王军 周全
山东中茂实业集团有限公司
摘要：输变电设备属于《中国制造2025》中明确提出的“电力装备”重点领域，是电能输送和转换的核心装备，其高效运维对于保障电力系统安全运行和国民经济平稳增长具有重大意义。随着时代的进步，输变电设备运维正面临越来越多的挑战。
关键词：输变电设备；远程运维；标准化
引言
基于标准化的电网模型和实时运行数据，可以对电力设备、变电站和电网的当前运行状态进行监测、风险评估、故障诊断及控制。电力设备和电网的未来运行状态，则须根据各种输变电设备状态监测系统提供的设备状态信息，在专有系统或基础平台支持下利用状态评价、故障诊断及趋势预测技术分析。在此基础上实现设备状态检修，能有效降低输变电设备维修成本、缩短检修停电时间、延长设备寿命、提高电网运行可靠性。
1输变电设备远程运维标准化架构
下面通过依次研究输变电设备远程运维业务流程、数据流和交互，导出重点研制标准范围以及标准之间的关系。输变电设备远程运维业务流程主要包括现场作业、数据处理、状态评价、故障模式识别和预测性维护决策。
输变电设备运维人员运用移动终端和各类检测仪器在现场进行巡检、带电检测以及诊断性试验等作业，同时，在线监测系统通过传感器获取现场设备的监测数据，中心侧对现场数据进行处理，利用这些数据以及其他与输变电设备相关的台账数据等进行设备的状态评价和故障模式识别，并最终给出设备的预测性维护决策，最后输变电设备运维人员在决策指导下进行设备的运维，这样就形成一个业务流程的闭环。《国家智能制造标准体系建设指南》从生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建了智能制造系统架构。开展输变电设备远程运维标准研究的过程，充分借鉴智能制造系统架构的设计思路。首先输变电设备远程运维是以物联网为基础，以数据为内核，以服务为载体的智能制造新模式，基于这样的认识，在深入分析标准化需求的基础上，综合智能制造系统架构各维度逻辑关系，将智能功能维度映射到“生命周期-系统层级”平面，进一步的基于输变电设备远程运维的以用户为中心的本质。依据基础共性标准和“智能服务”的“远程运维”关键技术标准，围绕《中国制造2025》中提出的十大重点领域，兼顾传统制造业转型升级的需求，优先选取“电力装备”领域的“特高压输变电设备”实现突破，结合本行业发展需求和智能制造水平，通过逐级分解细化输变电设备远程运维的业务流程、业务流程之间的数据流以及数据流的交互，最终明确输变电设备远程运维需要研究的标准体系。
综合输变电设备远程运维的业务流程、数据流以及交互，制定输变电设备远程运维标准体系，包括通用技术要求、数据转换和存储、数据质量评价、状态评价、故障模式识别、预测性维护等方面。其中：
（1）通用技术要求涉及到输变电设备远程运维的所有环节，规定了输变电设备远程运维系统的术语和定义、系统框架、网络架构、功能架构、接口及安全要求等内容。
（2）数据转换和存储、数据质量评价规定了对于远程运维的数据的转化、存储以及质量评价的要求。
（3）状态评价规定了利用远程运维数据特性进行设备状态量构成和权重、单元、输电线路、变电站状态评价的要求。此部分电力行业已制定变压器、高压断路器、开关等核心部件的状态评价标准。
（4）故障模式识别规定了利用远程运维数据进行设备故障模式识别流程、识别方法和识别结果。
（5）预测性维护规定了输变电设备状态预测的的整体架构和工作流程。
本文研究成果的推广应用实现了输变电设备远程运维数据信息统一、业务流程规范，能够在行业和企业内，形成统一的输变电设备远程运维管理体系，科学地指导输变电设备远程运维工作，提升了输变电设备的运维效率，提高了电网运行的可靠性和安全性。在行业和企业内具有广泛的应用前景，预期经济效益和社会效益显著，同时为智能电网的发展打下了坚实的基础。
2应用实例
2.1远程遥感应用
卫星遥感是利用卫星上遥感器，对目标区域进行遥感，采集目标区域的特征信息。这些特征将通过卫星与地面接收站之间的专用信道，传输到地面站的分析中心，经过加工、处理、判读和合成，形成清晰的卫星图像。地面站将这些卫星图像反馈给用户进行使用，用户可以根据自己的需求提取图像中的地形、地貌、地质、空间环境、地面目标的特征、灾害面积、灾害程度等信息。在卫星遥感体系中，遥感器起到了物联网的感知作用，而卫星通信起到了数据传输作用，遥感图像的分析处理和应用则是面向用户的高级应用。
2.2输变电设施监测终端的应用
为了监测输变电设施的状态，需要在输变电设施上安装各种监测终端，采集设施当前的温度、倾角、位移等参数以及周边环境的压力、温度、湿度等数据。监测终端采集数据的周期，可以根据需要任意设定，从几s到几天不等。监测终端上传数据时，将首先传送数据到一个地面数据采集器，该采集器负责收集周围多个监测终端的数据。完成一个周期的数据采集后，采集器将数据进行融合，避免数据的冗余。然后，采集器通过卫星将融合后的监测数据发送给省级监控中心。对于易发生自燃灾害的区域，监测终端还增加了对输变电设施及周边环境进行视频监控和红外热像监测。省级监控中心的工作人员，可以定期收到监测终端回传的视频及红外热像信息，增加人工审核的环节，实现重点监测区域的监测工作双保险。
2.3现场救援及运维应用
在野外的输变电设施发生事故或灾害时，工作人员将乘坐现场救援指挥车赶赴现场进行救援。救援指挥车上安装有卫星指挥系统，该系统可以在事故地点20km范围内建立无线通信集群网络。参与事故救援的多个工作人员，可以使用手持终端设备，利用卫星通信和定位功能进行通话、摄像、测速、定位等工作，协同完成救援任务。此外，工作人员也可以与远方的监控中心进行通话或回传现场数据，监控中心的调度人员将根据现场的情况及时作出统一部署和安排。
结语
本文综合分析了输变电设备远程运维发展基础和研究现状，并通过分析远程运维业务流程、数据流和交互实践，开展了输变电设备远程运维标准化架构设计。通过规范输变电设备远程运维通用技术要求、数据转换和存储、数据质量评价、状态评价、故障模式识别、预测性维护等标准化分析，支撑输变电设备远程运维工作，保障电网安全可靠运行与国民经济平稳增长。
参考文献
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