随着陕煤集团神木红柳林矿业有限公司(简称红柳林煤矿)的快速发展，用电规模 迅速扩大，对红柳林煤矿管理能力提出 了较高的要求，而红柳林煤矿却又面临运维人员严 重紧缺的问题，传统的运维管理手段和管理模式已 无法满足电网快速发展的需要。为提高红柳林煤矿 生产运维管理的技术水平及安全水平，需要大量开 展监测设备、监测系统的应用工作。但现有的一些 新技术、新系统的应用大多呈孤岛状态，人工巡视 占主体，运维管控体系还缺乏集中管控的手段，新 技术应用的潜能尚未得到充分发挥，给各运维单位 的减负效能尚未充分显现。

在物联网技术飞速发展的今天，如何把红柳 林煤矿开关站的各类监测系统、监控系统、信息系 统等相关生产监控、运维的系统加以互联集成，使 红柳林煤矿开关站监测、监控、运维的装置和系统 的数字化赋能发挥到极致，并在此基础上逐步拓展 智能运检的智能化应用，以达到既提升红柳林煤矿 开关站生产运维管理的技术水平和安全管控能力， 又能为生产运维人员减负，这是供电生产运维单位 需要考虑和研究的课题。

建设思路

红柳林煤矿变电站、开关站的主要作用是矿 井的电力能源供给。为了保证矿井安全供电，保障 企业安全生产，丰富生产运维部门的有效监测、运 维手段，提升对变电站、开关站运行状态的全面感 知能力，红柳林煤矿建设基于人工智能算法和可视 化技术的智慧运维体系，通过构建电力物联网架 构，采用智能一二次设备和辅助设备监控系统，并 实现设备状态“全面感知”，倒闸操作“一键顺 控”，设备异常“主动预警”，人员行为“智能管控”，主辅设备“智能联动”等智慧功能，打造红 柳林煤矿变电站、开关站的智慧化标杆。

基于人工智能算法和可视化技术的变电领域智慧 运维体系建设所涉及的内容主要包括开关柜电气元件 实时视频、触头温度一体式在线监测、开关柜一键顺 控双确认、分布式光缆测温系统、变电站一键顺控系 统、智能巡检系统、辅助设备监控系统等。

建设内容

开关柜电气元件实时视频

在开关柜中增加卡片摄像机，用于开关柜内 电器元件的实时视频监控，同时可通过智能巡检系 统对所有开关柜内设备进行巡视。

触头温度一体式在线监测

触头无线温度在线监测系统用于测量高压带 电物体表面或接点处的温度，其中无线温度传感器 通过CT感应取电，采用全数字工作方式，温度传 感器附着在高压母线或高压开关的发热点上，并长 期工作在高压环境中，温度传感器和无线数据终端 之间不加任何中继器，直接采用无线方式传送给无 线接收终端，无线接收终端可以接收多个测温传感 器发送来的数据。数据接收终端可以把接收到的数 据通过无线连接当地后台软件。监控也可通过光纤 以太网把数据传送到控制中心的计算机， 由计算机 后台软件进行处理。

在35、10 k V开关柜内安装局部放电及触头温 度一体式在线监测设备，安装后增加局部放电在线 监测、设备温升异常检测功能。如有异常，可第一 时间通知相关人员前去查看。

开关柜一键顺控双确认

在10 k V开关柜安装行程开关和电动底盘车， 安装后实现开关柜手车位置采集和断路器小车电动 操作功能。

分布式光缆测温系统

在变电站内安装分布式光纤测温系统，实现 站内电缆线路的实时感温监测。

变电站一键顺控系统

在主控室安装变电站一键顺控系统，安装后 实现站内设备的一键顺控、防误闭锁、运行监视、 操作与控制等功能。

智能巡检系统

在全站区域安装视频摄像头，安装后实现对 变电站全方位无死角的视频覆盖及实施监视功能； 在主控室安装在线巡视系统(图1)，安装后实现 变电站在线智能巡视及智能联动功能，系统支持与 机器人联动及配置功能。智能巡检系统采用符合国家及行业标准规范的视频监控设备接入；部署变电站在线智能巡视软件，满足管理服务、设备服务及流媒体服务部署及运行需求；具备自诊断功能，包括进程异常、通信异常、硬件异常、 CPU占用率过高、内存占用率过高等，支持故障告警及日志记录。

