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基于集控站运行模式的变电站设备巡检及缺陷管理系统的开发应用
郭怀德
西北电力职工培训中心 陕西 西安 710032
摘 要 本文针对目前变电站设备巡视及缺陷管理的要求，利用集控站运行方式具有的网络功能，开发了一套变电站设备巡检及缺陷管理系统；系统由两子系统（配置在变电站集控中心的后台管理系统和配置在无人值守变电站的巡检终端系统）及供电局现有的通信网络组成，两子系统中配置各自的软件模块和数据库；应用结果表明：系统能适应设备巡检和缺陷管理的要求，为变电站的运行和检修维护管理提供了一种科学手段。
关键词 设备巡检与缺陷管理 后台管理系统 巡检终端系统 射频识别技术
1引言
变电站设备巡检是为了监视设备的运行情况，以便及时发现和消除设备缺陷，预防事故发生，确保设备安全运行，综合运用视觉、听觉、触觉、嗅觉、等五官功能以及一些相应的仪器对变电设备进行的巡视检查[1]。加强变电站的设备巡检及缺陷管理，是提高变电站的运行管理水平的一项重要措施，它能有效地为评估设备状态、确定合理的运行方式、及时安排检修提供可靠、详细的数据并有助于做出科学分析[2]。
巡视及缺陷管理工作一直以来都是变电工区工作的难点，而巡视到位情况以及缺陷统计则是巡视及缺陷管理工作中存在的主要难题；目前，由电网发展、无人值守变电站增加带来的巡检到位率和巡检质量监控的问题日益突出[3]。这些问题主要体现在：
（1）巡检人员知识水平参差不齐，在现场仅仅凭经验判断，没有方便的标准可以在现场参照。
（2）巡视设备面广量大，巡线人员责任心有好有差，“巡线人员是否到位？缺陷描述如何量化？”等问题无法进行核实。
（3）巡视报告内容五花八门，对同一种缺陷的描述不统一，使更高一层管理人员无法判断缺陷的类别，更无法安排处理。
（4）巡视周期内缺陷报告数量很大，伴有重复报告缺陷，靠人力根本无法分类整理，也就不能为消除缺陷提供科学的依据。
（5）人工誊写缺陷记录使工作量巨大，缺陷巡视的效率降低，而且缺陷报告书不易保存；手工纸记录的方式，在繁杂的数据统计上，也因为效率低、繁琐也不利于实际工作。
随着供电局MIS系统的建立，已逐步建立起了网络化管理框架，而要充分发挥MIS系统的作用，必须收集、整理大量的生产运行基础资料，如何快速准确的收集、整理基础资料是目前普遍存在的问题；目前集控站的变电运行模式，也对变电站设备及其巡检管理系统提出了新要求，必须合理的利用无人值守变电站的监控微机和集控中心的管理微机间的网络通信功能，来实现信息的交换和共享。
西北电力职工培训中心与西安银河能控科技有限公司根据陕西省电力公司变电部门对下属各变电站设备巡检及缺陷管理的目标和发展要求，分析了国内外目前变电站设备巡检及缺陷管理系统的应用现状，开发了一套针对集控站运行模式的变电站设备巡检及缺陷管理系统。
2系统的整体结构
本系统为变电部门提供一个反应现场设备实际的各种数据库平台，并可按权限进行相应的数据库操作，通过查询、汇总、分析等措施为变电运行和检修、安全措施和反事故措施提供依据，可作为供电局MIS系统的一部分；同时，该系统还实现对设备巡检的指导、约束和记录功能。
根据陕西省电力公司的变电管理中设备管理和巡检管理的具体要求，并借鉴其他成功应用的变电设备巡检管理系统的优点，本系统的整体方案设计为：整套系统由两子系统（后台管理系统和巡检终端系统）及其通信网络组成，并且两套系统之间能通过通信联络来实现数据交换。
该套系统的整体结构及其网络见图1所示。
图1 变电站设备巡检及缺陷管理系统整体结构及网络图
后台管理系统，采用B/S结构，在J2EE平台上进行开发，它包含相应的管理软件和后台管理数据库（数据库开发采用SQL Server 2000）。后台管理系统配置在变电站集控中心的后台管理服务器中，该系统可实现变电站的设备台帐管理、设备巡检管理、设备缺陷管理、设备定级管理、设备修试管理、变电站一、二次资料管理、变电站运行管理等功能。各无人值守变电站或其他电力用户的计算机通过网络访问Web站点（后台管理服务器分配固定ID后，可作为一Web站点），远程计算机可以通过Internet网访问，客户端可远程实现对变电站集控中心的服务器中数据库的插、删、改、查等功能。为了提高系统的安全性，所有访问的计算机必须通过用户身份确认。
巡检终端系统，利用无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）开发，RFID又称射频识别技术，是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。 它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点
