基于三维可视化的变电站运检技术分析

庄佩佩 李佳佳 张颖

摘要：在变电站中，运检技术十分复杂，并且工作量较大。传统的运检方式由于设备与技术落后，无法保证高精度，而在变电站运检过程中运用三维可视化技术，能够创建出与变电站相符合的全景图像。基于此，文章详细分析了三维可视化的图像展示的重要作用，并提出具体创建三维图像的方式以及三维立体的运检方案，以此为运检工作人员提供高效的检修方式与人员管理办法。

關键词：三维可视化;变电站;运检技术

引言：随着科技不断进步，目前，变电站的设备不断优化改进，自动化性能越来越高，新型设备不断应用到变电站中，对于变电站设备的运行检修安全管理十分重要，在此情况下，需要工作人员具有较强的专业技术知识，而运用三维可视化图像技术进行变电站的运检工作，可以大幅度增强工作效率。在三维立体的图像中，运检人员能够随时了解变电站设备的实时参数变化，明确设备运转情况。

1三维可视化图像的重要作用

传统的变电站数据监控系统主要是运用字牌、组态接线图等办法，将变电站的实际数据展示给工作人员，进而让工作人员了解变电站的实际运行情况。不过变电站的各类设备不断变多，各项数据信息成倍数提升，导致一个界面堆积过多的数据信息，工作人员无法及时了解出现问题的数据信息，需要在庞大的数据中逐步寻找存在问题的数据，进而完成运检工作。而三维可视图像中，运检工作人员可以根据与变电站现场相同的三维模型，及时发现问题信息，快速进行处理。

此外，三维可视化图像还有以下几点重要作用：第一，在三维图像中，工作人员可以定位到具体出现问题位置，促使检修工作人员精确定位检修。第二，三维变电站图像主要以空间为主体，直观呈现给人们，这与人们由双眼感知的三维世界相一致，可以让大部分工作人员简单明确三维图像中的变电站实际情况。第三，在三维可视化图像中，能够通过不同的反映展示出变电站的实际变化情况，例如：闪烁、热点、粒子效果等，在这些的效果变化下，运维人员可以更为直观的重点关注这些区域，明确变电站出现的变化情况。因此，三维可视化图像运检方式是未来变电站运检主要趋势，对运检工作发挥着十分重要作用。

2变电站三维可视化图像的创建方式

2.1硬件设施

变电站开展三维可视化图像进行运检工作，硬件设施通常需要以下几种：第一种，用来存储采集数据的数据服务器，其中包括变电站的历史数据以及实时数值、GIS系统与三维模型系统。第二种，应用服务器，其为三维设备状态服务，以及对运检人员定位、自动化大数据分析、全局管理等各项进行服务。第三种，接口服务器，主要是在当前业务系统中提取出所需要的数据信息接口信息，例如：运行数据接口、实时数据接口、机械接口等所有变电站运检需要的数据接口，让各项数据信息都能在三维可视化图像上全面展示。

其主要创建方式是通过使用有关设备对变电站具体情况运用激光加以扫描，掌握长度、大小等信息。同时，相机与无人机对变电站的全貌图像采集，进而通过三维模型技术等创建三维模型，并进行动画演示完成后，将其嵌入管控平台中，在数据实时更新下，开展三维立体信息监控。在此基础上，为了增强展示效果，三维展示还应用了精细化建模技术，将变电站运检精细化到每个零件的检修单元，以此保证运检人员可以直接在三维图像中明确实际变电站的问题位置，并指挥维护人员及时维护处理。

此外，还要在变电站增加运检监控摄像，保证变电站无死角。同时，在分析服务器的作用下，实时将摄像的图像进行分析处理，若是视频内容出现变化，而尚未在图像上发生告警，需要对摄像头的实际情况进行分析，分析出摄像变化实际情况。

