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淺析電力系統(tǒng)變電運(yùn)維管理與設(shè)備維護(hù)
更新時(shí)間：2024-07-09 瀏覽次數(shù)：205
摘要：通過(guò)分析電力系統(tǒng)變電運(yùn)維工作的不足之處，基于變電運(yùn)維數(shù)據(jù)庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表提出了對(duì)應(yīng)的安全管理措施和設(shè)備維護(hù)策略，為后續(xù)變電運(yùn)維安全管理與設(shè)備維護(hù)提供借鑒。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變電；運(yùn)維；安全維護(hù)
引言
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性提出了更高的要求，這給電力系統(tǒng)重要組成部分——變電環(huán)節(jié)提出了更高的要求。盡管電力系統(tǒng)的變電環(huán)節(jié)發(fā)展迅速，但是變電運(yùn)行方面存在的一些弊病制約了電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。一方面現(xiàn)有的變電運(yùn)維安全管理不到位，安全管理制度可執(zhí)行性較差，未能及時(shí)通過(guò)制度制約人員的行為；另一方面現(xiàn)有的設(shè)備維護(hù)質(zhì)量較差，不能及時(shí)反饋并解決設(shè)備缺陷，使得事故頻發(fā)。這些問(wèn)題如果不引起重視，輕則可能造成人員傷亡、重則可能造成導(dǎo)致重大安全事故和人員死亡，限制電網(wǎng)的發(fā)展。
1.電網(wǎng)變電運(yùn)行管理存在的問(wèn)題
電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，一方面需保證對(duì)電能的供應(yīng)需求，保證供電的安全性和可靠性，另一方面要盡可能追求供電經(jīng)濟(jì)效益充分實(shí)現(xiàn)，形成經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的良性循環(huán)，從而不斷促進(jìn)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中，安全管理是非常重要的組成部分，一方面通過(guò)采取培訓(xùn)教育和規(guī)章制度制約人員的不安全行為，另一方面為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供了切實(shí)的保障，是經(jīng)濟(jì)效益充分實(shí)現(xiàn)的前提條件。嚴(yán)守安全紅線是任何情況下都不可逾越的紅線。
1.1變電運(yùn)維安全管理不到位
然而，隨著工作年限的增加，在變電運(yùn)維的部分員工逐漸出現(xiàn)了麻痹大意的思想，忽視安全管理的重要性。一方面，這是由于員工本身的安全意識(shí)不高引起的，認(rèn)為搶修進(jìn)度或設(shè)備維護(hù)等工作才是重中之重，安全管理是套在變電運(yùn)維工作上的“枷鎖"，影響工作效率；另一方面，安全管理的培訓(xùn)和教育落實(shí)不到位，盡管現(xiàn)有安全管理確實(shí)保證了必要頻度的課時(shí)和講座，但是千篇一律的枯燥授課使得培訓(xùn)和教育效果較差。此外，在變電運(yùn)維的安全管理工作中，很多停留在“喊口號(hào)"和“做記錄"階段。由于在變電運(yùn)維工作中并沒(méi)有對(duì)如何進(jìn)行安全管理做出細(xì)節(jié)上的說(shuō)明，這使得很多班組安全員并沒(méi)有切實(shí)執(zhí)行自己的職責(zé)，導(dǎo)致安全管理形式化，為了應(yīng)對(duì)檢查而“做記錄"。
1.2設(shè)備維護(hù)管理不到位
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備容量也不斷在提升，這使得變電設(shè)備的成本越來(lái)越高。然而，變電設(shè)備采購(gòu)成本的提高并沒(méi)有對(duì)應(yīng)越來(lái)越高的設(shè)備維護(hù)質(zhì)量。一方面，這是由于電力企業(yè)不重視設(shè)備維護(hù)引起的，長(zhǎng)期注重各種搶修速度、消缺次數(shù)等考核指標(biāo)的變電運(yùn)維班組，沒(méi)有采取相應(yīng)的措施提高設(shè)備的維護(hù)次數(shù)和質(zhì)量；另一方面，變電設(shè)備檢修模式有待改進(jìn)，為了快速消缺，很多變電運(yùn)維人員只注重消除現(xiàn)有故障而沒(méi)有進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮，這使得設(shè)備檢修質(zhì)量低下、人力資源浪費(fèi)、設(shè)備穩(wěn)定性差等。由于設(shè)備維護(hù)管理不到位，引起的變電設(shè)備“亞健康"，容易引起變電設(shè)備處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易頻繁引發(fā)故障，威脅電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。
2.變電運(yùn)維與安全風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)表
表1某電網(wǎng)變電所數(shù)據(jù)庫(kù)中風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析表
基于變電安全風(fēng)險(xiǎn)分析三維模型，以某電網(wǎng)變電所近一年的數(shù)據(jù)，通過(guò)部門專責(zé)和管理人員頭腦風(fēng)暴所識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)要因共計(jì)525個(gè)，共制定施2603項(xiàng)，其數(shù)據(jù)庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)屬性統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表1。通過(guò)對(duì)某電網(wǎng)變電所數(shù)據(jù)庫(kù)中風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的匯總和分析，某電網(wǎng)變電所可以識(shí)別出所占比例較大的風(fēng)險(xiǎn)要因。如果從安全風(fēng)險(xiǎn)類型來(lái)分析的話，可以發(fā)現(xiàn)觸電、高處墜落、機(jī)械傷害分別占總風(fēng)險(xiǎn)分布的22%、25%和28%（圖1）。根據(jù)該數(shù)據(jù)可以制定安全管理和設(shè)備維護(hù)策略。
3.變電運(yùn)維安全管理與維護(hù)策略
