基于電力設備狀態檢修和運維一體化技術研究

關猛

（煙臺寶駿軟件技術有限公司，山東 煙臺 264000）

0 引言

電力設備的安全、穩定保障是支撐電網長久運行的關鍵基礎，需依托于狀態檢修進行設備故障與異常的精準定位與處理，并以檢修系統的構建為基礎實現設備實時檢測、風險評估以及狀態評價，以確保電力設備始終維持在穩定、安全的運行狀態。相較于定期檢修策略實施，狀態檢修在檢修成本控制、停電時間縮減等方面存在顯著優勢，并可實現對電力設備運行年限的有效延長。運維一體化開展，則可實現對設備巡視、現場操作、運行維護的全面整合，從而實現以更低的資源投入來促進設備穩定、可靠運行。

1 傳統檢修工作弊端

作為保障電力設備穩定、安全運行狀態的關鍵手段，設備檢修工作開展的作用不言而喻。縱觀以往電力設備檢修作業開展，常用傳統手段包括：（1）定期檢修，盡管該檢修模式應用可做到對電力設備狀態的定期檢查，但實際作業開展涉及大量人力、時間的投入，且檢修后電力設備仍頻繁出現問題，存在效果差、成本高、效率低等問題；（2）計劃檢修，該檢修模式實施無法保障計劃周期的制定與設備運行周期規律的相匹配，即使可通過計劃檢修實施讓電力設備維持在正常運轉狀態，但無法做到第一時間掌握設備運行情況，存在檢修不到位、不及時等問題；（3）事后檢修，現階段電力設備檢修中該方法的應用較為常見，雖然可在檢修期間做到對設備相關故障、問題的徹底消除，但較低的檢修效率使得設備運行年限大幅度下降，并且在設備出現故障時無法第一時間進行針對性處理，影響供電系統的穩定運行。

2 狀態檢修開展意義分析

電力設備運行期間狀態檢修的實施主要是依托于日常檢查、在線監測、重點檢查、預防性試驗等工作的開展進行設備運行狀態信息掌握，并借助先進技術手段進行設備狀態評估，合理預測設備實際運行年限，并對設備故障隱患進行全面識別，結合數據分析進行設備故障發展程度、出現位置的科學判斷，實現在故障發生前及時進行設備檢修，繼而降低故障問題出現對電力設備功能發揮造成的影響。

針對電力設備狀態檢修開展，需考慮到以下幾點。（1）符合設備可靠性運行要求。以往電力設備檢修多采用預防性試驗檢修手段，通常情況下，電力企業會以春檢為基準進行預防性檢修試驗，但受到設備數量多、春季用電高峰的影響，所以預防性試驗檢修開展極易對供電可靠性造成影響[1]。（2）相較于定期檢查開展，實施狀態檢修可實現對設備性能與穩定性的加強把控。若設備運行階段仍以定期性春檢工作開展為主，檢修人員只會參照規定要求到期檢修，對運行期間設備狀態不管不顧，不僅影響了對設備穩定、可靠狀態的控制，甚至會對工作人員人身安全造成威脅。鑒于此，需依托于狀態檢修開展來提升設備檢修質量把控，通過設備運行狀態的全面掌握來促進供電系統的穩定、安全運行。（3）以往電力設備運行期間主要由運行人員負責設備的巡視檢查，但受限于管理人員專業能力缺失、經驗不足等影響，極易出現設備問題無法及時發掘的現象，甚至因設備故障隱患未排除而影響供電系統穩定運行[2]。得益于運維一體化實施，在整合維護與運行專業的基礎上，通過對運維人員全面培訓教育，可實現在設備狀態檢修過程中對問題進行全面剖析，結合針對性方案的實施來延長電力設備運行年限。

3 設備狀態檢修系統設計

3.1 系統架構設計

（1）網絡拓撲結構。系統網絡結構構成具體包括智能手機端、PC端，設備組成囊括應用服務器以及負載均衡器等，其以電力部門內網為載體按照相關要求進行服務端設備的部署，以Http協議為通道進行服務端與客戶端設備連接并實現通信傳輸，保障數據交互的高效、安全進行，系統中數據存儲以服務端設備為主要載體[3]。

