110kV变电站户外终端智能化技术研究与应用探索.pdf

Telecom Power Technology 53 Sep.10,2023,Vol.40 No.17 2023 年 9 月 10 日第 40 卷第 17 期电力技术应用DOI：10.19399/ki.tpt.2023.17.017110 kV 变电站户外终端智能化技术研究与应用探索黄荣净（茂名市经茂电力安装有限公司，广东 茂名 525200）摘要：研究110 kV变电站户外终端智能化技术的应用，设计智能化系统架构，包括设备和数据采集传输方案选择，提升系统的安全性和可靠性。重点研究智能监测与诊断、智能运维管理以及智能预测与维护优化等应用。通过数据分析、故障预测算法以及维护优化策略，提供 110 kV 变电站户外终端智能化应用的实用技术支持，对于变电站智能化升级具有重要的参考价值。关键词：110 kV 变电站户外终端；智能化技术；监测与诊断Research and Application Exploration of Intelligent Technology for Outdoor Terminals in 110 kV SubstationHUANG Rongjing(Maoming Jingmao Power Installation Co.,Ltd.,Maoming 525200,China)Abstract:Application of intelligent technology for outdoor terminals in 110 kV substations was studied,an intelligent system architecture was designed,including equipment selection and data acquisition and transmission schemes,and the safety and reliability of the system was emphasized.Key research focused on applications such as intelligent monitoring and diagnosis,intelligent operation and maintenance management,and intelligent prediction and maintenance optimization.Through data analysis,fault prediction algorithms,and maintenance optimization strategies,practical technical support for the intelligent application of outdoor terminals in 110 kV substations was provided,which has important reference value for the intelligent upgrade of substations.Keywords:110 kV substation outdoor terminal;intelligent technology;monitoring and diagnosis0 引 言随着电力系统的发展，110 kV 变电站在电能传输和分配中扮演的角色也越来越重要。然而，传统变电站终端设备的监测和维护存在限制和效率低下的问题。为应对该挑战，智能化技术逐渐应用于变电站户外终端，实现高效、精准的监测、诊断及维护优化1。基于该背景，研究 110 kV 变电站户外终端智能化技术的应用，重点关注设备状态预测与维护优化技术。通过构建智能化系统架构，选择适用的终端设备和数据采集方案，探索如何利用智能算法和数据分析方法对终端设备的状态进行预测，并提出相应的维护优化策略。1 变电站户外终端智能化技术110 kV 变电站的户外终端是电力系统的重要组成部分，负责将高压电力转换为低压电力，并将其供应给用户。户外终端包括开关设备、变压器、电缆以及绝缘子等元件，其运行状态和性能直接影响电网的安全稳定运行。智能化技术可以提供实时监测、故障诊断以及预测维护等功能，有效提高变电站户外终端设备的安全性、可靠性以及运行效率。通过智能化技术的应用，可以实现对设备状态的智能监测、故障的及时诊断以及预防性维护，从而提高电网的可靠性和供电质量。在变电站户外终端的应用中，智能化技术仍然存在一些问题。首先，如何有效监测和管理大量分散的户外终端设备仍然是一个挑战，需要建立完善的数据采集和通信系统。其次，智能化技术的应用需要解决数据安全和隐私保护等问题，确保敏感信息的保密性和完整性。最后，智能化技术的推广和应用需要考虑成本和投资回报等因素，确保技术的可行性和经济性2。2 110kV 变电站户外终端智能化系统架构设计110 kV 变电站户外终端智能化系统的架构设计包括硬件和软件 2 个方面。在硬件方面，系统由智能终端设备、传感器以及通信模块组成3。软件方面涵盖数据采集和处理平台、故障诊断算法以及预测维护模型等。系统需要选择合适的智能终端设备，如智能传感器和监测控制单元，并设计合适的数据采集和传输方案。安全性和可靠性是需要重点考虑的因素。系统应具备防火、防爆、防雷击等功能，并采用自动故障收稿日期：2023-07-30作者简介：黄荣净（1986），男，广东茂名人，本科，电气工程师，副经理（代理工作），主要研究方向为电力工程。2023 年 9 月 10 日第 40 卷第 17 期Sep.10,2023,Vol.40 No.17Telecom Power Technology 54 检测和容错机制。保护数据隐私和系统安全也是重要任务，防止出现未经授权的访问和数据泄露等情况。3 110kV 变电站户外终端智能化监测与诊断技术研究变电站户外终端的智能化监测与诊断技术是提高电网运行效率和可靠性的重要手段之一。通过采用先进的传感器技术、数据采集与处理技术以及故障诊断算法，实现对户外终端设备的实时监测和准确诊断，从而提前发现潜在问题并采取相应的措施4。