3.1變電運(yùn)維安全管理策略
觸電風(fēng)險(xiǎn)的管控措施。觸電指的是一定量的電流通過(guò)人體從而引起不同程度的器官功能障礙或組織損傷，又稱為電擊傷。某電網(wǎng)變電所的觸電風(fēng)險(xiǎn)較高的主要原因在于設(shè)備用電種類多，可以通過(guò)以下措施進(jìn)行管控：首先需要把好人員資質(zhì)，重視崗前培訓(xùn)；設(shè)置必要防護(hù)，建立實(shí)體屏障；隨機(jī)進(jìn)行檢查，設(shè)置獎(jiǎng)罰措施。
高處墜落的管控措施。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所有在墜落高度基準(zhǔn)面2m及其以上有可能造成墜落事故的作業(yè)都為高處作業(yè)。某電網(wǎng)變電所存在大量的高處作業(yè)和高空作業(yè)，所評(píng)估出的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也比較高，故需要較高標(biāo)準(zhǔn)的管控措施。為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，可以通過(guò)以下措施進(jìn)行管控：首先方案逐級(jí)審批，實(shí)行專項(xiàng)管控；考察人員資質(zhì)，加強(qiáng)崗前培訓(xùn)；重視安全措施，遵守作業(yè)規(guī)范；重視安全措施，遵守作業(yè)規(guī)范。
機(jī)械傷害的管控措施。機(jī)械傷害主要指得是施工現(xiàn)場(chǎng)各類轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的外漏部分和往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分可能對(duì)人體造成的傷害。某電網(wǎng)變電所需要使用大量的機(jī)械設(shè)備不可避免會(huì)有機(jī)械傷害風(fēng)險(xiǎn)，為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，可以通過(guò)以下措施進(jìn)行管控：首先，考察人員資質(zhì)，加強(qiáng)崗前培訓(xùn)；其次，設(shè)置必要防護(hù)，建立實(shí)體屏障；然后，提高人員素質(zhì)，標(biāo)識(shí)危險(xiǎn)部位。
3.2變電運(yùn)維設(shè)備維護(hù)策略
首先，應(yīng)編寫(xiě)變電設(shè)備維護(hù)大綱，實(shí)施合理的維護(hù)機(jī)制。根據(jù)電力系統(tǒng)變電設(shè)備的重要性，定期檢查、更換、保養(yǎng)變電設(shè)備，從而使得變電設(shè)備的壽命得以延長(zhǎng)，確保變電設(shè)備在服役期間各項(xiàng)性能滿足要求，降低故障率；其次，應(yīng)合理采購(gòu)的維護(hù)工具，提高維護(hù)質(zhì)量。一方面的維護(hù)工具可以有效提高工作效率、保障設(shè)備的維護(hù)質(zhì)量，另一方面的維護(hù)工具可以提高對(duì)運(yùn)維人員生命安全的保障；然后，改善變電運(yùn)維評(píng)價(jià)指標(biāo)，重視設(shè)備維護(hù)質(zhì)量。變電運(yùn)維工作的評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)適當(dāng)從注重各種搶修速度、消缺次數(shù)等考核指標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅負(fù)屝拶|(zhì)量、消缺質(zhì)量等。對(duì)變電運(yùn)維的搶修、消缺工作進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量跟蹤，并建立合理的檢測(cè)評(píng)價(jià)機(jī)制，通過(guò)合理的獎(jiǎng)懲措施提高變電運(yùn)維注重維護(hù)質(zhì)量的有效性。
4.安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)
4.1概述
基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問(wèn)、接收?qǐng)?bào)警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
4.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。
感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設(shè)備通過(guò)RS485總線接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。
傳輸層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
展示層：用戶通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪問(wèn)平臺(tái)信息。
4.4系統(tǒng)功能
用能月報(bào)支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號(hào)等查詢所管理站所的用電量，
4.4.2站點(diǎn)監(jiān)測(cè)
站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或京張個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。
運(yùn)維展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。
配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。
4.4.6視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視頻直播），選中京張一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。
電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統(tǒng)計(jì)。
對(duì)平臺(tái)所有報(bào)警信息進(jìn)行分析。
任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。
用戶報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
4.4.11APP監(jiān)測(cè)
3.12APP支 電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報(bào)告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。
