国网新疆电力有限公司电力科学研究院 乌鲁木齐高新区 830011
摘要：随着电力系统规模的不断扩大，设备故障发生率逐步增加，对设备的可靠性及技术水平要求也日益提高，特别是针对电力系统主变电设备，对其故障监测和诊断准确度的要求也越来越高。“1+2+3”设备监控预警管理体系建立，提高了监控信息的预警效率，加快了故障处理速度，保证了电网安全。经过近两年的应用，输变电设备状态监控中心在电网生产过程中发挥了重要作用，有效地提升了电网运行的防控能力。基于多协同“1+2+3”管理体系的设备监控预警能力建设与实践，是提升电网设备监控能力和管理穿透力的有力保障。
关键词：“1+2+3”；监控预警；防控能力；电力设备
引言
新疆作为21世纪丝绸之路经济带核心区域和“全球能源互联网”向西发展的桥头堡，有幸再铸丝绸之路新辉煌。随着新疆超特高压电网规模不断扩大，公司750千伏变电站已多达17座，为落实公司“750设备无小事”的有关要求，推进输变电设备运行与电网调度监控运行的业务融合，支撑机构与调控中心的支撑融合，支撑机构与省检修公司、调控中心的业务融合，开展变电设备运行集中监控、输变电设备状态在线监测与分析业务，主动促进电网在线监控系统的应用集成，提高电网运行管理的集约化水平是“大运行”体系的深化要求。
电科院按照“支撑服务横向延伸，管理体系纵向贯通”的原则，开创性地建立了基于多协同的“1+2+3”设备监控预警体系，提升设备一、二次的设备监控信息融合综合分析研判，一致性融合互补对应比对质量，有效提高了监控信息的预警效率，加快了设备故障处理速度，保证了电网安全。
1 实施背景
1.1 成熟高效的配套管理体系缺失
根据国网公司相关规定，电科院应全面开展监测数据的统计分析、专家诊断等工作。然而现阶段监控业务精益化管理所依赖的横向、纵向跨专业跨部门（单位）协同以及电科院技术支撑的融合度、关注度、参与度不够，亟待一个成熟高效的配套管理体系来推动。
1.2 设备监控跨专业、多系统融合性不够
推进设备监控专业体系化建设，强化设备监控专业“两翼”技术支撑，加强电网调度与设备运行管理的业务融合，是现代电网发展的必然趋势，跨专业融合工作需进一步加强。在调控一体化运行的基础上，结合电网调控设备监控信息，开展对电网输变电设备状态集中监视信息的综合分析研判的提升工作，实现对电网调控运行与电网设备运行状态的全面掌控。
1.3 传统设备信息值班监控效率不高
随着电网建设规模发展，运维环境的日益复杂多变，外部提能增效的要求日益突出，设备信息监控面临着前所未有的严峻挑战，传统监控值班模式难以适应电网快速发展要求，难以有效提升设备信息应用效率。
1.4 电网风险防控预警能力不足
目前新疆电网已经建成了750千伏主干网架，但是电网长链型网架结构未根本改变，还不能完全满足安全稳定导则规定的三级标准。受两级电网跨度大、网架不坚强等因素制约，设备过载、暂态失稳、输送极限降低、控制措施复杂等，安全隐患大。在这种情况下，只有积极适应电网的不断发展，创新科学的管理手段，应用立体的监控预警管理体系确保电网的安全稳定运行，提高电网风险点的关注度，有针对性的对重点区域监控、预想事故集与反事故演习应用，为“疆电外送”保驾护航。
2 内涵和做法
通过基于多协同“1+2+3”设备监控预警管理体系的建设，强化以运行促管理，以管理促提升的管理理念，提升多部门协同融合，信息共享、优化设备监控信息、融合多平台数据，搭建设备分析以及故障诊断全息掌控体系，高效掌握电网重点设备的运行状态。
图1 “1+2+3”设备监控预警管理体系流程
2.1 创新“1+2+3”设备监控预警管理体系
2.1.1形成“一个管理模式”
