新一代大型調相機監造信息管理研究

鄭景文，吳 莉，蔡萬里，王 溪，陳念斌

(1.國網湖北省電力公司電力科學研究院，湖北 武漢 430077；2.國網湖北省電力公司武漢供電公司調度控制中心，湖北 武漢 430014；3.湖北華中電力科技開發有限責任公司，湖北 武漢 430077)

新一代大型調相機監造信息管理研究

鄭景文1，吳 莉2，蔡萬里1，王 溪3，陳念斌1

(1.國網湖北省電力公司電力科學研究院，湖北 武漢 430077；2.國網湖北省電力公司武漢供電公司調度控制中心，湖北 武漢 430014；3.湖北華中電力科技開發有限責任公司，湖北 武漢 430077)

針對新一代大型調相機工程落點分布廣、機組數量大、質量要求高的特點，為實現對大型調相機生產過程的高效管控，保證大型調相機和輔機系統監造及信息管理工作的順利開展，給出了特高壓直流工程大型調相機組設備監造信息管理平臺建設方案，從平臺的建設目標、功能范圍、應用構架設計、部署架構設計、主要功能設計等方面詳細說明和分析，通過現階段監造系統的研發應用，證明了本文所給方案的有效性和正確性，為調相機機組乃至其他電氣設備的監造信息管理提供了可選方案。

大型調相機；系統監造平臺；信息管理；建設方案

0 引言

大型調相機及輔機系統設備監造涵括調相機本體、輔機系統、勵磁與啟動系統、監控系統以及化學水處理系統的全套設備部件[1-3]，由于應用于不同換流站的調相機組技術特點有所差異，因此監造內容繁多，會產生大量類型記錄和文件，涉及大量數據和記錄的收集、整理和匯總，而大型調相機設備供貨方又分布在全國各地，這給監造的統籌管理帶來很大困難[4-5]。同時，監造過程中面臨現場實際工作情況反應手段單一、反饋時間周期無法掌握、監造工作進度報表統計難等問題，加之特高壓直流工程大型調相機項目工期緊、任務重，使得監造信息管理工作難于開展。

為解決特高壓直流工程大型調相機設備監造信息管理問題，本文給出了特高壓直流工程大型調相機組設備監造信息管理平臺建設方案，從平臺的建設目標、功能范圍、應用構架設計、部署架構設計、主要功能設計等方面進行詳細說明和分析，通過現階段監造平臺的開發應用，證明了本文所給方案的有效性和正確性，為生產質量過硬、性能優良的大型調相機產品提供了有力保障。

1 目標及功能范圍

構建大型調相機組監造信息管理平臺的目標是：

1）保障信息安全和實現業務全鏈條處理；

2）使大型調相機及輔機設備的設計、生產、監造、運維和屬地管理等相關參與方能夠及時高效處理相關業務，保障國網大型調相機組建設；

3）通過應用大型調相機及輔機設備監造信息管理平臺，積累并研究電力大型設備監造經驗，為后續大型電力設備監造提供信息化知識積累。

特高壓直流工程大型調相機組設備監造信息管理平臺的信息管理貫穿設備招標至出廠交付驗收全過程，包括設計聯絡會和評審會等會議的信息記錄、監造啟動會和監造例會的會議紀要記錄、監造日志和監造周月報的填寫、各類記錄報告標準模板生成等。

相應地，大型調相機監造信息管理平臺功能范圍具體包括以下四大模塊：（1）主數據管理；（2）監造依據文件管理；（3）設備監造信息管理；（4）日常辦公綜合應用。

2 監造平臺應用架構設計

根據功能范圍，給出監造信息管理平臺的總體應用框架如圖1所示，它包括業務功能應用和系統管理應用兩部分。

圖1 監造平臺應用架構設計Fig.1 Application architecture design of monitoring platform

3 主要功能設計

結合業務需求，依據應用架構設計，對監造信息管理平臺進行主要功能設計，具體功能如下。

3.1 大型調相機及輔機系統設備主數據管理

1)大型調相機及輔機系統設備結構圖

建立大型調相機及輔機系統設備（調相機本體、輔機系統、勵磁與啟動系統、監控系統以及化學水處理系統的全套設備部件）設備及配件BOM（Bill of material）圖，使相關設備關聯一目了然。

2)大型調相機及輔機系統設備相關單位干系圖

建立大型調相機及輔機系統設備設計、制造、委托、監造、安裝、運行等相關單位及聯系人干系圖，便于及時溝通，解決監造過程相關問題。為大型調相機技術監督組設置管理權限，實現監造乃至調試方案的審批

