《碧湖变电站》课件

碧湖变电站碧湖变电站是福建三明地区220千伏等级的关键电力设施，作为智能化运维示范项目，在电网建设中发挥着重要枢纽作用本站将全面介绍碧湖变电站的建设历程、技术特点、运维管理和创新应用，展示现代化智能变电站的发展成果目录1变电站概述2建设历程碧湖变电站基本情况、战略意义与主要功能介绍从项目规划到投运的完整建设过程回顾3技术特点4运维管理设备配置、创新技术与安全防护措施详解智能化运维体系与无人机巡检技术应用5创新应用6未来展望三维建模、人工智能与5G技术融合应用发展趋势分析与后续优化方向规划第一部分变电站概述基本情况战略地位220千伏等级变电站，位于福建省提升区域供电可靠性，优化电网结三明市，是区域电网的重要节点设构，支撑地方经济社会发展施功能作用承担电能转换分配、电压调节、电网监控与系统保护等核心功能碧湖变电站基本情况技术等级地理位置服务范围碧湖变电站按照220千伏电压等级设计建变电站选址于福建省三明市战略要地，地变电站服务范围覆盖三明市关键区域，包设，采用先进的电力设备和控制系统变理位置优越，交通便利选址充分考虑了括工业园区、居民区和重要用电客户通电站设计容量能够满足三明地区中长期电地质条件、环境影响、供电半径等因素，过合理的供电半径设计，确保各类用户的力负荷增长需求，确保电网安全稳定运确保变电站能够高效服务周边区域电力需电力供应质量和可靠性行求战略意义供电可靠性电网优化经济支撑示范引领显著提升区域电网供电优化区域电网结构布为三明地区经济发展提作为智能化变电站示范可靠性，降低停电风局，提高电网运行效供强有力的电力保障，项目，为电网智能化建险，为用户提供稳定优率，增强电网适应性和支撑工业园区建设、招设积累宝贵经验，推动质的电力服务，支撑经灵活性，为未来电力发商引资和产业升级转电力行业技术进步和管济社会发展用电需求展奠定坚实基础型理创新主要功能电压调节电网监控维持电网电压在合理范围内，确实时监控电网运行状态，及时发保电能质量符合国家标准要求现异常情况并采取相应处置措施电能转换系统保护通过主变压器实现不同电压等级间的电能转换，满足各类用户用配置完善的继电保护系统，确保电需求电力系统安全稳定运行设计理念集约化管理统一标准规范，优化资源配置环保节能绿色环保技术，节能减排措施智能高效先进自动化控制，提升运行效率安全可靠多重安全保障，确保稳定运行第二部分建设历程前期规划投运验收可行性研究、选址考察、环境评估等前期准备工作带电测试、性能验收、正式投入运行等关键节点1234建设施工扩建升级基础设施建设、设备安装调试、系统联调等施工阶段容量扩建、设备升级、功能完善等后续发展项目规划阶段设计方案环境评估制定详细的工程设计方案，包括电选址考察进行全面的环境影响评价，制定环气方案、土建方案、总体布置等可行性研究综合考虑地质条件、交通运输、环保措施和监测方案确保变电站建设计方案充分体现安全可靠、技术深入分析项目建设的必要性和可行境影响等因素确定最佳站址通过设和运行符合环保要求，最大限度先进、经济合理的原则性，评估技术方案和经济效益研实地勘察和多方案比较，选择既满减少对周边环境的影响究内容包括负荷预测、电网规划、足技术要求又兼顾经济合理性的变投资估算等关键要素，为项目决策电站位置提供科学依据建设过程基础建设完成土建工程、道路建设、排水系统等基础设施建设，为设备安装创造良好条件设备安装按照设计要求和技术规范，完成主变压器、开关设备、二次设备等关键设备安装系统调试进行一次系统和二次系统的全面调试，确保各系统功能正常、参数准确验收投运组织专业验收，完成各项测试和检验，确认达到设计要求后正式投入运行主变压器安装50+2015建设人员安装年份参与主变压器安装调试的电力建设者主变压器吊罩安装完成时间1关键月份1月21日完成主变吊罩关键工序2015年1月21日，碧湖变电站主变压器吊罩安装工作顺利完成，标志着变电站建设进入关键阶段50多名经验丰富的电力建设者参与了这项重要工作，严格按照技术规范和安全要求执行每一道工序主变压器作为变电站的核心设备，其安装质量直接关系到整个变电站的运行安全和稳定性投运里程碑一次调试完成主设备系统调试验收二次联调保护控制系统联合调试带电测试进行带电运行测试验证正式投运通过验收投入商业运行扩建工程需求分析环评工作深入分析区域电力负荷增长趋势，评估现针对3号主变扩建工程开展环境影响评有变电站容量是否满足未来发展需求，制价，确保扩建项目符合环保要求和相关法定扩建方案规标准容量提升施工组织扩建完成后变电站总容量显著提升，更好制定详细的施工组织设计方案，合理安排地满足区域电力需求和未来发展要求施工进度，确保扩建工程安全高效进行第三部分技术特点碧湖变电站采用先进的电力技术和设备，具有技术水平高、自动化程度强、安全可靠性好等特点变电站在设备配置、系统设计、安全防护等方面体现了现代变电站的技术发展水平主要设备配置设备类型技术参数数量功能作用主变压器220/110/10kV2台电压变换与功率传输高压开关220kV