告警信息“双确认”管理模式：电科院监控值班员发现在线监测装置越限告警信息后，立即向调控中心设备监控值班员推送告警信息；反之，调控中心设备监控值班员发现监控告警发信后，立即向状评中心监控值班员推送告警信息。通过第一时间通知对方告警信息从而为对方圈定重点监控对象，一旦双方同时发现同一台设备告警，立即向省检修公司下发告警通知单。做到D5000、OMS与PMS多系统融合、一二次专业融合、现场与后台监控融合，打通各环节信息共享壁垒，确保有问题及时发现、正确处置，切实提升设备状态异常情况预警能力。
图2 告警信息“双确认”管理模式
2.1.2建立“两个分析机制”
一是日对接周分析月总结机制。状评中心每日向调控中心发送监控日报，及时更新越限设备数据；调控中心每周下发集中监控设备运行周报，及时告知新增五类监控信号。调控中心参与省运检部组织的设备状态监测周分析例会，结合上周的状态运行日报与设备状态相关的实时信号，在每月750千伏设备运行分析例会讨论并落实至月度检修计划。总体形成“每日监视出报告，每周分析提措施、每月会商促闭环”的全过程管控。二是专家会诊机制。状评中心每周对在线监测越限设备进行专家会诊，对地州单位提出运行指导建议和重点跟踪目标，并及时向调控中心报送专家会诊结果；调控中心每周针对事故异常告警信号编写并下发事故分析报告；调控中心与状评中心综合对越限设备精确研判，进行趋势性分析。
2.1.3促进“三个中心协作”
“调控中心-状评中心-运检生产指挥中心”三方协作，打破壁垒，整合资源形成设备运行监控合力，提升设备预警能力。调控中心与状评中心联合预警，及时通知运检生产指挥中心，生产指挥中心立即响应，针对紧急类告警，做到调控台及时通知处理；针对趋势类告警，则在OMS系统上定制管控流程，进行周分析，月度分析，并由运检部负责及时进行设备消缺并落实月度检修计划，形成全过程管理。
深度挖掘各中心监控数据，推进大数据分析及检测结果应用。依托运检智能化分析管控系统和大数据分析技术，建立融合不停电检测数据和其他信息的设备状态多源数据自动分析模式，实现设备状态的实时评估及精准预测，为制定检修策略提供科学准确的判断依据。
图3 “三个中心”协同体系
2.2 加强“一、二次监控信息的多系统融合”
推进O-P互联应用，通过一、二次设备台账的关联形成PMS与OMS的缺陷一致性分析判断，强化D5000、WAMS、故障录波、继电保护故障信息、设备区视频监控、气象信息、区域稳控控制、输变电在线监测系统等的信息关联分析，提升全方位、全信息、一二次信息的综合分析研判。
图4 一、二次信息的多系统融合
2.3 开展“24小时设备全方位信息监控”
依托PMS等各系统，开展基础数据稽查及整改情况、危急严重缺陷消缺情况的监控，跟踪严重状态设备，确保异常严重状态设备及时完成设备检修。
依托在线监测系统，采用7*24小时值班模式，实时监控系统运行情况、监测装置工作情况，及时发布越限设备运行状态；针对线路廊道外破隐患、大风、落雷、暴雨、暴雪等环境与微气象进行实时监控，针对可通过视频监控的线路下方施工等隐患进行实时监控，设备风险管控工作落实情况进行监控。
2.4 健全“设备生产全过程风险防控”
2.4.1 夯实“设备信息管理准备”
管理方面，电科院出台了一系列工作保障措施，明确各方职责，初步建立故障、异常事件发生后的信息发布、响应、反馈机制，规范了电网设备告警、预警的流程，为风险管理提供良好保障。
技术方面，以电科院为技术保障力量，重视年化设备运行因素对设备故障的影响机理和统计规律，建立了以设备状态及故障信息为基础，以时间、空间为轴的24节气重点关注区域与风险，年化关注区域与问题。