3)大型調相機及輔機系統設備監造工程進度圖

建立大型調相機及輔機系統設備監造的目標工程進度圖，通過實際監造工程進度與目標工程進度的對比，對監造工作組發出進度提醒，并對多個關聯設備的制造進度進行優化，實現監造工程進度的展示、上報、提醒以及優化管理。

3.2 監造依據文件管理

1)技術標準管理

基于大型調相機組設備監造技術規范，對大型調相機組設計、制造、安裝、運行有關的技術標準進行搜集、整理、展示、應用。

2)法律法規管理

對國家相關法律、法規、規章及其他規范性文件，國網公司相關規定以及與監造設備材料相關的國際標準、國家標準、行業標準、項目單位企業標準，以及制造單位企業標準進行搜集、整理、展示、應用。

3)供貨合同管理

對國家電網公司與制造單位簽訂的設備材料供貨合同（含技術協議等附件）進行搜集、整理、展示、應用。

4)監造文件管理

監造大綱、監造實施細則、質量保障措施和監造設備材料的設計聯絡會紀要、設計圖紙、工藝文件、監造設備材料技術條件、技術服務方案等搜集、整理、展示、應用。

5)設備材料管理

對設備制造單位提供的設備技術說明及型式試驗、出廠試驗文件等搜集、整理、展示、應用。

6)會議材料管理

對各設計審查會、設計聯絡會、專題技術研討會的相關會議決議和紀要；對各設備的特殊、型式、性能等試驗的試驗方案審查會的決議和紀要等搜集、整理、展示、應用。

7)研究成果整理

對針對新一代大型調相機組開展的專題研究的研究結論等搜集、整理、展示、應用。

3.3 設備監造信息管理

1)監造任務分配

根據大型調相機設備監造實施細則中的監造設備要求，通過監造平臺對監造設備予以編號和分類，對各監造組發出工作任務安排，由技術監督組對各調相機設備監造方案進行審批，監造工作組根據分配任務進行現場設備監造。

2)生產過程監控

在生產過程的監造管理中，將調相機的任務節點分為8個子工序：定子線圈、轉子線圈、轉軸加工、鐵芯壓裝、機座加工、定子裝配、轉子裝配、總裝及發運。針對這8個子工序，將生產過程中的見證項目具體分為三大類：常規見證項目、特殊見證項目以及延伸監造項目。

常規見證項目主要包括以下幾類：

（1）原材料的見證，包括：鐵芯硅鋼片、定轉子銅線、轉子護環、轉軸、風葉、定轉子槽楔等原材料的質保書以及機械性能檢測、化學成份分析、導電率測試、實心、空心導線探傷檢查等各類檢查報告以及試驗報告。

（2）定子的見證，包括：定子鐵芯尺寸及壓緊量檢查、繞組冷態直流電阻、線圈焊接檢查、鐵芯損耗發熱試驗（大電流法）、電磁式定子鐵芯故障檢測（小電流法）、繞組直流耐壓及泄漏電流、繞組交流耐壓試驗等各類電氣、機械檢查及試驗。

（3）轉子的見證，包括：轉子槽楔及槽襯裝配檢查、轉子通風孔檢查及通風試驗、轉子繞組絕緣電阻測定、交流阻抗的測定、轉子引線氣密試驗、轉子內部水系統流通性檢驗、動態波形法測轉子匝間絕緣等各類電氣、機械檢查及試驗。

（4）整機的見證，包括：總裝完畢后的各類型式試驗以及出廠試驗。

其中（1）類見證項目的主要見證方式是R見證（文件見證），（2）～（4）類見證項目的主要見證方式是W見證（現場見證）。

新一代大型調相機特殊見證項目主要包括以下幾類：（1）定子過電流試驗；（2）轉子過電流試驗；（3）定子三相突然短路機械強度考核；（4）斷水試驗；（5）交直流油泵切換試驗（雙水內冷機型）；（6）動態參數測定。

延伸監造項目主要包括以下幾類：

（1）勵磁系統，包括：勵磁變壓器型式、出廠試驗、勵磁系統各部件絕緣試驗、強勵電壓及響應時間測定、調相機空載電壓給定階躍響應試驗、滅磁裝置操作試驗等各類試驗。

（2）變頻起動系統，包括起動裝置隔離變壓器出廠試驗、起動裝置各部件絕緣試驗、操作、保護、限值及信號回路動作試驗、起動裝置調節裝置各單元特性測定、起動裝置交流輸出諧波測量、起動裝置變頻范圍測量、起動裝置整套聯合調試。

（3）定、轉子冷卻水系統，包括：水壓測定、清潔度檢查、氣密性試驗等。

針對以上的重要生產節點和見證項目進行過程監控，在監造信息平臺中設置標準化模板，填寫監造日志、周報、月報。統計監造記錄的完成情況，自動向上級匯報。對重點監造的設備部件，由技術監督組進行重點把關，并向上級發送郵件提醒、重點匯報。

