基于移動互聯技術的新型電力設備在線監測與診斷系統研究與應用

摘要：本文分析了移動應用的優勢，并以變壓器油色譜在線監測裝置為例，介紹了將移動應用技術直接應用到電力系統日常生產運營管理中的實現方法，為移動應用在電力系統各個部門日常生產運營管理中的應用提供了參考。

關鍵詞：移動應用; 油色譜; 在線監測

1、引言

隨著移動互聯網的飛速發展，移動應用技術給我們的生活帶來了飛速的變化，以手機為中心的智能設備，成為“萬物互聯”的基礎，車聯網、智能家電、移動支付、智能化應用場景等一大批移動應用已經完全融入了千家萬戶的生活和工作中。根據CNNIC發布第41次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》，截至2017年12月，我國手機網民規模達7.53億，占比全國網民總數的97.5%[1]。雖然移動互聯網在電力系統中的應用已經非常廣泛，但將移動應用直接參與其運營管理的卻比較少。如果能夠將移動應用普及到電力系統各個部門的生產運營管理中，將會改變電力系統的日常生產管理工作模式，提高工作效率。

2、移動應用的優勢

隨著科技的發展，移動終端技術不斷成熟完善，將智能終端設備應用于現場生產管理，極大的豐富了現場作業的管理手段，目前移動應用已經在電力系統的電能抄表、電費繳納、應急現場[2]作業等方面有所應用，其優勢逐步顯現。

（1） 信息查詢操作簡便

不需要瀏覽器和繁瑣的手機輸入，在手機上輕輕點擊即可以瀏覽設備信息、設備運行狀態，快捷方便。

（2） 信息查詢即時即地

手機客戶端可以在各種手機上運行，無論身在何地，都可以通過手機第一時間獲取到需要的信息，最大限度的擴大了移動應用的時間和空間。

（3） 設備狀態全方位顯示

手機客戶端具備豐富的信息容量，無論是設備運行狀態還是產品資料，都可以在手機上呈現。

（4） 數據信息共享

移動終端可以與各種網絡相連接，并與網絡共享數據。移動應用中的所有數據可以為被授權的網絡所共有，網絡中的數據可以為移動應用所讀取和編輯。

3、現有變壓器油色譜在線監測裝置應用存在的問題

變壓器色譜在線監測裝置的使用，大大提高了電力變壓器狀態檢修的工作效率，然而，經過多年的實踐經驗表明，其目前的應用方式存在如下幾點弊端：

（1）在線監測軟件基于傳統的C＼S或B＼S人機界面，且只能通過桌面電腦在辦公場所聯網查看狀態監測數據，無法做到“隨時隨地”關注變壓器運行狀態;

（2）數據報警信號采用傳統的多媒體聲光電及手機短消息方式輸出，聲光電報警信號只能現場感知，責任人員無法在非工作時間獲取報警信息，同時，由于受技術限制，手機短消息方式報警信號展示不夠友好，數據不夠全面，責任人員無法在第一時間獲取更多有價值的信息;

（3）基于桌面方式的在線監測軟件，其人機操作基于“拉”模式，即責任人員需要主動登錄系統，同時有針對性的去查詢相關數據信息。這種方式不僅效率低下，且獲得的監測數據實時性也不高;

（4）檢修人員很難有條件在工作現場通過在線監測軟件查看變壓器運行狀態，因此，也無法及時對其檢修工作的有效性進行評估;

（5）在線監測軟件安裝部署復雜，且使用操作相對繁瑣，需要詳細的操作手冊進行技術支持，大大降低了相關人員的使用興趣，不利于軟件的普及和工作展開。

4、移動應用在變壓器油色譜在線監測裝置運維管理中的實現

將移動應與變壓器油色譜在線監測裝置相結合，實現設備狀態通過移動終端智能提醒，實時查詢，能提高對該設備運維管理的即時性，應對突發事故的能力大大提高，并能夠極大的減少該裝置運維人員的工作量。

（1）實現框架

移動應用系統支持兩種類型的網絡架構：APN專網和3G/4G公網，依據項目的實際情況可選擇具體的組網方案。

電力企業用戶可以申請專用APN，專用APN以專網的形式，直接接入在線監測系統中心平臺，形成一個相對獨立的網絡環境，所有數據都在無線APN內網傳輸，無需經過公網，使網絡具有很高的安全性。移動端手機設備想要能接入APN專網，需要一張SIM卡，并為其開通了此專用APN服務，在使用時只要將3G/4G的接入點名稱設置為專用APN接入點名稱即可。