首先，智能化监测与诊断技术的基础是传感器技术的应用。传感器能实时采集各种设备参数和状态信息，如电流、电压、温度以及湿度等，从而为故障诊断提供数据支持。其次，为有效管理和分析传感器采集的数据，需要采用适当的数据采集与处理技术，包括数据采集系统的设计与搭建，数据的存储、传输与处理，以及数据的可视化与分析。最后，智能化监测与诊断技术中，故障诊断算法是重要组成部分。基于传感器采集的数据和设备特征参数，运用机器学习和人工智能等技术开发各种故障诊断算法，如支持向量机、神经网络、决策树等。这些算法能根据设备状态的变化和异常情况，准确判断设备是否存在故障，并给出相应的诊断结果和建议。4 110kV 变电站户外终端智能化运维管理系统研究110 kV 变电站户外终端的智能化运维管理中，运行数据分析与优化是关键步骤。系统收集终端设备的实时数据，利用数据分析技术和统计方法进行处理和挖掘，从而获得关键运行指标和趋势分析。通过深入分析运行数据，系统可以发现潜在问题并提供优化方案，以改善设备性能和运行效率。智能化运维管理系统的设计与实现同样至关重要，包括建立合理的数据存储和管理机制，实现数据采集、传输与处理，并应用分布式计算、云计算以及物联网等技术构建高效稳定的系统5。此外，系统需要优化运维过程并提供智能决策支持。通过自动生成维护计划和工作指令，优化资源的分配和使用情况。利用人工智能和机器学习技术建立相应的模型和算法，支持智能决策和预测性维护。通过综合分析历史数据和趋势，系统能够提供准确的设备状态评估和故障预测，帮助运维人员及时做出决策，提高运维效率。5 110kV 变电站户外终端智能预测与维护优化技术研究110 kV 变电站户外终端智能化预测与维护优化中，利用设备状态预测模型可准确预测设备的运行状态和寿命。通过采集历史运行数据并进行特征提取和数据清洗，结合数据分析和机器学习方法构建预测模型，为运维人员提供预警，避免出现潜在故障。智能化维护优化策略的研究，旨在制定针对不同设备的最佳维护策略，结合设备运行数据、维护历史数据以及工作规程信息等，确定最佳的维护时机、方式以及资源配置，降低成本并减少停机时间。为支持智能预测与维护优化，需要设计相应的系统，包括数据采集、预测分析、维护决策以及执行等功能模块，以提供实时数据连接、智能预测以及优化计算，通过用户友好的界面支持维护计划制定和监控维护过程。6 智能化技术在 110kV 变电站户外终端的应用6.1 智能监测与诊断系统应用智能监测与诊断系统在 110 kV 变电站户外终端的应用可实现设备状态的实时监测、故障诊断和预警。系统通过安装传感器和监测设备，连续监测关键参数，利用数据处理和模式识别技术分析数据，实时判断设备是否存在异常状况或潜在故障。一旦检测到异常，系统会自动发出预警通知并提供详细的故障诊断结果，帮助运维人员快速检测故障原因，及时采取相应的维修措施。该系统的优势在于能实时捕捉设备状态变化，准确判断故障类型和位置，制定合理的维护计划，以减少突发故障。6.2 智能运维管理系统应用智能运维管理系统在 110 kV 变电站户外终端的应用可提高运维效率和准确性，降低成本，确保电力系统的安全运行。智能运维管理系统应用中的关键技术之间存在紧密联系。该系统通过集成运维数据和优化算法，全面管理和优化终端设备。通过数据采集和处理技术，收集设备运行数据、维护记录及故障信息，建立设备信息库。基于设备状态预测的维护策略是系统的核心内容。利用数据分析和机器学习算法，预测设备寿命、故障概率以及维护周期，从而生成合理的维护计划。系统还提供运维过程的优化和智能决策支持，通过分 2023 年 9 月 10 日第 40 卷第 17 期 55 Telecom Power TechnologySep.10,2023,Vol.40 No.17 黄荣净：110kV 变电站户外终端智能化 技术研究与应用探索析和挖掘运维数据，帮助研究人员制定科学决策。智能运维管理系统的应用如图 1 所示。6.3 智能预测与维护优化应用智能预测与维护优化应用可提高 110 kV 变电站户外终端设备的可靠性和维护效率。该系统包括数据采集与处理、模型构建与训练、预测结果展示与分析等环节。系统通过这些环节，结合数据分析和智能算法，实现对设备未来状态的预测和优化维护策略的制定。通过分析历史运行数据，提取关联规律，并利用机器学习和统计方法构建准确可靠的预测模型。系统还能实时采集运行数据，并进行预处理和特征提取，将预测结果以可视化方式呈现给运维人员，帮助其制定合理的维护决策和优化方案。智能预测与维护优化应用内容如图 2 所示。智能运维管理系统应用数据采集和处理技术数据分析和机器学习算法基维过程的优化和智能决策支持运维数据运维人员设备信患库维护计划设备状态预测图 1 智能运维管理系统的应用数据采集与处理模型构建与训练关联规律提取预测模型构建模型训练和优化可视化展示决策支持与优化方案智能预测与维护优化应用预测结果的展示与分析实时采集运行数据数据清洗与预处理历史运行数据的分析特征提取图 2 智能预测与维护优化应用内容7 结 论智能化技术对 110 kV 变电站户外终端具有重要的应用意义，可实现设备监测与诊断、运维管理优化、预测与维护优化等功能。系统架构设计需要考虑数据采集与传输方案的安全与可靠性，关键内容包括状态监测与故障诊断、设备状态预测与维护优化。智能化运维管理系统可提供数据分析与优化、系统设计与实现、运维过程优化以及智能决策支持。智能预测与维护优化则涵盖设备状态预测模型研究、维护优化策略研究以及系统设计与实现。通过研究 110 kV变电站户外终端智能化技术，推动电力领域的健康 发展。参考文献：1 曾湘聪.智能变电站中新技术与新设备的应用J.电子技术与软件工程，2021（4）：227-228.2 杨浚铎.分析 110kV 智能化变电站建设技术 J.智库时代，2018（52）：132.3 肖 玲.110kV智能变电站技术研究J.科技尚品，2017（8）：221.4 刘承刚，王 伟.110 kV 变电站电气自动化技术及应用研究 J.大众标准化，2022（17）：55-57.5 卢伟洪.智能操作技术在智能变电站建设中的应用分析 J.通讯世界，2021，28（2）：184-185.