3)停工待檢見證（H見證）

將大型調相機設備監造過程中的停工待檢項目，錄入監造信息平臺，包括轉子超速試驗、轉子動平衡試驗、動態波形法測轉子匝間絕緣、重復脈沖法測轉子匝間絕緣，變壓器長時感應耐壓試驗、操作沖擊試驗、雷電全波沖擊試驗、短時感應耐壓，GIS主回路雷電沖擊耐壓試驗、主回路工頻耐壓試驗、局部放電測量。然后建立工作流，制定相應規范表單，并依據標準模板填寫報告，及時按規范記錄停工待檢見證相應的文字、圖片信息并與管理平臺數據共享。

4)質量問題管理

針對監造工程中的質量問題，建立相應標準表單，對問題提出、反饋、處理意見、處理結果等過程實時記錄并系統存檔。將大型調相機設備制造過程中集電環、轉子銅線、定子銅線、轉子、定子系統中出現的質量問題作為重點案例歸類，并將處理意見和處理結果予以詳細備案。

3.4 設備監造綜合管理

1)監造綜合文檔管理

制定監造工作流程圖，記錄項目基礎信息表，并整理收集項目聯系部門人員通信錄、設備監造人員信息表等。

2)監造進度綜合報表

根據設備監造信息管理模塊相應實時監造信息收集，形成監造進度綜合報表，全面了解設備監造進度、問題和關鍵節點信息，為設計聯絡會、設計審查會提供完備的資料和合理的計劃安排。通過不同設備制造廠的進度報表分析，重新優化和制定進度計劃。

3)監造預警

設置調相機設備監造進度預警閾值，針對關鍵時間和監造節點進行提前預警，避免工作失誤影響設備生產進度。同時向技術監督組推送進度考察提示，協調處理可能出現的進度延后問題。

4)數據分析

結合大型調相機設備制造廠分散，設備制造項目分期多的特點，針對生產監造過程、質量問題、處理結果等海量信息，通過不同設備廠（如上海電機廠、東方電機廠、哈爾濱電機廠、南瑞等等不同地域）的同類型部件（定子、轉子、護環、集電環、繞組銅線、硅鋼片、軸承、頂軸油系統、勵磁系統、變壓器、GIS等等）監造結果對比，不同期設備（按特高壓直流輸電工程換流站建設進度）監造項目的監造數據對比，形成監造問題經驗庫，如此形成監造信息平臺的數據分析功能，提高后續監造任務的執行效率。

3.5 日常辦公綜合應用，包括申請召開會議、發布監造動態、會議通知等

1)通知公告

監造信息管控平臺發布會議通知、變更通知、預警信息等，及時傳遞至移動端監造人員和設備供應商。對于大型調相組設備監造中的工程進度的完成、重點監造項目的完成情況、攻克的難題予以公告。

2)工作日志

根據標準模板，由現場監造人員和供應商人員及時填寫或上傳工作日志、生產周報等信息。

3)在線交流

實現移動端與監造信息管理平臺多方實時在線交流，及時溝通相應生產和監造問題。實現監造過程中的遠程專家協助，對于監造過程中的關鍵質量問題，可依據在線交流的情況，召開專題研討會。

4 部署架構設計

為便于業主、監造單位、供應商、屬地公司等多方參與大型調相機組監造和后續運維服務等業務，大型調相機組監造管理平臺部署在電力外網，各參與方由互聯網通過登錄系統網頁的方式進行平臺訪問，不同監造參與方授予不同的管理權限。部署架構如圖2所示。

安全加密設計如下：

1)防火墻的配置:在電力外網與外部廣域網之間放置防火墻，通過設置有效的安全策略，做到對電力外網的訪問控制，不改變原來網絡拓撲結構，且保證通信速度不受較大影響。

2)防病毒系統：根據不同的操作系統類型，配備相應的防病毒系統，通過防病毒軟件所具有的實時檢測功能，達到防范病毒侵害的目的。

3)業務管控：通過角色權限管理，登錄平臺用戶必須取得具備登錄權限的賬號密碼，通過系統分配的權限進行業務操作。根據各方之間在設備監造過程中的職責設置不同的權限。

圖2 監造信息管理平臺部署架構Fig.2 The deployment framework of monitoring information management platform

