基于RFID的配網智能巡檢技術

文/宋燕伶 宋昱甫

1 項目實施的必要性和概述

根據國網公司配網智能化行動路線規劃，“十三五”期間，配網管理要著力推廣配網設備智能感知、數據融合和智慧決策技術，用科技創新手段不斷提升配網智能化管理水平，真正實現創新提質，大力提高配網運檢效率。本項目旨在通過對在運環網柜的智能化改造，實現環網柜出線電纜頭溫度、箱體溫濕度、箱體水浸、電纜溝水位、出線電流電壓、設備局放等關鍵指標的智能感知，通過數據融合實現環網柜智能巡檢，運行人員只需靠近環網柜設備，通過手持APP終端或可穿戴設備，即可獲知設備的運行信息及設備存在的缺陷隱患等，實現對環網柜的快速巡檢。

2 基于RFID的配網智能巡檢技術方案

方案如圖1，主要包括三個部分：

2.1 智能感知

即通過現場安裝傳感器，將環網柜開關電纜頭溫度、箱體水浸、箱體溫度、箱體濕度、電纜溝水位、電流、電壓、設備局放、SF6氣體壓力共十大類監測環網柜運行的關鍵信息進行在線監測，實現設備智能感知。

2.2 數據融合

通過在環網柜內建立小型無線局域網，通過無線網絡將十大類數據收集至匯集單元。匯集單元對收集的信息進行判斷，分析設備存在的缺陷隱患。運行人員通過APP終端或可穿戴設備自動獲知設備運行信息及設備缺陷隱患。

2.3 智慧決策

通過巡檢終端設備回傳或無線通信網絡將巡檢數據傳送至部署在主站的數據中心，形成設備運行信息“數據庫”。系統具備“自學習”功能，根據運行歷史數據信息自動診斷設備健康狀況，分析設備運行發展態勢，預測設備壽命周期，為設備狀態檢修開展智慧決策。同時，管理人員可實時根據需要可在系統或通過手機終端查詢配網設備運行信息。

3 基于RFID的配網智能巡檢技術方案的應用意義

3.1 技術層面

3.1.1 傳感器模塊化設計

十大類傳感器全部采用模塊化設計，只需采用卡扣方式與一次設備相聯接；二次連接線采用拔插式設計，無需端子排，安裝方便快捷。

3.1.2 監測信息無線組網

通過無線Wi-Fi建立小型局域網，傳感器至匯集單元之間的數據傳輸無需采用網絡連線，不僅安裝方便，整潔美觀，也能完全避免“蜘蛛網”式的二次接線造成的觸電、短路等安全隱患。

3.1.3 傳感器就地取電

傳感器工作電源采用TA取電，外加備用充電電池的方式，無需外接電源線，安裝方便，安全可靠。

3.1.4 巡檢工作智能高效

每臺環網柜一個匯集單元，對環網柜10類關鍵信息進行匯總，采用RFID技術或Wi-Fi通信，運行人員只需通過APP終端或可穿戴設備既可獲知環網柜運行信息和缺陷隱患。巡檢工作智能化，巡檢效率大力提升。

3.1.5 設備運行工況有效監測

十大類關鍵信息全面包含了設備運行的電氣體信息和環境信息，可有效監測環網柜運行工況。特別是本次研究首次使用配網設備“局放”指標作為設備的在線監測信息，若配網設備有重大隱患，可通過該指標提前預警，防止設備燒損事故的發生。

3.1.6 設備基礎信息模塊存儲

設備基礎信息（包括地理位置、開關、電纜等設備臺賬參數等）存儲在現場的匯集單元模塊中，工作人員可通過手持APP或可穿戴設備進行讀取，也可在主站數據庫中心根據需要進行遠程調閱。

3.1.7 設備運行信息形成“數據庫”

設備巡檢數據通過回傳或遠傳至主站數據中心，建立設備運行信息歷史“數據庫”。主站系統分析軟件通過對設備歷史運行信息的分析，自動診斷設備健康狀況，分析設備運行發展態勢，預測設備壽命周期，為設備狀態檢修提供決策參考。

3.2 效益層面

巡檢效率方面。傳統的巡檢方式每巡檢一臺環網柜至少需要30分鐘，采用智能巡檢后，巡檢人員只需從外觀、清潔等方面開展巡檢工作，每巡檢一臺環網柜只需10分鐘，且運行記錄采用回傳的方式完整記錄在系統中，巡視完成后無需再做紙質記錄，巡視效率至少提升66%。按主要配網設備（環網柜、分支箱、柱開、箱變）巡檢工作占50%的工作量計算，智能化改造后，配網整體巡檢效率可提升33%。

配網定員方面。配網運行工作的主要任務是巡視和操作，其中巡視工作至少應占配網運行工作的50%。綿陽公司配網定員約700人，其中從事配網運行工作定員應有約350人，應有50%約175人從事配網巡檢工作，配網主要設備（環網柜、分支箱、柱開、箱變）智能化改造后，按配網整體巡檢效率提升33%計算，可節省配網定員58人。

經濟效益方面。按每人平均每年10萬元成本計算，綿陽公司節省配網定員58人，主要配網設備智能化改造后，每年至少可節省成本580萬元。