繼電保護全過程技術監督系統的構建

曾憲林

【摘 要】電力行業在國內很早就進行了企業信息化建設，其中國家電網公司早在2006年就提出了在全系統實施“SG186工程”，建成數字化電網、信息化企業的規劃，也明確提出建設統一堅強智能電網的發展戰略。在此背景下，智能電網成為全球電力工業應對未來挑戰的共同選擇。與傳統電網相比，智能電網進一步優化各級電網控制，通過集中與分散相結合的方式，實現對電網全景信息的獲取，以堅強、可靠、全面完整的物理電網和信息交互平臺為基礎，整合各種生產和運營信息，為運行和管理人員提供全面完整的決策參考。

【關鍵詞】繼電保護; 智能電網; 移動運檢平臺;

1 繼電保護管理系統概述

1.1 繼電保護

繼電保護和安全自動裝置是保證電網安全運行、保護電氣設備的主要裝置，是組成電力系統整體的不可或缺的重要部分。繼電保護專業管理是一個復雜而龐大的系統工程，其設備數量繁多、種類復雜、邏輯嚴密，從而導致必須對其進行精益化的管理。為此，設計一種可方便地對繼電保護設備進行過程管控、全過程監督的移動運檢管理系統，避免繼電保護過程中出現超周期運行、遺漏試驗項目等人為事件的發生。

1.2 目前繼電保護管理系統存在的問題

（1）現有軟件系統主要著重于當前繼電保護裝置的狀態監測、保護數據處理等，缺乏專業的繼電保護裝置運維工作過程管理。

（2）現有軟件系統對保護設備只有基本的臺賬管理，對繼電保護裝置管理不夠精細，致使工作人員對設備的全壽命周期信息掌握不全。

（3）現有軟件系統大多缺乏對繼電保護設備全壽命周期信息的分析功能，對專業管理工作提供的數據支撐遠遠不足。

（4）現有軟件系統受限于當時的技術，致使工作人員在現場工作時不能得到保護設備的驗收、缺陷、維護、技改等信息。

1.3 繼電保護全過程技術監督系統研究

目前繼電保護相關管理系統的不成熟和存在的問題，使得繼電保護全過程監督系統的開發已迫在眉睫。該系統基于移動應用技術、對象組件技術等，以全面統一規劃的技術架構構建，是一個智能化的、便捷的手持移動運檢終端裝置系統;可對保護裝置的設備臺賬、缺陷及檢驗、巡檢、技改、驗收等工作過程進行嚴格管控，并對設備實行全壽命周期管理，從根本上解決當前繼電保護裝置運維工作中出現的問題;同時考慮規范系統未來的擴充建設，以減少不必要的浪費，從而提高效率和效益。該系統將引入主站與手持設備的同步機制，可方便地把不同設備信息實時共享并保存到主站上，以確保信息的存儲安全。繼電保護全過程技術監督系統存在如下開發難點。

一是檢修工作現場存在的問題較復雜，若想設計一套完全滿足現場實際需要的技術監督系統是困難的，需解決設備臺賬收集繁瑣、留存版本不一致、現場查看不方便、部分設備插件更換后無臺賬留存的問題。臺賬關聯該設備的整個生命周期的所有信息，包含驗收記錄、檢驗記錄、缺陷記錄、檢修記錄等。設備識別代碼在系統中為唯一值，通過它可在移動終端快速查找到該設備的臺賬、缺陷及圖紙、說明書等相關信息，并可在移動終端更新修改，指導檢修人員開展現場檢修工作。

二是當檢修人員在現場需要了解設備履歷時，會從以往紙質檢修記錄中查找，但基于紙質資料的存儲局限性，無法確認需檢修的繼電保護設備是否發生過缺陷等情況，以至于無法真正了解當前檢修設備的歷史信息。但通過互聯網的接入，在繼電保護全過程技術監督系統中加入同步機制，便可在便攜式手持設備上同步所需設備的歷史數據;還可方便地與主站數據庫進行互聯，實時校核設備運行信息，實現對繼電保護設備的全壽命周期管理。

2 基于移動應用構建的變電站智能化運檢系統

2.1 建設目標

變電站智能化運檢系統可實現對變電站所有設備的設備臺賬、事件、缺陷及檢驗、巡檢、驗收等工作過程的管控，實現對設備的全壽命周期管理，同時在設計上充分滿足與其它系統數據交互的需要，如可向OMS、PMS系統提供設備臺賬、巡視、檢驗、試驗、驗收、技改等信息，可從OMS、PMS系統獲取圖紙、技術說明書等資料。該系統從根本上解決了當前現場運維工作中出現的問題，同時考慮規范系統未來的擴充建設，以減少不必要的浪費，提高效率和效益。