5 監造信息平臺應用

根據本文給出的信息管理系統建設方案，開發了新一代大型調相機設備監造信息管理平臺，并應用于國網首批大型調相機工程。

圖3中，通過角色權限管理，不同權限的用戶登錄對應的賬號實現對應的業務操作。

圖3 監造管理系統登錄頁面Fig.3 The login page of supervisor management system

圖4為監造管理系統首頁，主要呈現的是監造動態、工序進度、規章制度、待辦事項，匯總階段性監造成果，提供常用功能鏈接。

圖4 監造管理系統首頁Fig.4 The home page of supervisor management system

圖5為BOM圖，如圖所示，將調相機見證的8個主要工序以樹狀圖的形式表達，每個主工序下又對應各個子工序，同時與相應的圖片和文件報告相關聯。同時頁面嚴格按照方案中的監造平臺應用架構設計，其中頁面左側為功能范圍欄，按照兩級目錄的形式呈現，一級目錄分別為基礎信息管理、設備監造信息管理、監造依據文件管理、設備監造報告、專項工作管理、綜合管理和事物辦理。二級目錄為對應的子項目，具體內容在右側頁面顯示。

圖6為周報管理頁面，用于日常工作的記錄、匯報、上傳、導出、存檔，及時與上級溝通。

圖7為質量問題處理流程，分為質量問題處理、質量問題審核以及質量問題歸檔。根據問題的嚴重程度進行不同的流程處理，清晰的顯示問題的處理進度，同時將問題保留于歷史案例中，為后續工作積累經驗。

圖5 BOM圖Fig.5 BOM diagram

圖6 周報管理頁面Fig.6 Weekly management page

6 結語

大型調相機工程地域分布廣、數量大、質量要求高，構建大型調相機組設備監造管理系統是開展機組質量管控，進而保障機組發揮功能的必要和有力手段。本文給出了特高壓直流工程大型調相機組設備監造信息管理平臺建設方案，從平臺的建設目標、功能范圍、應用構架設計、部署架構設計、主要功能設計等方面進行詳細說明和分析，通過現階段監造系統的研發應用，證明了本文所給方案的有效性和正確性，為調相機機組乃至其他電氣設備的監造信息管理提供了有效的解決方案。

圖7 質量問題處理流程Fig.7 Quality problem processing flow

（References）

[1]Kalsi S,Madura D,Howard R,et al.Superconducting dynamic synchronous condenser for improved grid voltage support[C]//2003 IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition.New York:IEEE,2003:742-747.

[2]Nakamura S,Yamada T,Nomura T,et al.30 MVA superconducting synchronous condenser:design and it's performance test results[J].IEEE Transactions on Magnetics,1985,21(2):783-790.

[3]CUI Yibo,TAO Qian,LING Zaixun,et al.Analysis on design points of large synchronous condenser for UHVDC project[C]//International Conference on System Reliability and Science(ICSRS).New York:IEEE,2016:12-16.

[4]游力,吳磊,張明,等.特高壓直流輸電工程大型調相機組質量管控實施路線探討[J].湖北電力,2016,40(5):20-23.YOU Li,WU Lei,ZHANG Ming,et al.Discussion on the implementation route of quality control and control of large synchronous condenser group in UHV DC transmission project[J].Hubei Electric Power,2016,40(5):20-23.

[5]崔一鉑,李冰,沈駿杰,等.大型調相機組調試及運行維護保障技術研究[J].湖北電力,2016,40(5):5-8．CUI Yibo,LI Bing,SHEN Junjie,et al.Research on debugging and operation and maintenance of large synchronous condenser group[J].Hubei Electric Pow?er,2016,40(5):5-8.

Management Investigation of Supervision Information for New Generation Large-Scale Synchronous Condenser

ZHENG Jingwen1,WU Li2,CAI Wanli1,WANG Xi3,CHEN Nianbin1
(1.State Grid Hubei Electric Power Research Institute,Wuhan Hubei 430077,China;2.State Grid Wuhan Power Supply Company Power Dispatching Center,Wuhan Hubei 430014,China;3.Hubei Central China Technology Development of Electric Power Co.Ltd,Wuhan Hubei 430077,China)

In view of the large distribution of large synchronous condenser project placement,the large number of units and the high quality requirements,in order to achieve high-quality control of the production process of large synchronous condenser,and ensure the smooth operation of monitor?ing and information management work for large synchronous condenser and auxiliary system,the construction scheme of the equipment monitoring information management platform for the high volt?age dc project is given.Detailed description and analysis of the platform’s construction goals,func?tional scope,application architecture design,deployment architecture design,the main function de?sign are given.Through the research and development of the supervision system at this stage,the validity and correctness of the scheme given in this paper are proved,and the exact scheme for the supervision of information management of the camera unit and other electrical equipment are provid?ed.

large synchronous condenser;system monitoring platform;information management;construction program

F426.61；TM721.1

B

1006-3986(2016)11-0001-07

10.19308/j.hep.2016.11.001

2016-09-28

鄭景文(1991)，男，湖北仙桃人，碩士，助理工程師。

國網科技指南項目：大型調相機質量管控、性能驗證及運維技術研究。