图5 基于统计分析的年化24节气监控关注表
2.4.2 完善“联动工作机制”
依托各类系统，实现对设备异动的及时监测。电网设备运行状态异常、突发故障时，明确电网设备运行状态异常、故障情况下各单位、部门联动工作机制，进一步完善工作模式，“三个中心”协同运作，提高应急响应能力，建立长效应急处置机制，成立故障处置专家组，保持畅通的应急通讯渠道，确保电网设备突发故障及时、准确得到处理的重要保障。
针对突发事件的 “发生、诊断、处理、设备恢复后运行、防范与排查”等五个阶段，建立事前预防监控、事中专业处置、事后主动防御的闭环管理机制，及时开展问题排查与风险梳理，处置设备运行隐患和危险点。
3 实施效果
3.1 应用案例
自3月6日起，750千伏库阿一线B相高压电抗器氢气存在连续越限情况，相对平稳处于155μL/L附近，电科院监控人员密切关注监测数据，及时向省调推送越限信息，调控中心监控人员重点关注设备异动信息。
3月6日20时40分油色谱数据发生突增情况，值班员按照据越限处理流程，第一时间通过电话、短信方式通知相关人员，及时下发告警通知单。
图6 B相高压电抗器监测数据历史趋势
同时省调监控到B相高压电抗器轻瓦斯动作信号后随即通知电科院值班室及运检生产指挥中心，运维人员通过现场巡视发现高抗套管油位过低。得到现场反馈后启动远程专家会诊机制，第一时间分析设备异动的原因，判断该设备存在套管爆炸的风险，立即申请紧急停运。
图11 B相高压电抗器轻瓦斯告警
停电后，在高压套管取样阀打开时有大量气体喷出，离线油色谱分析乙炔含量较高。经检查确认该电抗器高压套管发生严重内部缺陷，如不及时停运将可能发生爆炸的严重事故。
公司通过实时监控在线数据等手段，持续跟踪分析，确保设备状态可控、在控，及时遏制一起高压电抗器套管爆炸事故，避免了可能引起的人身伤害和设备损坏，受到国家电网公司表扬。
3.2 降低设备故障停运率
经过近两年的应用，有效地提升了电网运行的防控能力。750千伏及以上断路器故障停运率控制在0.03，未发生500千伏及以上设备故障停运
事件，未发生五级电网和设备事件。
3.3 提高状态监控信息应用效率
基于“1+2+3”设备监控预警管理体系的建立，将告警通知单正确率提高到100%；后台监控信号与在线监测告警信号一致性提高到90%；预警流程闭环执行效率提高到100%；现场反馈时间缩短在告警通知单下发后的1个小时内。
4 结论
基于多协同“1+2+3”管理体系的设备监控预警能力建设与实践，是提升电网设备监控能力和管理穿透力的有力保障。
（1）实践证明，通过对数据资源的集约化管理，“1+2+3”管理模式取得了预期的效果，可以满足省级电网企业设备风险管理改进的需求，具备较大的推广价值。
（2）通过新监控模式的导入应用，促进多专业信息融合，提升设备异常情况预警能力，为公司生产指挥做出有力的支撑，及时遏制电网设备事故，实现了方式安排更合理、设备中长期状态全掌握、紧急情况处理有预案的全景感知与处理。
作者简介：
何丹东（1983），男，本科，副高，主要从事电气设备状态监控管理及状态评价工作
石倩（1988），女，硕士，工程师，主要从事电气设备状态监控管理及状态评价工作
张小军（1988），男，本科，工程师，主要从事电气设备状态监控管理及状态评价工作
论文作者:何丹东,石倩,张小军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
标签：设备论文; 电网论文; 信息论文; 状态论文; 中心论文; 在线论文; 故障论文; 《基层建设》2018年第27期论文;