此方案組網彈性較大（適合所有的系統規模），且組網成本低，網絡結構簡單，易于維護。

（2）主要功能

基于多年的電力設備在線監測行業經驗，結合手機APP軟件的功能特點和使用習慣，對移動APP應用系統功能進行分解和規劃，并設計、開發、構建和組裝各個功能模塊，最終形成功能完整、結構統一的變壓器色譜在線監測系統前置業務應用平臺。系統功能規劃如下圖所示：

依據建設內容要求，移動APP應用系統由安全認證、GIS展現、數據查看、譜圖分析、故障診斷、設備參數、消息推送、輔助管理等八大模塊組成，系統積極探索“互聯網+電力”應用的新模式，將傳統的在線監測軟件功能和互聯網應用思維有機的結合起來，實現優勢互補。

（3）變壓器油色譜在線監測裝置運維管理APP的優勢

2安全性高

系統采用基于權限的用戶管理機制，只有經過授權的用戶才能使用本系統，因此，安全登錄機制不僅可以提高在線監測數據的保密性、業務操作的安全性，同時，也可以基于多樣化的用戶角色（管理角色、數據角色、運維角色等），為不同用戶定制個性化的業務應用界面，做到“一人一界面”。

2工作效率高，實時性強

使用變壓器油色譜在線監測裝置運維管理APP可以即時對設備工況信息進行收集，通知運維人員設備運行狀態，發生故障即使提醒。智能設備內嵌的GPS模塊，時刻記錄著所運維的各個監測設備的位置信息與運行狀態信息。發生監測設備無數據等故障現象時，即使聯系現場運維人員拍照取證，并發送給設備廠方排除故障。

同時，用戶可以創建工作交流群，并邀請與自己業務相關的用戶加入交流群，通過及時通訊功能，交流群可以就某一電力故障突發事件召開聯席會議。旨在通過聯席會議的形式，加強彼此的聯系與溝通，相互學習并借鑒經驗，研究探索新的工作流程、新的工作方法，進而提高工作效率。當然，通過系統設置，及時通訊功能也支持用戶間點對點的交流與溝通。

2歷史數據查詢方便

歷史數據是對一段時間內的油色譜濃度數據和設備狀態數據進行集中分析和展現，并提供報表、趨勢圖兩種展現方式。用戶可以選擇不同的時間段對歷史數據進行查詢并分析展現。如果系統配置成帶微水的類型，則系統還將以報表的方式顯示微水、水活性等數據信息。變壓器故障的發生是一個漸進的過程，即故障從正常到嚴重有一個緩慢發展的過程。從這個意義來說，歷史數據趨勢分析也可以作為一種評估的手段。

2故障診斷功能強大

變壓器油色譜在線監測裝置運維管理APP內嵌專家診斷系統，采用三比值法進行分析與診斷，對數據進行全面剖析，從而準確地確定故障原因。

故障診斷模塊是本系統的核心模塊之一，主要對發生報警的組分濃度數據進行進一步的診斷，從而來確定引發變壓器數據異常報警故障的可能原因，本系統的色譜故障診斷技術采用了IEC60599標準以及改良的模糊三比值法、大衛三角形、立方圖示法等多種方法，用戶可任意選擇。

2數據自動同步

變壓器油色譜在線監測裝置完成一次數據采集后，服務器即時通過無線（WIFI、GRPS、3G 、4G）等連接方式，將數據自動同步到移動終端。

2其他數據采集功能擴展

除提供變壓器油色譜在線監測裝置運行狀態功能外，還可以拓展變壓器高管絕緣在線監測裝置、變壓器局部放電在線監測裝置等其他設備狀態信息的采集。

4、結束語

電力系統中很多設備如變壓器、電抗器、斷路器、GIS、電力電纜、高壓套管等均有對應的在線監測裝置，如果將移動應用擴展到所有的在線監測裝置，將會提高該設備的運維管理工作效率，如果將移動應用擴展到整個電力系統的各個部門，將會打破傳統工作模式，提高電力系統整體的工作模式。

隨著互聯網時代的發展，移動設備和技術的不斷提高，移動應用將會在各行各業不斷的拓展。電力系統的生產管理工作正應該把握機遇，將移動應用與信息服務、物資管理、流程規范等各個部門的管理工作大范圍相結合，打破傳統工作模式，讓工作效率跟上發展的步伐。

參考文獻

[1]中國互聯網絡信息中心（CNNIC），第41次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》，（2018年1月）.

[2]余勇，林為民，移動互聯網在電力系統的應用及基于等級保護的安全防護研究（2012）.

作者簡介：鄧立林（1981-10）男，浙江寧波，寧波市數字經濟產業發展有限公司，高級工程師，經濟師，碩士，數字經濟項目開發與管理