2.2 建設內容

（1）建設一套基于感知RFID與無線傳感器網絡的適用于繼電保護設備運維過程的運檢管理系統，全方位監測設備狀況，并實現現場作業的管理功能。

（2）研究電子身份標簽，建立包括人員、物資、設備、裝備、身份的管理體系。

（3）研究基于感知RFID與無線傳感器在設備運檢全過程中的具體應用，包含安裝、試驗、驗收、投運、巡視、檢修、技改、拆除（位移）、退役等過程信息，支撐設備全壽命周期管理。

（4）研究人員、裝備電子標簽的定位識別，實現運檢資源的合理調配和運檢進度管控。

（5）研究設備身份智能檢測與識別技術，實現對設備的快速定位，支撐設備巡檢和歷史數據查詢，支撐備品備件、工器具儀器儀表出入庫智能管理，提高管理效率和生產效益。

2.3 系統設計方案

2.3.1 系統技術架構

系統采用目前安全性能高、擴展性好、框架技術最為完善的JavaEE平臺的架構進行開發，Web Server接受客戶的訪問/交易請求，根據不同的業務請求，由專門的控制器進行處理，交易業務邏輯利用EJB或JavaBean進行封裝，保證了邏輯的完整性和一致性。

表現層把結果以頁面的方式呈現給用戶，在本層中采用先進的JSF技術進行實現。在系統實現上，采用面向對象技術、MVC的設計模式和純JAVA技術，將整個系統從邏輯上分為展現層平臺、中間應用服務平臺和業務系統平臺等部分，以提高整體網站系統的可擴展性、靈活性和易維護性。

系統采用瀏覽器及手持終端設備訪問，簡化了用戶的使用復雜程度，只要會上網，就會熟練使用本系統。

2.3.2 系統功能模塊設計

應用系統采取模塊化的設計，按照業務需求劃分為多個功能模塊，各功能模塊之間既可獨立運行，又能相互聯系地進行信息交互，實現對繼電保護設備的整個生命周期管理。

（1）保護設備臺賬管理。保護設備臺賬管理是指保護設備新投或改造時錄入保護設備的臺賬信息，并建立設備識別代碼、相關信息的管理，在保護設備插件更換或裝置退運后進行相關臺賬信息的更新。臺賬錄入支持多種方式，包括手動錄入、由制造廠家提供的出廠信息表自動導入及通過繼電保護其它系統導入等。

（2）保護設備巡檢管理。保護設備巡檢管理主要用于巡檢工作過程管控及巡檢記錄錄入、上傳。當操作人員開始現場作業時，可攜帶手持終端設備，并從中獲取任務指令，而不再需要筆和紙進行記錄。通過巡檢任務單，作業人員可了解到需檢查/操作的設備、項目和相關操作的目標值等。當作業人員輸入數據時，如果數據超過上下限，系統就會根據預定義的標準作業指導書或知識庫發出警告，并提示最佳操作步驟，及時防范事故的發生;必要時，還可自動向后臺支持系統發出維修請求，同時發送信息給相關生產主管和安全人員?，F場采集的數據通過網絡上傳、審核、監控，構建了一個閉環的移動現場作業管理體系，提高了現場作業管理的透明度和執行力。

（3）保護設備檢驗管理。保護設備檢驗管理主要用于保護設備檢驗工作過程管控，包含任務單的生成、派發及檢驗記錄錄入、上傳，標準檢驗作業指導書模板等。

（4）保護設備驗收管理。保護設備驗收管理主要用于保護設備驗收工作過程管控，包含任務單的生成、派發，驗收記錄錄入、上傳，形成標準驗收作業指導書模板等。

（5）保護設備技改管理。保護設備技改管理主要用于保護設備技改工作過程管控，包含任務單的生成、派發及事件信息錄入、上傳等。

3 結語

雖然智能電網的研究還只是停留在初步探索階段，但隨著移動應用技術、對象組件技術和RFID等技術的不斷發展和理論研究的深入，智能化必將會成為改變基于傳統電網而產生的一系列管理和生產模式的主力，而繼電保護全過程技術監督系統的成功構建預示著這一天的到來。

參考文獻：

[1]胡瑞.電氣自動化系統繼電保護的安全技術分析[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（2）：73-74.

（作者單位：國家電網秦皇島供電公司）