)劃設計、物資采購、工程建設、運行維護到退役處置5個階段的各類關鍵事件信息;運檢信息匯集了設備巡檢、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，便于運維人員快速調(diào)取設備信息。

　　“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聯(lián)配對。”浙江電科院設備技術(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。設備健康管理應用隨即抓取設備歷次不良工況、檢修記錄和當前設備運行數(shù)據(jù)，判斷設備抗短路能力下降。預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。設備健康管理應用還同步推送了同型號設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，建議對本設備開展3個月的跟蹤監(jiān)測。”參考該應用提出的運檢策略建議，何迪勾選了巡檢項目和周期選項，并將相關任務信息推送給一線運檢人員。后續(xù)，何迪通過該應用關注任務執(zhí)行情況和設備健康跟蹤評價情況，及時掌控設備狀態(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)，為設備健康管理應用健康評價模塊開發(fā)了變壓器健康分析模型，實現(xiàn)對設備部件、單體設備、群體設備等不同層級的健康狀態(tài)評估。發(fā)現(xiàn)設備運行異常數(shù)據(jù)時，設備健康評價模塊會自動告警，并縱向關聯(lián)設備全壽命履歷、橫向分析同類型設備情況，給出設備運行狀態(tài)診斷結(jié)論和處置建議。同時，設備健康評價模塊還會評估隱患的風險等級，輔助供電員工合理安排變壓器檢修計劃，兼顧設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)在通過設備健康管理應用，我們能遠程隨時查看設備運行的綜合數(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。”

　　設備健康管理應用的業(yè)務管控模塊則自動關聯(lián)了各類預警信息，可自動更新設備檢查記錄、設備運行評價診斷結(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，設備“預警-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，該應用已試運行2個月，實現(xiàn)了設備健康狀態(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)基礎和技術(shù)支撐。

　　建設兩個工具庫

　　學知識、測算法更方便

　　設備管理的數(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。

　　專項團隊積極響應數(shù)字化班組建設要求，在設備健康管理應用中設置了設備知識庫、智能診斷庫兩個工具庫。設備知識庫匯集了各類設備典型結(jié)構(gòu)和故障分析案例，運檢人員可以通過檢索學習相關知識，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：“以往開展低抗開關極柱更換作業(yè)，我需要翻閱各類臺賬，準備資料?，F(xiàn)在通過設備健康管理應用，我能在線查閱間隔開關設備結(jié)構(gòu)圖、二次回路圖和試驗相關技術(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)設備健康管理應用試運行數(shù)據(jù)，持續(xù)迭代升級各項功能，拓展健康管理應用適用的設備類別，加快設備管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型。（王劭鶴 江航）