GIS6组电路分合与保护二次设备数字化保护全套监控保护与自动化控制系统综合自动化1套集中监控与远程操作碧湖变电站配置了性能先进、技术成熟的主要电力设备主变压器采用节能型产品，具有损耗低、噪声小等特点高压开关设备选用GIS型产品，占地面积小、可靠性高二次设备全面采用数字化技术，提高了系统的智能化水平变电站布局户外设备区科学合理布置主变压器、高压开关设备等户外设备，确保设备间安全距离，便于运行维护设备区域采用模块化设计，便于未来扩建和设备更新主控制室集中配置二次设备、监控系统、通信设备等控制室采用标准化设计，设备布局合理，操作环境舒适，满足无人值班要求辅助系统包括直流电源、交流电源、照明系统、消防系统等辅助设施辅助系统设计完善，确保变电站各项功能正常运行技术创新点数字化设计采用三维数字化设计技术，实现设备建模、管线设计、施工模拟等全过程数字化，提高设计质量和效率智能监控建设智能化监控系统，集成视频监控、环境监测、设备状态监测等功能，实现变电站运行状态的全面感知状态评估开发设备状态评估系统，基于多维度数据分析，实现设备健康状态的科学评估和预测性维护防灾设计针对地质灾害、极端天气等风险，采用特殊的防护设计和应急措施，提高变电站抗灾能力安全防护措施继电保护配置完善的继电保护系统，包括主保护、后备保护、故障录波等功能保护系统采用双重化配置，确保电力系统安全稳定运行保护装置具有快速性、选择性、灵敏性和可靠性特点防雷接地建设完善的防雷接地系统，包括避雷针、避雷器、接地网等设施接地系统按照国家标准设计，接地电阻满足安全要求防雷系统能够有效防护雷电过电压对设备的损害消防安全配置先进的消防安全设施，包括火灾自动报警系统、气体灭火系统、消防水系统等消防系统采用智能化设计，能够实现早期预警和自动灭火定期进行消防演练和设备检查应急预案制定完善的应急处置预案，包括设备故障、人身伤亡、自然灾害等各类突发事件的应对措施建立应急组织体系，明确应急职责，定期开展应急演练，提高应急响应能力环保设计电磁控制噪声治理气体管理采用低电磁辐射设选用低噪声设备，采建立SF6气体管理制备，优化设备布局，用隔声降噪技术，设度，配置气体回收装设置电磁屏蔽措施，置声屏障等措施，有置，防止温室气体泄确保电磁环境符合国效控制变电站运行噪漏，保护大气环境家标准要求，保护周声，满足环保要求定期检测气体密度，边环境和人员健康确保设备正常运行绿色理念贯彻绿色变电站建设理念，采用节能环保技术，加强绿化美化，实现变电站与周边环境的和谐统一第四部分运维管理专业团队高素质运维人员队伍智能技术无人机巡检等智能化手段标准流程规范化运维管理制度体系安全保障全方位安全管理基础运维管理体系组织架构标准流程培训考核建立专业化的运维组织架构，明确各级职制定标准化的运维管理流程，涵盖日常巡建立完善的人员培训和考核体系，定期开责分工设置运维班组、技术支持、应急检、定期维护、缺陷处理、应急抢修等各展技能培训、安全教育、应急演练等活抢修等专业团队，形成高效协同的运维管个环节通过流程标准化，确保运维工作动通过持续培训提升运维人员专业技能理体系质量和效率和安全意识•运维值班人员•巡检作业标准•岗位技能培训•技术专责工程师•维护保养规程•安全教育培训•应急抢修队伍•故障处理流程•应急演练活动日常巡检作业常规巡检按照规定周期进行设备外观检查、运行状态监视、参数记录等常规巡检工作，及时发现设备异常情况状态监测采用红外测温、振动检测等技术手段，定期监测设备运行状态，分析设备健康水平和发展趋势油色谱分析定期进行变压器油色谱分析，通过检测油中溶解气体含量，判断设备内部是否存在潜在故障状态检修基于设备状态监测结果，制定科学的检修策略，实现从计划检修向状态检修的转变智能巡检技术自主起飞无人机按预设程序自动起飞智能拍照自动识别设备进行拍照记录安全降落完成巡检任务后自主降落数据传输实时回传巡检数据分析2020年7月27日，碧湖变电站正式启用无人机自主巡检系统，实现了从人工巡检向智能化巡检的重大转变该系统能够自主完成起飞、拍照、降落全流程作业，对关键设备进行重点监控，所有巡检数据实时回传至监控中心进行智能分析处理无人机巡检成果10+50+覆盖站点发现缺陷已完成多座变电站的无人机自主巡检及时发现站内设备缺陷和安全隐患100%处理率所有发现问题均及时开展消缺工作无人机巡检技术的应用取得了显著成效，不仅提高了巡检效率和质量，还大大降低了运维人员的劳动强度和安全风险通过热像仪等先进设备，无人机能够发现人工巡检难以察觉的设备异常，有效提升了变电站安全运行水平设备状态监测传感器网络数据采集部署各类智能传感器，实现设备关键参数建立完善的数据采集系统，确保监测数据的实时采集和监测的准确性和完整性预警机制数据分析设定科学的预警阈值，实现设备异常的及运用大数据分析技术，深入挖掘设备运行时发现和处置规律和异常特征检修维护策略预防性维护制定科学的预防性维护计划，定期对设备进行保养和检查通过主动维护延长设备使用寿命，降低故障发生率，确保设备始终处于良好运行状态状态检修基于设备状态监测数据，实施状态检修策略根据设备实际运行状况安排检修时间和内容，避免过度检修和检修不足，提高检修的针对性和有效性缺陷处理建立规范的缺陷处理流程，对发现的设备缺陷进行分级管理根据缺陷严重程度制定相应的处理措施和时限要求，确保缺陷得到及时有效处理应急抢修制定完善的应急抢修预案，建立专业的抢修队伍和物资储备确保在设备发生故障时能够快速响应，最大限度缩短停电时间，减少停电损失第五部分创新应用碧湖变电站在数字化转型过程中积极应用各类创新技术，包括三维建模、人工智能、5G通信等前沿技术这些创新应用不仅提升了变电站的管理水平，也为电力行业的数字化发展探索了新路径三维建模技术应用快速建模可视化管理采用先进的三维建模技术，能够在一天内完成典型220千伏建立三维可视化管理系统，实现变电站设备的直观展示和交变电站的完整三维建模工作，大大提高了设计效率互操作，提升运维人员的工作体验和效率数字孪生应用BIM运用设备数字孪生技术，构建设备的虚拟镜像，实现物理设将建筑信息模型（BIM）技术应用于变电站全生命周期管备与数字模型的实时同步和交互分析理，从设计施工到运维管理实现信息化集成无人机自主巡检系统技术参数导航定位智能分析无人机配备高清摄像头、红外热像仪、激采用GPS+北斗双模定位系统，结合视觉集成人工智能图像识别技术，能够自动识光测距仪等先进设备具备自主导航、精SLAM技术，实现高精度自主导航预设别设备缺陷、异常发热、绝缘子污秽等问准定位、智能避障等功能，能够适应各种巡检航线，自动规避障碍物，确保巡检作题分析结果实时传输至监控中心，大大气象条件下的巡检作业业的安全性和准确性提高了缺陷发现的准确性和及时性•飞行时间60分钟•定位精度±

