变压器运行状态怎么样？浙江电科院研发设备健康管理应用

　　7月20日，浙江电力科学研究院变电技术室主任李晨登录设备健康管理应用，分析浙江电网某变电站2号变压器的负载能力，保障迎峰度夏期间设备健康运行。5月，国网浙江省电力有限公司选取1座110千伏、5座220千伏、1座500千伏、1座1000千伏变电站开展试点，将站点变电站各项数据接入设备健康管理应用，实现了变压器的全寿命周期健康管理和设备健康状态实时评价及预警，助力提升变电设备管理数字化、精益化水平。

　　2021年以来，浙江电科院牵头组建设备健康管理专项团队，依托设备资产精益管理系统(PMS3.0)打造设备健康管理应用，进一步优化变电设备数据资产管理模式，为变压器状态检修提供可靠技术支撑。

　　变压器有了健康档案

　　设备信息扫码全能看

　　目前，浙江电网有110千伏及以上电压等级变压器4500余台。随着电网规模扩大，海量的变压器检修监测数据分布在线下档案和多个系统平台中，数据资产管理、分析工作量快速增加，设备运维压力增大，亟须提升变电设备管理质效。

　　为了实现这个目标，2021年年初开始，专项团队结合大数据、云计算、人工智能、数字孪生等研究成果，开展设备健康管理应用研究。今年4月，设备健康管理应用上线。该应用包含信息管理、健康评价、业务管控三个模块。为了方便运检人员工作，团队还在“i国网”上同步部署了相应的模块，提供扫码、填报、查询功能。其中，信息管理模块通过关联融合技术实现13个中台业务模块的贯通，融合82类变压器状态参量数据，为变压器建立对应的健康档案，为设备故障或缺陷成因溯源分析提供支撑。

　　6月17日，衢州供电公司运检部员工郑宇收到巡检缺陷报告，显示某变压器套管红外检测存在异常发热情况。为进一步明确套管异常发热原因，他通过应用查看设备立体台账，观察接头、绝缘布置等套管内部结构三维图。对比红外检测图像后，郑宇迅速找到发热点对应的套管内部结构，判断发热原因可能为套管顶部接头接触不良，并据此开展精细化测温，预备结合检修周期尽快开展隐患处置。

　　健康档案汇集了设备立体台账、全寿命履历和运检信息。其中，设备立体台账不仅可以展示设备的关键参数、生产厂家等信息，还能通过数字孪生等技术展示设备内部部件参数和三维结构信息;全寿命履历包含设备从规划设计、物资采购、工程建设、运行维护到退役处置5个阶段的各类关键事件信息;运检信息汇集了设备巡检、检修、试验等记录的各项数据。同时，专项团队把健康档案和变压器实物ID码一一对应，便于运维人员快速调取设备信息。

　　“以往要获得某台变压器全部的运维检修记录和信息，我们需要登录不同的系统、平台，分别收集设备台账、在线监测数据、检修数据等信息，还需要花费大量人力进行信息关联配对。”浙江电科院设备技术中心副主任郑一鸣介绍，“现在扫扫码，这些信息就一览无余，方便多了。”

　　综合评估设备健康状态

　　直观展现隐患处置流程进度

　　5月19日，宁波某变电站主变压器低压侧遭受近区短路电流冲击。设备健康管理应用随即抓取设备历次不良工况、检修记录和当前设备运行数据，判断设备抗短路能力下降。预警信息立即被推送到宁波供电公司运检部变电检修专责何迪的手机上。设备健康管理应用还同步推送了同型号设备的群体评价信息和运检策略建议：“该型号主变压器抗短路能力优秀，建议对本设备开展3个月的跟踪监测。”参考该应用提出的运检策略建议，何迪勾选了巡检项目和周期选项，并将相关任务信息推送给一线运检人员。后续，何迪通过该应用关注任务执行情况和设备健康跟踪评价情况，及时掌控设备状态。若评价指标持续保持正常，对这台主变压器的跟踪观察3个月后便可以解除。

　　专项团队利用人工智能算法、大数据分析技术，为设备健康管理应用健康评价模块开发了变压器健康分析模型，实现对设备部件、单体设备、群体设备等不同层级的健康状态评估。发现设备运行异常数据时，设备健康评价模块会自动告警，并纵向关联设备全寿命履历、横向分析同类型设备情况，给出设备运行状态诊断结论和处置建议。同时，设备健康评价模块还会评估隐患的风险等级，辅助供电员工合理安排变压器检修计划，兼顾设备运行安全和供电可靠性。

　　宁波供电公司变电检修中心员工岳龙说：“以往分析变压器缺陷，需要现场比对数据变化，综合分析异常信息，比较依赖检修人员的经验。现在通过设备健康管理应用，我们能远程随时查看设备运行的综合数据，还能参考异常情况的近似案例以及以往最常采用的运检策略，提升了我们的工作效率。”

　　设备健康管理应用的业务管控模块则自动关联了各类预警信息，可自动更新设备检查记录、设备运行评价诊断结果和运检策略实施情况，在变电站拓扑图中呈现设备运行实时状态信息，展示综合巡检、检修计划安排及进度，形成“变电站健康一张图”。在“变电站健康一张图”上，设备“预警-跟踪-管控”隐患处置闭环流程进度展示得更为直观。

　　截至7月20日，该应用已试运行2个月，实现了设备健康状态的实时评估与各类隐患的有效管控，为变压器运维提供坚实的数据基础和技术支撑。

　　建设两个工具库

　　学知识、测算法更方便

　　设备管理的数字化转型在提升管理精度和效率的同时，也对运维检修人员的能力提出了更高要求。

　　专项团队积极响应数字化班组建设要求，在设备健康管理应用中设置了设备知识库、智能诊断库两个工具库。设备知识库汇集了各类设备典型结构和故障分析案例，运检人员可以通过检索学习相关知识，提升技能水平。

　　国网浙江超高压公司工作负责人汤销斌说：“以往开展低抗开关极柱更换作业，我需要翻阅各类台账，准备资料。现在通过设备健康管理应用，我能在线查阅间隔开关设备结构图、二次回路图和试验相关技术标准，3分钟左右就完成了资料准备工作。”

　　而智能诊断库则依托真实的生产环境数据，为各类新型感知技术和数据挖掘手段提供了可靠的测试验证环境，助力算法、技术等不断优化。“智能诊断库已针对4类新型在线监测装置开展了监测算法实用化测试，结合装置自检和告警规则优化技术，大幅提升了装置告警准确率。”李晨介绍。

　　目前，专项团队正根据设备健康管理应用试运行数据，持续迭代升级各项功能，拓展健康管理应用适用的设备类别，加快设备管理数字化转型。（王劭鹤 江航）