智能移動終端在變電試驗現場中的應用研究

李程啟，楊　祎，馬　艷，陳玉峰，張永明

（1.國網山東省電力公司電力科學研究院，濟南　250003；2.山東省特高壓輸變電技術與裝備重點實驗室（山東電力研究院），濟南　250003；3.山東中實易通集團有限公司，濟南　250003）

智能移動終端在變電試驗現場中的應用研究

李程啟1，2，楊祎1，2，馬艷1，2，陳玉峰1，2，張永明3

（1.國網山東省電力公司電力科學研究院，濟南250003；
2.山東省特高壓輸變電技術與裝備重點實驗室（山東電力研究院），濟南250003；3.山東中實易通集團有限公司，濟南250003）

電網規模不斷擴大，變電設備的數量也隨之大大增加，需要的試驗量也相應加大。但是，由于試驗人員的匱乏，導致現有試驗人員現場試驗任務繁重，試驗完成后數據不能及時、準確地錄入系統，不能滿足現場試驗完成后即對設備進行狀態評價。為解決這一問題，設計了一種用于現場試驗的移動終端，結合現有設備狀態評價系統，提出了一種試驗數據處理方法，開發了基于移動終端的試驗數據處理系統，提高了現場試驗的效率。

智能；移動終端；現場試驗

0　引言

隨著近幾年無線通信技術和智能移動終端的迅猛發展，移動應用技術正在引爆企業信息化領域一場新的革命。面對移動應用的影響和潛力，全球的企業正以巨大的熱情投入移動應用建設當中［1］。移動智能終端具備可移動、支持GPS定位、射頻識別等功能，能夠很好地支持電網企業的精細化管理和標準化建設。平板電腦、智能手機、PDA等終端設備逐漸普及，移動現場作業開始成為電網企業信息化建設的趨勢，并在變電站精益化評價、電力線路巡檢、應急搶修、營銷等方面得到初步應用［2-3］。

電網企業通過移動技術及應用信息化，將特定的業務領域應用延伸至移動終端，打破時空壁壘，企業信息化控制能力延伸至生產作業的所有環節，提高生產操作效率。但是，移動現場作業的信息化剛剛起步，存在諸多問題，如移動應用建設路線不統一，可集成性差；移動應用功能簡單，操作復雜、可擴展性和規范性差；終端管理混亂，數據傳輸安全系數不高，安全防護和集中管理困難；數據傳輸效率低，移動業務監控難等。這些都嚴重制約了移動現場作業信息化的發展［4-6］。

目前，變電設備試驗數據的處理方式主要為試驗完成后將試驗數據記錄于紙質載體上，待回到辦公場所后將其錄入生產管理系統中。此種處理方式存在以下問題：

1）現場試驗人員試驗時可能無法獲取上次試驗初值，當此次試驗數據與上次試驗數據相比變化率超標時，試驗人員無法及時發現；

2）數據錄入系統過程中容易出錯；

3）數據錄入不及時；

4）一線生產人員工作負擔重。

隨著移動終端及3G通信技術成熟、4G網絡的推廣應用，為電力現場試驗數據實時傳輸至數據診斷中心并將診斷結果實時傳回試驗現場提供了條件，現場試驗完成、設備狀態診斷結果現場得知成為可能。

圖1　移動終端系統整體架構

圖2　移動終端框架

1　移動終端系統架構設計

用于變電試驗現場的移動終端系統采用模塊化設計，主要包括試驗儀器與移動終端的接口、移動終端、移動終端與數據傳輸和數據處理模塊。各個模塊之間緊密連接，各自發揮不同的作用。

如圖1所示，在整個系統中，被測對象為各種變電設備；試驗儀器為變電設備現場試驗所用的試驗儀器，包括介損測量儀、直阻測量儀、鐵芯接地電流測量儀等，實現變電設備的電氣化參數測量；接口為實現試驗儀器與移動終端物理連接的物理設備，根據不同試驗儀器的不同接口通過RS232、RS485、USB等接口直接讀取試驗數據或者通過直接人工讀取試驗數據錄入接口與不同的變壓器現場試驗儀器連接；移動終端包括數據接口、移動終端本體、數據展示和評價診斷結果展示4個部分，實現試驗儀器數據的讀取、解析、數據及評價結果展示；數據傳輸采用移動無線3G/4G網絡，通過數據加密經由VPN通道傳輸至安全接入平臺，進而將數據送至數據處理系統；數據處理系統采用現有的設備狀態評價系統，對設備進行狀態評價。

2　移動終端

在移動終端系統中，移動終端起著承上啟下的作用。移動終端框架如圖2所示，本體采用PMP智能移動終端，終端配置4核ARM-Corte A9處理器，主頻1.4 GHz；4G，DDR3內存；7寸高清IPS液晶數字屏，支持5點觸摸；支持MicroSD、SIM卡；操作系統為Android操作系統。終端外設中主要有條形碼激光掃描模塊、超高頻電子標簽讀寫模塊、紅外讀寫模塊、IC卡讀寫模塊、視頻模塊、GPS定位模塊、溫度采集模塊、功能擴展預留模塊、變電設備試驗儀器統一采集模塊和滿足電力系統無線數據傳輸要求的無線數據傳輸模塊。