巡检终端系统选用“MF-10H型”非接触式掌上电脑读写器，在Windows CE平台上进行开发，它配置在无人值守变电站，并与无人值守站的监控微机建立通信联络。巡检终端系统由掌上电脑读写器和设备巡检识别钮组成，掌上电脑读写器配置变电站设备巡检管理终端软件和读钮装置（即背甲，读钮时的工作频率为13.56MHz），实现变电站巡检工作的指导、约束和记录，同时完成设备台帐和设备缺陷查询、设备修试管理、变电站资料管理等功能。
设备巡检识别钮采用13.56 MHz的射频识别钮，贴于设备上，用来标示设备的分组。掌上电脑在现场通过对射频识别钮无线读取巡检到位信息，并提示巡检工作内容，记录设备缺陷。13.56 MHz的射频识别钮有1KB的存储空间，可存入标图2 后台管理系统的功能模块
示设备组的注解内容。
掌上电脑通过USB口与无人值守站监控微机进行通信，再利用变电部门已有的网络资源建立监控微机与变电站集控中心服务器的通信联接，实现所需数据的下载；也可向管理系统上传巡检数据，完成后台管理服务器资料与巡检终端的资料交换。
3系统的功能模块
3.1 后台管理系统的功能模块
后台管理系统包含相应的后台软件和数据库，功能模块划为七大部分，见图2。七大功能模块包含若干子功能模块，一些子功能模块又含有自己的子模块。七大功能模块分别为：设备管理模块、运行管理模块、技术资料管理模块、报表管理模块、通讯管理模块、系统维护模块、系统帮助模块。
设备管理模块，对变电站的设备台帐、设备修试、设备定级、设备缺陷的详细信息进行管理和维护。
运行管理模块，对变电站的设备巡检、巡检人员、设备绝缘、设备污闪、反事故措施和技术措施的记录实现管理和维护。
技术资料管理模块，对变电站的规章制度和文档、图纸等进行管理和查看。
报表管理模块，实现对后台管理数据库中的各种表的统计汇总，并可选择报表的名单，进行打印。
通讯管理模块，用来传输数据，实现掌上电脑的数据上传到后台管理数据库及后台管理数据库的数据下载到客户端。
系统维护模块，对用户的口令和数据库的有关数据进行维护。
系统帮助模块，显示用户手册，对后台管理系统的使用进行指导。
3.2 巡检终端系统的功能模块
巡检终端系统包含相应的终端软件和数据库，功能模块包含设备管理、缺陷查询、任务管理、任务巡检、系统维护以及通信功能，功能模块见图3。
设备管理模块，对巡检设备的台帐信息进行查询、查看。
缺陷查询模块，查询设备的缺陷记录、查看缺陷内容的详细信息。
任务管理模块，实现对巡检任务日期的清除和巡检结果的删除，为重新巡检作准备。
图3巡检终端系统的功能模块
任务巡检模块，对整个巡检过程实现记录（有缺陷才记录）、指导（提示巡检项目和常见缺陷）、提醒（未检单元以及漏检提示）、约束（巡检结果上传到后台管理系统，可对漏检统计）等功能保证巡检质量和规范化管理。
系统维护模块，对巡检人员的管理，可查看人员的编号、姓名、班组、岗位等信息。
通信功能，掌上电脑PDA 与PC机的USB口直接连接就可以进行通信，PDA相当于一移动硬盘。
4 系统的应用情况
系统目前已在咸阳供电局的咸阳集控站和渭南供电局的渭南变电站应用，该套系统提高变电站设备巡检和缺陷管理工作，主要表现在以下方面：
（1）改变了人工的方式登记、统计设备信息来完成管理工作的落后状态；
（2）降低了变电站运行维护人员信息收集整理的劳动强度，提高了工作和管理效率，特别是当设备异常频发，缺陷记录太多时最能体现这一点；
（3）对于缺陷记录和设备状态描述均采用统一的格式,从而避免因为记录或其它人为原因导致的误差,将安全隐患彻底杜绝，取得了明显的经济效益；
（4）加强了运行人员对设备的监管力度,大大提高了人员对设备缺陷的准确性、及时性，杜绝了运行人员巡视不到位，流于形式、走马观花的现象；
（5）采用漏检提示，防止漏检间隔；采用罗列各设备巡检项目的办法，提醒运行人员逐项巡视，清楚巡视内容，不可遗漏，真正强化了设备巡视力度，达到认真、细致的要求；
（6）提供设备各种及时、准确的记录，以便值班人员随时掌握设备运行情况，采取相应措施。
该套系统基本满足变电站设备巡检和缺陷管理的要求，为变电站的运行、维护的管理提供一种科学手段。
5系统应用中发现的问题
应用过程中发现的问题为：当射频识别钮贴于不锈钢表面时，掌上电脑读写器不易读出。原因是掌上电脑读写器发射的电磁场能量大部分被不锈钢损耗了，射频识别钮吸收的能量达不到工作标准，不能给掌上电脑读写器准确发射信号；解决办法，在射频钮识别钮背部固定一绝缘衬件后再安装。
6 结语
变电站设备巡检及缺陷管理系统从设计、开发一直到现场应用的过程中，研发人员一直与应用现场密切联系，不断对系统进行完善；应用结果表明：该套系统不但能应用于集控站运行模式的变电站设备巡检及缺陷管理，也完全可以适用于一个供电局的所有的变电站设备巡检及缺陷管理。

参考文献
[1] 变电站管理规范[S]. 国家电网公司. 发布2003-09-25. 印发.
[2] 吴阶林. 变电站设备检修管理系统探讨[J]. 湖北电力. Vol.26.No.2. 2002， 24—27。
[3] 金红核，倪振华，陈志红.变电设备巡检管理系统的应用[J].华东电力2003（7） 78—80。