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不断创新探索,让变电站拥有“更强大脑”

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2025-04-30 00:00 来源: 长江日报
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  电,是一条流动的江河,在导线里奔涌着——“对于电,我们充满敬畏。”4月28日,国网武汉供电公司变电检修分公司变电二次运检二班班长宋晓航说,“我们巡检人员都曾摸过微微发热的电缆,那跳动的负荷曲线承载着万家灯火。为了给大家提供更为平稳的用电环境,我们不断创新,探索利用‘AR+AI’技术,让变电站更聪明。”

  ■ 戴上眼镜,设备巡检像是一场紧张的“游戏”

  “我们正在把变电站装进运检人员的眼镜里。”在武汉220千伏四美塘变电站,戴上AR眼镜,宋晓航进入一个虚拟空间,那里的变电站的仪表盘、电缆仿佛活了过来,变成一个数字生命;而变压器温度、电流、振动频率等参数投影在眼前;巡检路线被自动规划成一条“闯关路径”,一项项工作如同在打一场场“电子游戏”——这像极了科幻电影的场景,却是武汉电网人的日常工作画面。

  今年40岁的宋晓航,打小就是一个电气迷。2012年,从华中科技大学电力工程专业研究生毕业后,他入职国网武汉供电公司变电检修分公司,从事变电检修工作。

  如果说继电保护是变电站的大脑,那么,继电保护设备中那些密密麻麻的电缆、光纤就是连通“大脑”的神经。

  宋晓航介绍,变电站一个极其复杂精密的设备,动辄有上千根线缆,百余个零部件,对其检修技术含量高、难度大。

  一旦发生故障,继电保护设备可通过各种传感器、变送器感受到,能在几十毫秒内作出判断,切断故障线路,保障继续供电。

  “如果故障不能迅速排除,就可能引发电网震荡、发电机解列跳机,从而造成大面积停电。”

  那么,怎么更高效地对它进行巡检,确保它的安全?

  宋晓航和伙伴们以赵家条变电站为蓝图,利用数字化技术的加持,融合了最先进的AR交互模型、资料科学管理、知识图谱迭代技术,设计了一套《变电站数字沙盘AR巡检平台》和相应的运检资料管理系统。

  这套AR数字沙盘技术,既能够远程快速调用相关的设备图纸、说明书,快速“诊断”故障,还能够借助远程专家会诊系统,让专家指导前方人员快速修复处置,大幅提升工作效能。

  “AR眼镜不只是可视化工具,更是连接物理设备与数字孪生系统的神经接口。”目前,国网武汉供电公司已为多座变电站制作了数字孪生模型,使巡检工作优化为打游戏闯关卡一般的任务链。

  ■ 精准降噪,他们给变电站做“声学微创手术”

  深夜的常青变电站,一些新型声学传感器正在执行特殊任务。这些安装在建筑物外墙、主变压器顶部的“电子耳”,每5秒采集一次声场数据,构建出一个立体的噪声云图。

  将这些数据上传到变电站主控室,通过AI声场模型进行噪声预测计算,从而采取更为精准的降噪处置手段。

  这是他们与浙江大学声学实验室等合作伙伴研发的“变电站噪声源全息提取与三维声场重构技术”,可以形象称为“声纹CT扫描”技术。

  技术革新源于痛点的倒逼。武汉城区变电站超六成毗邻居民区,高层建筑居民更容易“听到”噪声。

  “传统降噪存在一定局限。”宋晓航展示对比数据:过去传统变电站噪声监测中,仅在地面设置3—5个点位,难以捕捉高层建筑声场特性。同时,在声学环境复杂时,噪音评估的传统算法存在较大误差。

  以蔡家嘴变电站为例,投入500万元进行降噪改造治理仍效果不佳。

  基于以上情况,宋晓航和同事们开始了上述“减噪”研究,通过数字孪生平台,模拟不同隔音方案的降噪效果,如同在虚拟环境下进行“声学微创手术”。

  技术突破带来治理方式转变。噪声预测算法可精确检测噪声场分布,将预测误差控制在2分贝内,为行业树立了新标准。

  目前,相关技术已申报9项发明专利,更重要的是,相关的居民投诉大幅减少。

  宋晓航感慨,“我们从粗放‘耕种’逐步转向了精准‘滴灌’”。

  ■ 以身作则,从“万用表”走向“数字工匠”

  “传统电力行业正在加速数字化转型,需要我们不断学习,与时俱进,当好‘数字工匠’。”熟悉宋晓航的同事都知道他有一个特别的爱好:工作之余,他总是捧着设备说明书深读。

  厚厚的设备说明书,满是计算公式、逻辑框图,在外行人眼里如同一本“天书”,宋晓航却读得津津有味。

  “心中有图,临阵不乱。”前年3月,彭刘杨变电站发生紧急故障。宋晓航和团队迅速赶到现场,调取波形图认真分析,最终确定症结所在:一个CPU插件出了故障。

  而厂家并不认同他们的结论,认为该元件不存在问题缺陷。

  宋晓航坚定要求厂家再次测试,果然印证了他的判断。“如果我们没有找准‘症结’,故障部件可能在今后造成更为严重的后果。”

  “数字工具是翅膀,但触地飞行需要坚实的跑道。”这位40岁技术能手的工作台上,陈列着泛黄的工作日志,里面密密麻麻地记录着他多年工作的学习笔记和作业心得;手绘电路图旁,贴着机器学习模型架构图。

  2016年,当上二次运检二班班长后,宋晓航暗下决心:不仅要当业务“领头羊”,还要用心用情“传帮带”,提升团队战斗力。

  9年间,二次运检二班连续6年被评为“安全生产先进班组”,常年保持“标杆班组”称号,班组所管辖的变电站二次设备运行状态良好,实现继电保护工作零失误。

  “高、严、细、实、快”,成员们自发提升个人业务素质蔚然成风。

  检修现场,宋晓航让新人使用AR系统排查保护装置故障,自己却手持万用表进行人工复核。通过这种“传统+数字”的融合培养模式,催生出一批批新型电力工匠。目前,该班组已培养出高级工程师5人、高级技师1人、五星级负责人2人。

  他们以问题为导向,开展继电保护动作和缺陷分析,发现装置重大隐患24类、保护装置疑似家族性缺陷8次,提升了公司继电保护安全运行和综合管理水平。

  “变电检修要细心,时刻保持严谨态度,把每一个问题都搞懂弄通。”二次运检二班成员王爱玲一直牢记班长这句话,在楚康变电站现场作业时,细心发现一台设备发出异常信号。

  宋晓航和班员连夜排查,最终发现是厂家设计的GIS汇控柜存在重大隐患,于是立即采取补救措施,避免了全站重大故障的发生。事后,该事件处理经过得到国网湖北省电力有限公司的肯定和表彰奖励。

  人才进化背后是体系化支撑。当AR眼镜成为巡检标配,当噪声治理升级为精准的“声学手术”……在武汉电网的实践中,AR+AI不仅改变了设备运维方式,还是电力智能化的技术迭代,更是技术创新与人才进化的DNA双螺旋交织攀升。

  正如宋晓航所说:“我们正在把老师傅的手感转化为算法。未来的电网守护者,既要左手握着万用表,传承老师傅的手感,又要右手操作鼠标能写出一行行代码,驾驭最前沿的AI科技。”