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加快数字化转型 提升变电运行效率

2022/9/22 17:01:39   中国能源网       人气:12035

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2020年2月14日,乌东德电站送出交流配套枢纽500千伏白邑输变电工程在网内首家复工,并于当年6月投产,为电站的顺利发电创造了条件。就在同一年,党中央、国务院部署实施国企改革三年行动,增强国有企业活力、提高效率,加快构建新发展格局。

 当前,“人少、站多、要求高”是电网变电运行专业无法逃避的现状和趋势。如何才能在连轴转的节奏中增强活力、提高效率?作为乌东德电站送出交流配套工程的重要枢纽,500千伏白邑变电站投产短短一年多,就建成了云南电网首个基于电网管理平台的“视频+机器人+在线监测”联合巡检,实现了二次“全防误”、刀闸位置“双确认”、设备多维度检修策略智能分析三项网内领先创新技术,形成了“小改革解决大问题”的典型案例,大幅提升电网本质安全水平。

“现在二次压板巡检不到站了!”昆明供电局变电运行一所500千伏白邑巡维中心值班员刘津含深有感触,回想去年对变电站的二次压板开展巡检,一人念,一人听,每个现场了吃饭外都是从早干到晚,得花整整两天时间,回来后还得再到系统上核对一遍,5个站全部完成需要2个人10来天时间。而今年开展迎峰度夏全站巡检,由于拥有了国内首创的“二次全防误”系统,5个辖站3000多块压板的巡检一键完成,前后共花了5分钟,且“干得好,没风险”。

变电运维“颠覆式”改变,就发生在短短一年时间,这是昆明供电局开展变电运行示范建设,花小钱办实事,大大提升劳动效率的一个缩影。

打通难点堵点 花小钱办实事

白邑变电站作为乌东德电站送出的配套项目,为什么投运才一年多时间就要开展很多数字化转型改造呢?昆明供电局变电运行一所书记沈洪伟表示,面对已经实现调控、顺控和无人值班的巡维站模式,一个巡维中心的人少到只有个位数(平均人站比只有1点几),但一些安全和技术管理要求,仍然和过去二三十人值守一个站时一样,如加强巡视、位置确认等,这使得已经很少的运行人力资源在“到场确认”的工作上费时费力,执行不到位就违反安全规程,技能不到位则威胁电网安全。那么,这些工作能否由机器来代替,让数据多跑路,人员少跑腿呢?答案是肯定的。

2021年,昆明供电局为了打造云南电网“两张名片”,将白邑着力打造为云南电网首个“数字化全覆盖变电站”示范区。有了资金和项目支持,就缺想法和实施了。

世界上最坚硬的钻头,是人工一刀一刀车的。在有限的资金下,变电运行一所开办了夜校,站上建立了创新型班组,以站内的年轻人动手、动脑为主,聚焦“两个技术+一个平台+联合巡检”,短短时间就取得了三项重大突破。

国内首次 扎紧二次压板全防误篱笆

白邑站现在已经建成二次压板“全防误系统”,设立了独立的智能防误主机,提供不同源防误校验,保障一键顺控的安全可靠;通过磁感应技术采集空开状态、压板状态、地线实时挂拆状态以及高压带电指示,实现一二次设备全面校核,防误全覆盖。

通俗地说,就是建立和完善了二次设备防误规则库,可实现二次设备模拟预演,通过一二次互相约束的防误逻辑校核,有效防止误操作二次压板。这个应用前景令人激动:现有的变电“五防”系统并未将二次压板的误操作纳入其中,而近十年来系统陆续发生一些重大电网责任事故,就是某些重要压板如“主变母差”漏投或误投所致。

今年实现的二次压板“巡检不到站”,不过是该系统的一项基本功能而已。目前这项技术已经推广至白邑巡维中心的所有5座变电站,覆盖率100%。通过将二次压板操作纳入“五防”系统操作步骤进行管控,操作时系统自动对待操作压板进行发光提醒或报警,实现人工失误状态下设备的本质安全。

“现在调度员在监盘过程中发现的异常,接到命令后运行人员可以先通过远方巡视进行研判,查不出问题才需派人到站检查,大大减少到站次数,提升了效率。”昆明电力调度控制中心主网调度组杨鑫介绍,下一步,随着智能化改造普及,将成立专门的运维机构,实现保护定值远程切区、修改与投退等功能全面上线运行。

全网首家 双源确认高精度判断刀闸位置

经过对带电运行设备的巧妙改造,同样采用磁感应技术,实现了刀闸位置的非同源“双确认”,相当于是先进的程序化操作智能2.0版,满足了人员无需到场的前提下,刀闸位置确认信号两个不同来源的管理要求。

在程序化操作中,调度人员一方面可以从远方视频监控刀闸位置指示器的变化,另一方面查看电磁信号反馈的刀闸操动机构行程状态,实现了回路还没有电流变化的情况下,确认刀闸位置的到位情况。

这项改造通过精密的磁感应传感器,采用结构适应性设计,无需设备停电即可改造完成。它可以将GIS刀闸拐臂等机构箱内机构动作情况,直接转化为电磁信号输出直接上送调度,实现状态采集、状态分析与输出、异常监测、状态显示等功能。

云南电网公司董事长甘霖在现场查看后激动地表示:“没想到困扰我们多年的问题,昆明供电局想到办法来解决,如果这些事情能做得很好,那真的解决大问题。”

“对我们程序化操作的贡献很大。”昆明电力调度控制中心的杨鑫表示。相对于远方视频图像,由于检测精度非常高(永磁体与磁感应元件磁场强度精度达到±2mm),甚至可以100%准确报告刀闸位于分与合中间的异常状态。