图1  变电站在线智能巡视系统

辅助设备监控系统

在红柳林煤矿变电站、开关站安装辅助设备监控系统及门禁(图2)、安防、动环等子系统，安装后实现各子系统数据接入及告警联动功能。

图2  辅助设备监控系统 

建设效益

减少停电时间  提高公司效益通过变电站自动化巡检设备的全面覆盖和智能感知，使运维人员能够全面远程掌控站内环境和设备状态，提升设备运维的智能感知能力和主动预警能力，实施设备精确检修后，能够在保证安全的前提下，减少不必要检修带来的计划停电损失。此外，使用该系统还能够提升设备缺陷认定的准确率，有效缩短故障停电时间。

保障人员及设备安全运行  助力安全生产

运维人员在定期巡视电站设备过程中，需长 期滞留在高压设备区域，一旦运行中的断路器、隔 离开关等发生事故，将严重威胁现场运维人员的人 身安全。通过配置变电站内高清巡视摄像头和自动 化巡检设备等，替代人员现场巡视。运维人员可通 过后台视频、音频等监视采集手段，远程对设备区 域进行巡视、检查、问题确认。通过智能图像音频 识别，无需人员到达现场即可进行缺陷问题判断， 保障人身安全。无人巡视降低了作业人员直面带电 设备的风险；以机代人开展监督复核，主动警示人 员越限、差错、遗漏行为，减少了人为不安全因 素；以先进状态感知与数据分析快速定性极早期隐 患，及时发现设备劣化趋势， 制定针对性监测和处 置措施，降低了隐患在网运行时长，提升了设备运 行本质安全。

升级作业模式  提升运维检修效率

完成智慧运维体系建设后，将推动红柳林煤 矿变电站运维模式从“有人巡视”向“无人巡视” 转变，作业模式从“以人力驱动”向“以数据驱 动”转变，全面提升运维检修工作效率。采用自 动化巡检设备可实现各类数据自动化采集、自主上 传、自动生成报表，有效减轻了运维人员现场巡检 工作量，实现了设备状态全天候、不间断跟踪检 测。通过远程智能巡检、一键顺控、分布式感温光 纤、智能算法、辅助监控等多种检测手段有效弥补 了人工巡检手段单一的不足， 为变电站的安全稳定 运行提供了保障。

积极探索创新  运维检修模式迭代升级

面对新战略、新形势、新任务，有必要积极 探索人工智能算法及可视化的变电领域智慧运维体 系建设，以设备状态全面感知、运行策略自主思 考、人机对话便捷交互为目标，探索建立安全、可靠、经济、精准的数字化运维检修新模式，让运维 管理更高效、生产作业更精准、成本配置更精益。

抢抓数字新基建机遇  推动电网数字化转型

数字化是适应能源革命和数字革命相融并进 趋势的必然选择。随着大数据、云计算、物联网、 移动互联网、人工智能等现代信息技术和能源技术 深度融合、广泛应用，能源转型的数字化、智能化 特征进一步凸显。红柳林煤矿需要以数字技术为电 网赋能，推动电网向更加智慧、更加泛在、更加友 好的能源互联网升级，在引领能源生产和消费革命 中承担排头兵的角色，力争发挥更大作用。

走在时代前沿  助力能源转型战略

当前，世界能源发展呈现出清洁化、低碳 化、高效化的发展趋势。在“四个革命、一个合 作”能源发展新战略中明确指出：“要立足我国国 情，紧跟国际能源技术革命新趋势，以绿色低碳为 方向，分类推动技术创新、产业创新、商业模式 创新，并同其他领域高新技术紧密结合，把能源技 术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长 点，推动能源技术革命，带动产业升级”。红柳林 煤矿智慧运维体系建设中大量采用当前电力领域中 高端、领先的技术，并大胆进行新技术的尝试，为 国家能源转型战略贡献自己的力量。

结  语

随着社会经济和科技的发展，人工智能算法 和可视化技术方面的进步日新月异，不断有各行各 业的先驱在尝试将其应用到自己所处的领域。红柳 林煤矿作为国内领先的能源供应商，有责任和义务 将其引进到能源供应领域并进行优化改进和创新， 而随着人工智能算法和可视化技术的不断进步和革 新，将给红柳林煤矿在运维管理、生产管理、人员 管理、安全管理等各方面带来更高效益。