數據接口實現終端讀取不同儀器試驗測量數據的讀取和解析，實現自動從試驗儀器中讀取試驗數據并將其傳送至移動終端中；數據展示模塊實現不同試驗的數據展示，包括試驗信息、本次試驗數據、歷史數據和評價結果，試驗信息包括設備名稱、設備ID、試驗日期、試驗人員、試驗儀器和試驗天氣等內容，試驗數據即儀器測得的數據，評價結果為設備經過數據處理系統之后的評價診斷結果。

3　移動終端現場應用

在現場應用時，將試驗儀器與變電設備連接，試驗儀器再通過各種接口（RS232、RS485、USB）與移動終端相連，移動終端通過移動無線網絡與數據處理系統相連。具體實施如圖3所示。

圖3　移動終端現場應用

在現場進行設備的連接之后，在移動終端中打開試驗模塊，根據現場設備新建試驗項目，如表1所示。

系統根據所選設備自動提取出試驗信息中的“變電站”、“設備名稱”、“電壓等級”、“設備類型”和“試驗時間”等信息，“試驗性質”需要根據本次試驗的性質進行下拉選擇，“天氣情況”和“試驗人員”信息手動錄入。試驗信息填寫完整之后，系統會根據試驗信息和設備名稱自動篩選此變壓器所能做的試驗項目，并且在試驗項目中進行羅列展示。在試驗人員選擇好試驗儀器后，點擊數據采集列中的“編輯”按鈕，系統進入具體試驗數據展示界面，并且系統根據所選試驗儀器自動加載對應儀器的數據讀取驅動程序，為后續數據的自動讀取做準備。現場試驗人員根據實際需要，可選擇進行“歷史數據查看”、“設備診斷”和“數據錄入”。

表1　新建試驗項目表

4　結語

基于移動終端的試驗數據處理系統實現了將變壓器現場試驗數據自動讀取、展示、上傳及接收試驗診斷結果的功能，對提高設備現場診斷的及時性具有重要意義。移動終端直接或間接讀取現場試驗數據，可減輕生產人員的工作負擔，提高工作效率，降低了作業過程中信息收集和記錄的工作量，實現“紙質”到“電子”的飛躍，解決數據記錄不全面、統計分析困難等影響現場試驗的效果的問題。移動終端在現場試驗中可方便試驗人員查看該設備的歷次試驗數據，實現現場對設備的初步診斷；并且可以根據歷史試驗數據判斷本次試驗中是否有不當之處，避免或減少因試驗方法、儀器操作不當等原因造成二次試驗返工情況，提高試驗成功率。通過終端直接將數據傳輸至生產管理系統進而接受設備評價診斷結果，可提高試驗數據系統錄入的及時性，達到現場試驗完成，數據錄入完成，設備健康狀態現場得知的目的，有效加強對生產業務的管理和控制，以促進安全生產。

［1］劉曉東.電網企業移動應用研究［J］.中國電業（技術版），2012 （11）：512-515.

［2］謝榮岳，李軍.基于PDA移動作業系統的設計［J］.網絡信息技術，2005（1）：42-44.

［3］張金玲，黎峰，劉鎮頂.基于PDA的移動作業標準化管理系統［J］.計算機軟件，2008（7）：1 831-1 833.

［4］呂軍.企業內外網安全接入平臺建設［J］.湖南農機：學術版，2008（1）：147-148.

［5］郭寶，周馳.電力生產現場作業和終端安全防護研究［J］.電力信息化，2010（12）：30-35.

［6］馬君，廖建新，朱曉民，等.移動終端管理系統的關鍵技術研究［J］.計算機工程，2007（8）：95-98.收稿日期：2015-07-09

Application of Intelligent Mobile Terminal in On-site Tests of Distribution Equipment

LI Chengqi1，2，YANG Yi1，2，MA Yan1，2，CHEN Yufeng1，2，ZHANG Yongming3
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；
2.Shandong Provincial Key Laboratory of UHV Transmission Technology and Equipment（Shandong Electric Power Research Institute），Jinan 250003，China；3.Shandong Zhongshi Yitong Co.，Ltd.，Jinan 250003，China）

At present，with the continuous expansion of the grid size，the amount of distribution equipment also greatly increases and the amount of experimental activities has also increased.However，because of the shortage of test operators，the on-site test task is heavy and the test data can not be put into system in a timely manner which leads to the fact that the equipment can not be evaluated immediately after on-site tests.A mobile terminal for transformer field tests is designed.Combined with the existing equipment status evaluation system，a test data processing method is proposed and test data processing system is developed based on the mobile terminal.The terminal system improves the efficiency of the on-site test.

intelligent；mobile terminal；on-site test

TM711

A

1007-9904（2016）01-0025-03

國網山東省電力公司電力科學研究院2015年革新項目KY2015-10

李程啟（1985），男，工程師，從事輸變電設備在線監測工作。