電網設備預防試驗及狀態評價管理系統應用研究

四川中電啟明星信息技術有限公司 汪 力 石 金 管中華 楊 俏

電網設備預防試驗及狀態評價管理系統應用研究

四川中電啟明星信息技術有限公司 汪 力 石 金 管中華 楊 俏

在傳統的工作模式下，試驗人員手工記錄現場實驗數據，人工分析、對比設備的歷史試驗數據和設備初值等，導致出具設備試驗報告周期長、設備狀態評價不及時、準確性難以有效控制等問題。通過終端信息采集、移動互聯作業和自動計算等多項信息技術的融合創新，開發了電網設備預防試驗及狀態評價管理系統，實現了試驗數據一次性采集、自動運算分析、一鍵出具試驗報告等實用功能，有效解決了試驗數據采集和錄入的準確性問題和分析工作效率低等實際問題，真正提高了電網設備試驗數據的準確性和工作效率。同時，通過移動終端定位、試驗數據加密與銷毀、試驗數據上傳等功能的綜合運用，充分保障力試驗數據安全性。

電力設備；預防試驗；例行試驗

1 引言

（1）電網設備預防試驗及狀態評價現狀

電網檢修業務是電網生產中的一個重要環節，其中電網設備預防性試驗是電網檢修業務的基礎之一。通過電網設備的各種試驗，對在運和未投運設備運行狀態評價，及時發現設備存在的安全隱患，以確保電網正常、安全運轉。目前各省市電力公司電網設備預防性試驗仍然存在手工作業量大、信息化程度低、數據記錄準度低、工作周期長、試驗效率低等問題。

電網設備預防性試驗信息化程度低：電網生產中信息化建設主要運用于管理層，圍繞企業資源開展事前計劃、事中控制、事后評價，進而不斷提升企業管理能力。但電網設備預防性試驗這類技術工作仍缺少信息化手段支持，仍采用手工方式記錄、錄入和分析試驗數據。

不能及時評價設備運行狀態：電網設備預防性試驗不能及時根據現場試驗數據發現設備存在的問題。設備運行狀態評價是在電網設備預防性試驗工作完成后，根據設備初值對照分析、歷史數據對照分析、試驗數據錄入、統計、分析等，判斷設備是否存在安全隱患。且有部份電網設備預防性試驗工作需要在停電情況下才能開展，但為了保障供電可靠率，不能長時間停電等待試驗結果，這給試驗的有效性帶來了極大的影響。

出具設備試驗性報告工作量大，效率低，周期長：當前供電企業普遍存在編制電網設備預防性試驗報告的時間比預防性試驗工作時間長的現狀?，F場設備的試驗工作周期平均一周左右，而集中工作人員錄入試驗數據、分析試驗數據、比對設備歷史數據和初值、查閱試驗規程，直至完成設備狀態評價試驗報告的周期平均兩周左右。甚至因手工方式出現錄入試驗數據錯誤，導致試驗報告數據不準確。問題嚴重時，還需對設備重新作測試，導致重復工作。

（2）項目研究目的及意義

借助電網設備預防試驗及狀態評價管理系統應用，固化試驗工作流程、規范試驗人員行為、自動化數據采集、計算分析和報告出具的過程，從而減少誤操作、提高工作質量、提升工作效率、保障數據安全。滿足電網設備運行可靠率要求的同時，減輕檢修試驗班組工作負擔。實現檢修試驗工作的規范化、標準化、信息化管理。

2 項目研究必要性及市場需求分析

電網設備預防性試驗在電力系統中具有舉足輕重的作用，它有力的保障了電力系統安全、穩定、持續和經濟的運行。為電力系統和社會各行各業長期穩定的發展起到了護航的作用。主要體現在以下方面：