0.1米•自动缺陷识别•巡检精度厘米级•自主避障功能•热点温度分析•图像分辨率4K高清•预设航线飞行•实时数据传输智能可视化管理系统实时监控设计大屏幕实时监控界面，集中显示变电站所有关键设备的运行状态、电气参数、环境信息等操作界面简洁直观，便于运维人员快速掌握变电站整体运行情况状态展示采用图形化方式展示设备状态信息，通过颜色变化、动画效果等视觉元素直观反映设备运行状况支持设备状态历史查询和趋势分析功能异常预警建立智能预警界面，当设备出现异常时自动弹出预警信息，并提供相应的处置建议预警信息按照严重程度分级显示，便于运维人员快速响应数据分析提供丰富的历史数据分析功能，支持设备运行趋势分析、故障统计分析、运维效率分析等通过数据挖掘为运维决策提供科学依据数据采集与分析平台数据采集大数据分析预测维护建立全面的设备状态数据实运用大数据分析技术，对海开发预测性维护算法，基于时采集系统，涵盖电气参量运行数据进行深度挖掘和设备历史数据和运行状态，数、机械状态、环境信息等分析，发现设备运行规律，预测设备未来的健康状况和多维度数据，确保数据采集识别潜在风险，为科学决策维护需求，实现从被动维修的全面性和准确性提供支撑向主动维护的转变决策支持构建智能决策支持系统，整合各类分析结果，为运维管理、检修计划、资源配置等提供科学的决策建议和优化方案技术应用5G网络覆盖在变电站部署5G网络基础设施，实现站内全覆盖的高速无线通信网络高速传输利用5G高带宽特性，保障大容量数据的实时传输和远程监控需求远程指导建立远程专家指导系统，通过5G网络实现现场与专家的实时音视频交互应用VR开发虚拟现实巡检技术，利用5G低延迟特性提升VR应用体验人工智能辅助决策故障诊断健康评估开发专家系统实现设备故障的智能诊断，建立设备健康状态评估模型，综合多维度通过机器学习算法分析故障特征，快速定监测数据，科学评估设备当前健康水平和位故障原因和位置劣化趋势寿命预测优先级排序运用深度学习技术构建设备寿命预测模智能分析维修任务的紧急程度和重要性，型，预测设备剩余使用寿命，为设备更新自动排序维修优先级，优化资源配置和工改造提供科学依据作安排第六部分典型案例应用成效智能化技术显著提升运维效率效率提升大幅降低人工作业工作量安全保障3及时发现和消除安全隐患技术创新推动电力行业数字化转型无人机巡检成功案例热点发现无人机搭载的红外热像仪成功发现变压器套管发热异常，温度超出正常范围15摄氏度，避免了潜在的设备故障污秽识别通过高清摄像头识别出绝缘子表面污秽积累情况，及时安排清洗作业，防止污闪事故的发生松动检测发现高压线路连接点存在松动现象，通过图像对比分析确认连接件位移，立即组织人员进行紧固处理温度分析建立设备温度监测档案，通过历史数据对比分析，准确判断设备运行状态变化趋势，为检修决策提供依据智能巡检应用成果90%75%工作量减少周期缩短人工巡检工作量大幅降低设备巡检周期显著缩短60%发现率提升设备缺陷发现率明显提高智能巡检技术的全面应用带来了显著的效益提升传统人工巡检需要2-3小时的工作，现在通过无人机15分钟即可完成，工作效率提升了8倍以上同时，智能分析系统能够发现人眼难以察觉的微小异常，大大提高了缺陷发现的准确性和及时性经济效益方面，每年可节省人工成本约30万元，避免的设备故障损失更是难以估量数字化运维案例在线监测应用预防性维护缺陷及时处理通过在线监测系统实时跟踪主变压器油中溶基于设备运行数据分析，提前6个月预测到智能监测系统发现避雷器泄漏电流异常增解气体含量变化，及时发现设备内部异常某台断路器操作机构需要维护通过提前安大，立即启动缺陷处理流程通过快速响应某次监测发现氢气含量异常升高，立即安排排维护工作，避免了设备在负荷高峰期发生和专业处理，在24小时内完成避雷器更换，停电检查，发现分接开关接触不良，避免了故障，确保了供电可靠性防止了设备损坏和停电事故严重故障第七部分效益分析安全效益事故风险降低设备可靠性提升通过智能监测和预警系统，设备故障事故风险降低85%，人设备平均无故障运行时间延长40%，关键设备可用率达到身安全事故实现零发生，创造了良好的安全运行记录