目前这项技术已经在白邑之外的110千伏福保变电站实现,仅此一项改造创新,打通了程序化操作“最后一公里”,可以使刀闸单项操作效率提高90%以上。

智能化改造从人和物的两方面进行管控,实现本质安全。白邑巡维中心站长杨志认为:“数字化转型的目的只有一个,那就是让大家从低水平的重复工作中解放出来,把精力聚焦到设备的精准高效运维中,在提升操作效率的同时,比传统的人工模式减少了倒闸过程中人员在现场面临的人身安全隐患。”

云网首创 联合巡检“无死角”

过去运行人员到站巡视非常耗时,通常两个人都不够,还需要1人专门做设备红外测温,人到站后把数据带回来,非常耗费人工。

坚持用机器替代人,是白邑智能化改造的一个精髓。不做盆景式,而是坚持搞实用化。哪里有痛点、难点,智能化改造、数字化转型就聚焦到哪里,打“组合拳”而不是撒胡椒面。

GIS室的墙脚有一堆摄像头,屋顶也有,他们可以自动识别设备的状态。对那些被罐体遮住的部分,也近距离安装一小个工业卡片机“全覆盖”。

作为改造“视频远方巡视”的一种成熟模式,昆明供电局已经拥有东川海子头3000多米高海拔偏远变电站的丰富经验,曾经是东川巡维中心站长、现在全程参与白邑巡维中心站策划组织实施的站长杨志表示:“技术虽然现成,但点位是我们经营精心钻研布置的。”通过运行人员一个月与施工单位反复优化覆盖点,减少了近50%的摄像头布点,建设成本下降25%,完美诠释“小投入办大事”

通过视频远方巡视只是一个方面,联合机器人和无人机巡检正在稳定实现实用化提升:运行人员通过与厂家跟班学习,目前已自主完成对35千伏设备区域巡视路线调试,实现白邑变电站500千伏、主变及35千伏区域联合巡检。

作为智能巡检的生力,机器人应用越来越得心应手,2021级新员工周驰翰已经熟练成长为操控“老手”:“智能巡检机器人作为智能化设备之一,集成高清摄像机、红外影像仪、超声波传感器等设备。按精心设定好的巡视路线穿梭在设备之间,风雨无阻,寒暑不惧,多方位、多层次、可视化掌握变电站设备信息,不断提升设备状态感知能力、业务管控能力和信息系统支撑能力。”

同时,远在长水机场净空区之外的220千伏余屯变,正在自主开展无人机3D建模及应用,使用无人机对避雷线防脱销、连接螺丝、隔离开关触头、变压器实际油位、设备异物、套管外绝缘等点位进行精准巡检。

目前白邑数字化示范区的数字化转型,“智能巡视,智能操作、智能安全”三个维度的建设改造已经总体推进超过80%,通过机器人和视频布点联合巡检,达到80%的人工替代率。

打造数字生态 改革成果落地

“智能巡视建设后,我们犹如有了‘千里眼、顺风耳’,免去了跋山涉水的交通,就完成了设备360度无死角巡视,可比人眼好使多了。”500千伏白邑巡维中心新员工高文博有感而发。在建设过程中,白邑变电站设备主人(负责设备全生命周期管控的属地化责任人)依托变电管理平台,深度参与智能巡视建设。

智能巡视建设工作不仅有设备主人的深度参与,还有技术专家的锦囊妙计,将变电站远方巡视点位在原有基础上提升至10250个,增幅一倍有余;设备问题发现数提升了18%;全站二次压板巡视时长降低至2分钟;远方巡视替代人工巡检比率由40%提升至80%,实现了设备巡视提质增效。

智能操作方面,通过调度主站程序化操作改造及厂站“双确认”技术改造,真正实现了一次设备“运行-冷备用”状态转换的程序化操作,一台110千伏主变压器的停复电耗时由传统的200分钟降低至20分钟以内,效率提升90%,有效管控了倒闸操作中的“误操作风险”“作业安全风险”和往返“交通风险”,为电气操作风险管控注入一剂强心剂。

除此之外,“智能安全”建设同样收效明显。步入500千伏白邑变电站,人员出入有“人脸识别”,安全工器具实现智能管理,“驾驶舱”一键查看全站辅助设施状态,现场作业摄像头自动汇集、智能聚焦……这一幕幕科幻大片里才有的场景,无不反映出数字化转型带来的强大安全管控力。

数字技术赋能 人力资源全面解放

改革创新永远在路上。沈洪伟认为,白邑巡维中心示范建设的成功,更重大的意义在“大量存量边远站的改造后,花小钱把人更好地解放出来。”针对目前“人少、站多、要求高”的现状,除顶层设计外,还需要基层先试,把一些管理要求前置到源头,从源头上系统思考,而不是人随着机器适应。运行人员真正实现“从奴隶到将军”,变成真正的设备主人,去钻研一些设备全生命周期的东西,令工作充满成就感,

目前华为公司的电力军团已经在白邑成立了一个联合试验室,开展数据运营及大数据应用交流。同时,昆明供电局正在建立基层所队的数字化人才储备库。通过夜校等形式开展网络安全专业培训、数字化转型业务实践培训和数字化应用培训,通过转型攻坚,不但提高工作效率,还助力一大批技术技能专家不断成长。

“数字化建设使隐患得到治理,指标得到提升,人员得到锻炼,安全得到增强,保障电网安全平稳稳定运行。”沈洪伟表示。

国企改革,提升效能的行动,已经悄然在整个昆明电网铺开来。下一步的数字化转型重点,就是那些偏远的变电站全面改造实施,将人力大幅度解放出来,将设备纳入本质安全。