（1）實現班組管理新標準要求，減輕班組負擔

通過試驗設備與移動終端連接，實現試驗數據與結果自動存儲到移動終端（或試驗數據自動同步上傳服務器），滿足現場作業無紙化辦公的同時，避免了手工記錄和集中錄入過程中的人為錯誤，保障了原始數據記錄的準確性和安全性；通過移動終端《試驗系統》的試驗報告模板預制功能，實現的自動出具試驗報告的能力。提高了試驗工作效率，切實減輕了班組工作負擔。

（2）確保電網設備現場檢修決策的及時性

現場檢測電網設備性能與評價結果可同步進行。通過移動終端《試驗系統》對電網設備檢測數據的實時對比、偏差值計算等，能夠及時出具狀態評價結果。有利于試驗人員及時分析、查找異常原因（設備自身特性變化、試驗設備故障、測試環境或者人為因素），確保試驗數據的準確性，及時做出檢修決策，實現設備缺陷發現、上報、處理同步完成，避免不必要的重復停電檢修。

隨著我國電網建設的不斷發展，電網設備（裝置）數量的逐漸增多，電網設備的修試工作量逐漸加大。而在電網降本增效的經營理念指導下，只能選擇提高試驗檢修工作效率來滿足實際生產工作需要，而不是人員數據增長。為此，我公司通過《試驗系統》的研發與實踐，能有效簡化試驗工作工序，避免重復工作，減少現場人員工作量，提高工作效率，減少因人為因素導致原始數據出現偏差的情況，增強原始數據記錄的可靠性，現場編制出標準格式的試驗報告，現場將試驗報告數據上載至PMS系統，實現了為班組減負。同時，電網設備現場測試與試驗結果評價同時進行，實現對電網設備健康狀況評價，快速判斷設備異常原因，及時發現設備缺陷，及時處理，有效地保證了電網設備安全運行，供電可靠性，提高了電力檢修工作效率。因此，電網設備預防試驗及狀態評價管理系統對電力檢修工作有促進作用和實用價值，具備推廣應用價值。

3 項目研究目標和主要內容

（1）試驗數據的準確性保障：采用移動終端（PDA或平板電腦）集成技術實現現場試驗數據的自動采集功能，減少人工參與過程，避免人為操作過程出現試驗數據出現錯誤。

（2）試驗數據分析的及時性保障：通過《試驗系統》中試驗數據自動采集、分析、對照試驗規程知識庫、設備初值、歷史數據等功能，實現現場及時輸出狀態評價結果，輔助設備狀況判斷，及時發現故障并檢修設備。

（3）試驗數據的安全性保障：融合移動技術，在移動終端（PDA或平板電腦）內置試驗數據安全保障機制，實現移動終端定位追蹤、移動終端試驗數據遠程銷毀、試驗數據自動同步上傳服務器等功能，保障試驗數據安全。

（4）試驗報告的準確性保障：通過《試驗系統》內置的系列自動化應用，規范試驗人員標準動作，減少人為主觀因素影響，自動出具試驗報告。

（5）試驗數據共享能力保障：通過《試驗系統》的標準接口，實現試驗數據與外圍信息系統（生產管理系統/狀態檢修系統）的共享能力。

4 研究內容與開發環境

試驗數據自動采集研究：目前，電網使用的試驗設備通常具備小型存儲裝置、USB等接口，實現與計算機/PAD等移動終端互聯，可以將現場測試結果直接導入《試驗系統》。極個別試驗測試設備需要廠商增設USB接口功能。

試驗數據的自動分析等研究：根據《GB50150-2006 電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》、“川電科技2008（5）輸變電設備狀態檢修試驗規程”將輸變電設備按不同電壓等級，不同設備進行分類，實現現場試驗數據初評價；并建立不同變電站不同設備歷史試驗數據庫，將本次試驗測試結果與歷次試驗測試結果（或初值）進行橫向對比分析，進一步評價輸變電設備健康運行狀況。如出現異常情況評價系統自動報警，對缺陷情況進行描述。從而幫助測試人員對試驗結果進行判斷，及時排除外界因素對試驗結果的影響。

試驗報告自動出具研究：研究試驗報告模板預制應用，從而結合試驗數據自動采集、計算分析、實時評價，實現自動生成標準試驗報告單。減少人工出具試驗報告流程，降低班組人員負擔。