2.2软件系统

三维可视化图像的软件系统主要包含以下几种：第一，基础软件设施。主要是为服务器、网络、监控、定位、操作系统提供服务。第二，起到数据支撑的软件系统，例如：检修过程记录、自动化数据以及图像监控视频等。第三，数据汇聚处理的软件，例如：设备状态评估，运检人员定位三维可视化全景模型创建等。第四，各类应用型软件，例如：三维可视化模型全景监盘、视频辅助管控系统、全景变电站设备状态反馈以及检修演练和人员管控等[1]。

3变电站具体三维可视化图像运检方式

三维可视化图像的创建过程中，要深层保证三维可视化图像与运检实际工作的关联程度。因此，三维可视化图像要精细化到每个具体的检修零部件上，促使即使再小的零部件出现问题，运检人员都能够在远程及时了解到问题位置，在远程引导下，保证检修人员准确找到问题位置。三维可视化图像主要使用BS架构，运用Web方式，实现在远端加载成三维可视化图像，进而可以在远程进行监察。目前现阶段，能够覆盖的内容主要有以下几点。

3.1监测实时数据

对变电站实现实时数据监测，主要是在变电站安装监测设备，其中主要包含以下几种：变电站的开关柜测温、GIS局放、设备机械性能以及变压器油情况，对这些部位监测主要运用传感器采集放电情况、温度测量变压器油气体含量标准以及设备的性能变化曲线等，在传感器的作用下，了解这些设备实际情况。传感器将实际数据传输给监测设备，传输至三维控制系统，并及时在三维可视化图形上做出反应，让运检人员了解实际变化情况。出现问题监测系统会在可视化图像上通过闪烁、放大等变化发出告警信息，让运检人员对其给予针对性处理。

3.2辅助数据分析

上文提到各类传感器，其主要是发挥出辅助监测功能效果，在变电站的传感器主要有以下几种：遇水、门禁、温湿度、风速、气体浓度、灯管以及红外线等传感器。其安装在不同的位置上，在发生问题后，传感器会发出信号，辅助控制系统将信号发送至远端三维管控系统，系统会结合发出信号的ID明确出现问题实际位置，进而在三维可视化模型上展示出传感器发出的告警问题。

3.3巡逻机器巡检

在变电站中科学设置地面轨道使用轨道机器进行运检工作，转变传统的人工运检方式，降低人工的工作量，节约人工成本。机器设备根据设定的巡检程序按照轨道路程完成巡检任务，通常每天需要进行三次巡检，定时对开关柜、GIS电器以及各个设备的保护装置实际运行情况进行检查，并将检查结果及时发送给远程三维管理系统，管理系统会根据巡检机器的特定的检查记录方式，解析出具体的设备指示灯、开关情况、设备仪表的数值以及各种检查结果。并对及时反馈到三维可视化图像上，对存在异常的数据使用特殊方式在图像上告警显示，实时反馈巡视异常，促使运检人员及时做出处理[2]。

3.4视频变化分析

视频监控主要是在需要监控的位置安装监控设备，全面监控设备仪表的数值、出现在变电站的异物，外部人员闯入、以及工作人员是否佩戴防护装备，车辆与设备漏油等问题，若是监控装置发现异常变化会进行拍照，并将照片与监控具体位置反馈到三维图像上，告警展示具体位置。运检人员根据实际情况做出处理。

结束语：综上所述，变电站设备日益更新，传统运检方式无法满足设备要求以及工作效率，近几年，各种远程自动化数据采集与远程数据传输发展逐渐完善，应用效果较为突出。将三维可视化图像技术应用在运检过程中，可以对变电站的实际情况远程进行监控，大幅度减少工作人员到往现场往返的工作量，是变电站未来运检工作的主要发展趋势之一。

参考文献：

[1]刘永亮，牟磊，陈先凯，等.基于三维可视化的变电站运检技术研究及应用[J].科技经济导刊，2020，v.28;No.724（26）：34+36.

[2]王国平，徐正清，周邵亮，等.变电站运检业务立体可视化管控技术研究与开发[J].电工技术，2021（14）：3.