99.8%以上，大大提高了电力供应的稳定性和可靠性使用寿命延长停电次数减少通过科学的状态检修和预防性维护，主要设备使用寿命平均年度计划外停电次数减少70%，停电时间缩短60%，用户停延长15-20%，降低了设备更新改造的投资压力电感知明显改善，供电服务质量显著提升经济效益运维成本设备利用率年度运维成本降低60%，主要来自人工设备平均利用率提升25%，负荷率优化，成本减少和检修效率提升电网运行更加经济高效投资回报检修效率智能化投资3年内实现完全回收，年均投检修作业效率提高80%，停电时间缩短，资回报率达到35%减少了电量损失社会效益供电可靠性经济发展支撑示范引领作用变电站可靠性指标达到

99.95%以上，为为三明地区招商引资和产业发展提供坚强作为智能化变电站示范项目，为行业发展用户提供稳定优质的电力服务年户均停电力保障，累计支撑新增工业负荷树立标杆，推广应用经验已覆盖省内外50电时间控制在2小时以内，达到国际先进200MW，为地方经济发展贡献力量多座变电站，产生良好的示范效应水平•新增工业负荷200MW•示范推广50+变电站•供电可靠率

99.95%•支撑GDP增长15亿元•技术标准制定参与•年户均停电时间2小时•创造就业岗位2000个•行业交流活动承办•电压合格率

99.8%环境效益能源消耗降低温室气体减排环境噪声控制绿色建设成果通过优化运行方式和采年减少二氧化碳排放采用低噪声设备和隔声站内绿化覆盖率达到用节能设备，年度能源500吨，SF6气体泄漏措施，变电站边界噪声40%，与周边环境和谐消耗降低25%，站用电率控制在

0.1%以内，为控制在45分贝以下，达统一，获得绿色变电站率控制在

0.15%以下，应对气候变化贡献力到环保要求认证达到行业领先水平量。