試驗數據安全保障研究：借助移動互聯網技術（2G/3G/4G）、無線網絡技術（WIFI/藍牙）、GPS定位等技術，實現試驗現場移動終端與服務器端實時互聯，具備試驗任務數據下載、試驗數據或結果（選擇性或實時）上傳、移動終端定位追蹤、試驗數據遠程刪除、監控現場作業完成情況等功能。

5 系統架構設計（如圖1）

圖1 系統架構設計

充分考慮試驗現場環境的復雜性，移動終端的應用操作應遵循適用、易用、簡單的設計原則，盡量按照系統工程思想進行設計，減少錄入，減少界面切換，通過簡單操作即可完成現場試驗數據的錄入、調整和評價。

（1）通過設備數據的集中管理、試驗數據的一點錄入多處使用、試驗報告的自動生成，大量減少電力試驗周期和試驗后的整理時間。為班組減負，提高工作效率。

（2）通過將《試驗規程》內置系統、將試驗經驗轉換成信息識別代碼、模板配置等手段，實現試驗數據的智能判斷，歷史數據的縱向比對、試驗報告的自動生成。系統大量采用智能分析技術，讓系統大量替代人腦分析的過程。

（3）試驗評價全部依靠真實的歷史數據、初值數據，同時系統內置《試驗規程》的大量評價規則，避免和減少人工判斷造成的誤判，做到評價及時、準確。

（4）現場試驗數據錄入后，試驗報告即可根據模板格式自動生成，不需要再進行錄入或調整。也可以通過接口向其他系統直接導入試驗報告。

6 系統開發環境

《試驗系統》使用Enterprise Architect等開發平臺作為系統開發工具，采用Android和JavaEE技術規范，實現C/S結構設計與開發。中間件采用了Weblogic10.2；數據儲存軟件采用Oracle 11g。硬件配置要求如表1所示。

7 系統功能架構（如圖2）

《試驗系統》主要由系統配置、設備信息、試驗計劃、試驗報告及移動終端等模塊構成，對于某個模塊，對于不同權限的人員可以實現不同職責管理。

（1）系統配置

設備編碼功能：對《試驗系統》需要使用的簡單編碼進行編輯、管理，如：試驗專業：高壓試驗、化學試驗、其他試驗；試驗性質：巡檢、交接試驗、例行試驗、評價試驗、預防性試驗；電壓等級：220V、380V、10KV、35KV、110KV、220KV、500KV。

報告模板：針對試驗類型和設備類型配置，報告模板采用類似Excel方式的表格。在評價模板中需要填寫報告模板中的數據坐標。試驗報告模板既是報告顯示格式，也是數據錄入格式。

數據模板配置：數據模板是試驗數據記錄、顯示及報告格式的配置基礎。也是試驗數據評價的基礎。數據模板作為獨立的配置，不與試驗類型和設備類型正向綁定，而是對設備類型綁定特定的數據模板。

銘牌模板：針對具體設備類型進行配置，是銘牌數據錄入和報告數據中銘牌格式的基礎。

試驗類型配置功能：試驗類型是指某一種確定的試驗，同一種試驗針對不同的設備試驗組數可能不同，試驗輸入參數可能不同。同一種試驗采用的試驗儀器是相同的。試驗類型配置主要包括：試驗類型編碼、試驗類型名稱、試驗儀器名稱、試驗數據值序列。試驗數據值序列是某類試驗結果記錄的數值名稱。如直流電阻測試的試驗數據值序列包括A0/Ab、B0/BC、C0/CA、不平衡率。試驗數據值序列不只包括試驗結果，還包括輸入參數及計算值。試驗數據值序列是模板配置的基礎。