4.5系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 外觀圖 | 型號(hào)、規(guī)格 |
變電所運(yùn)維云平臺(tái) | AcrelCloud-1000 |
| AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問(wèn)、接收?qǐng)?bào)警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM |
| 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊。 |
擴(kuò)展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴(kuò)展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
中壓進(jìn)線 | AM6-L |
| 三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù) |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實(shí)時(shí)及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報(bào)警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； | |
中壓進(jìn)線 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無(wú)功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動(dòng)／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波，波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chǔ)，內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口，支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
中壓饋線 | AM6-L |
| 三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù) |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實(shí)時(shí)及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報(bào)警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； | |
低壓進(jìn)線 | AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì)；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí)；工作溫度：-10℃～+55℃；相對(duì)濕度：≤95不結(jié)露 |
低壓出線 | AEM72 |
| 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測(cè)量，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì)；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí)，無(wú)功電能精度2級(jí) |
ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，有功電能計(jì)量（正、反向）、四象限無(wú)功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測(cè)溫；1路剩余電流測(cè)量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級(jí)（改造項(xiàng)目） | |
無(wú)線測(cè)溫 | ATE-400 |
| 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A,測(cè)溫范圍－50-125℃,測(cè)量精度±1℃;傳輸距離空曠150米 |
ATC-600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透?jìng)鳎珹TC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE系列傳感器、 AHE等傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報(bào)警出口。 | |
環(huán)境溫濕度 | WHD |
| WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開(kāi)關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0RH～99RH |
水浸傳感器 | RS-SJ-*-2 |
| 接觸式水浸傳感器，監(jiān)測(cè)變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況，工作電源：DC10-30V工作溫度：－20℃+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應(yīng)時(shí)間：1s繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)。 |
攝像機(jī) | CS-C5C-3B1WFR |
| 支持720P高清圖像，高支持分辨率可達(dá)到130萬(wàn)像素（1280*960)內(nèi)置麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器具有語(yǔ)音雙向?qū)χv功能，支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，通過(guò)手機(jī)、PC等終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)和視頻觀看。 |
煙霧傳感器 | BRJ-307 |
| 光電式煙霧傳感：電源正極（DC12V):+12V 繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn) |
門禁 | MC-58(常開(kāi)型） |
| 常開(kāi)型；感應(yīng)距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度，干接點(diǎn)輸出。 |
配套附件 | ARTU-K16 |
| 常開(kāi)型；感應(yīng)距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點(diǎn)輸出 |
KDYA-DG30-24K |
| 輸出DC24V;24V電源 |