設備類型配置功能：設備類型是系統進行基準周期設置、試驗模板配置等的基礎。

基準周期配置：基準周期針對主設備類型和試驗類型進行配置，基準周期針對巡檢項目和理性試驗項目配置。

圖2

表1

（2）設備信息

設備信息包括設備臺帳和設備資產信息，為試驗做基礎數據準備。包括設備地點、型號等資料的維護。

銘牌信息：記錄每個設備的銘牌信息，主要用于出具試驗報告。

歷史數據：錄入歷史的試驗數據，目的是存檔和進行評價，如果沒有詳細歷史數據錄入，但必須確定的是上次巡檢、例行試驗、評價試驗時間。以便制定計劃用。

（3）試驗計劃

根據試驗計劃，編制巡視計劃、編制評價試驗計劃、編制交接試驗計劃、試驗周期調整功能。

（4）試驗報告

根據現場試驗數據與初值、歷史數據對比、分析出具試驗報告，主要包括：報告生成、試驗報告查詢、試驗數據分析。

（5）移動終端

平板電腦或PDA下載試驗計劃任務或上載試驗數據，主要包括：下載試驗計劃、試驗計劃瀏覽、計劃上傳、銘牌數據抄錄、試驗數據錄入、試驗現場評價、設備檔案查詢。

8 結論

由于電網設備數量急劇增加，供電企業設備檢修工作量不斷增大，一線生產技術人員數量不能滿足實際工作需要，增加了班組負擔，導致生產班組人員超時、超負荷勞動。傳統的設備檢修工作模式和管理流程，使檢修工作出現設備試驗報告生成時間過長，設備狀態評價不及時，處理設備故障不及時，工作效率和質量不高，不能及時發現分析運行設備的缺陷，給電網設備安全運行造成隱患，電網設備預防試驗及狀態評價管理系統能實現將試驗數據直接上傳計算機，試驗結果易于保存，便于查找，實現作業現場無紙化。同時能快速地對電氣設備健康狀況進行評價，及時發現設備缺陷，判斷分析異常原因，及時處理，避免沒必要的重復停電。應用該系統進行日常電力檢修工作和管理，方便、快捷、直觀，更經濟可行。

通過《試驗系統》的研發與實踐，真正做到了試驗工序規范化、試驗數據采集自動化、計算分析模塊化、試驗報告輸出模板化。同時，通過移動終端定位、試驗數據加密與銷毀、試驗數據上傳等功能的綜合運用，使試驗數據在實踐過程中得到了充分的安全保障。達到了現場試驗動作規范、提高工作效率、減少工作量、最大限度的降低人為因素干擾。同時，試驗結果評價的現場輸出，實現了設備缺陷的及時發現，進一步提高了電力檢修工作效率，促進了電網設備安全運行。因此，《試驗系統》對電力檢修工作有促進作用和實用價值，具備推廣應用價值。

[1]國家能源局．《DL/T 5293-2013電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗報告統一格式》．

[2]國家電網公司．《GB50150-2006電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》、《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》補充規定(試行)．國家電網生〔2009〕54號．

[3]國家電網公司．《DL/T 1240-2013 1000kV帶電作業工具、裝置和設備預防性試驗規程》．

[4]國家電網公司．電網設備狀態檢修管理標準和工作標準(試行)．國家電網生〔2011〕494號．

[5]國家電網公司．《DL/T 596-1996(2005)電力設備預防性試驗規程》．

[6]吉林電力公司．對設備狀態評價報告進行審核并制定檢修策略,形成狀態檢修綜合報告和家族缺陷的設備狀態評價報告．電網設備狀態評價管理辦法．吉電運檢(2012)1314號．

[7]趙鑫．談供電企業設備狀態評價[J]．科技創新導報,2012(07)．

汪力（1974—），男，四川成都人，工程師，從事電力企業信息化管理工作。

石金平(1979—)，男，四川成都人，注冊會計師、信息系統項目管理師（高級）、經濟師，從事電力企業信息化建設工作。

管中華（1985—），男，四川成都人，咨詢顧問，從事電力行業信息化建設及管理工作。

楊俏（1974—），女，四川成都人，咨詢顧問，從事電力企業信息化建設及管理工作。