（2）系統體系架構。依托于Spring、Struts2等框架構建該系統服務端架構，并利用Ajax框架與MVVM模式來實現對客戶端架構的組成，通過框架優勢的集成構建出契合設備狀態檢修需求的多層次系統結構。分析該系統Java EE多層次架構的組成，具體囊括數據持久層、業務邏輯層、表現層與客戶層：①在系統實際運行期間，數據持久層主要作用體現為數據直接交互，并為數據的持久化存在提供支撐，依托于接口設置實現向上調用數據，并通過內部設計的屏蔽來達到數據安全保障的目的；②業務邏輯層主要作用體現為基本業務精處理，向下通過接口完成數據調用，向上通過接口實現與表現層交互；③表現層主要作用體現為對系統的主導控制，并在運行期間發揮數據收發功能；④客戶層主要作用則是用戶交互的實現。

（3）多客戶端設計。依托于服務端與客戶端共同構成該系統整體架構，其系統結構如圖1所示，以Http協議作為樞紐實現服務端與客戶端通信，依托于多客戶端設計，在運行階段介入具備Http通信功能的設備即可實現服務端與客戶端設備的交互，通過數據實時交互傳輸為電力設備狀態檢修提供支撐[4]。

圖1 檢修系統架構設計

分析該系統架構的具體設計：（1）Net客戶端設計，該客戶端設計主要是在與服務端交互的前提下，試驗人員進行數據審核編輯、數據上傳下載、數據分析等操作，需依托于專用客戶端的設計為大量業務邏輯的實現提供支撐，其功能設計包括設備管理、個人信息維護、用戶登錄、試驗報告瀏覽、設備狀態分析、試驗報告編輯瀏覽等；（2）Web客戶端設計，該客戶端設計主要作用體現為資料查詢、展示、共享以及瀏覽等，功能設計囊括用戶登錄、設備狀態分析、網站介紹、資料下載、結果展示等[5]。同時，Net客戶端運行階段的數據分析可通過Web客戶端同步顯示，以客戶端互聯的方式來促進狀態檢修系統作用的最大化體現。

3.2 系統功能模塊設計

（1）數據采集模塊。該系統數據采集功能的實現主要依托于振蕩波局放測試，且該模塊下設振蕩波與局放通信、測距信號采集、網絡通信、信號采集校準子模塊，能夠實現在運行期間對所需信息數據的全面、實時采集。

（2）數據傳輸模塊。數據傳輸模塊以上位機為載體進行系統采集數據的存儲，并利用數據傳輸模塊實現對后臺進行數據傳輸，為后續數據分析與處理提供支撐。同時，數據傳輸的實現需要以試驗數據的持久性保持為前提進行。另外，可依托于傳輸模塊對上位機進行處理完數據后的快速返回來實現，并為不同客戶端的交互訪問提供保障。

（3）客戶端模塊。客戶端模塊設計需考慮數據的采集與交互，同時需增設安裝與卸載功能，其中安裝功能的設置以EPCBM軟件為主要對象，可實現在運行階段進行下載、安裝以及檢測，而卸載功能同樣以EPCBM軟件為主，可實現在運行期間進行軟件快捷方式、運行文件的刪除，功能模塊體系架構如圖2所示。

圖2 客戶端安裝卸載功能顯示圖

（4）系統工作流程。該系統在運行期間依托于傳感設備進行試驗數據采集，并以后臺服務器為載體利用Http協議進行數據傳輸存儲，通過數據分析處理進行設備報告管理，試驗報告的上傳需保證對設備狀態情況的全面體現，在此基礎上借助智能模型進行設備運行狀態的智能化分析，為相關人員提供客觀且準確的設備狀態結果[6]。

4 狀態檢修與運維一體化的融合

電力設備運行期間進行運維一體化與狀態檢修的滲透，可為設備管理工作的創新、增效開展提供保障，其主要優勢體現為：第一，實現對現有人力資源的最大化利用與配置，結合運維一體化需求進行現有人員重新配置，通過對運行管理與維護保養人員的相互配合與補充，能夠以更少的人力資源來支撐電力設備的穩定、安全運行[7]；第二，運維一體化的實施實現以同一個專業進行運行與維護管理，做到在設備運行期間同步開展運行管理與維護工作，且相關人員可統一進行運行與維護資料的歸納、整理及其管理，進而為狀態檢修工作的高效開展打下基礎；第三，促進人員自我價值的充分體現，基于運維一體化開展，為運行管理人員提供學習檢修技能、知識的契機，為檢修維護人員提供掌握運行管理經驗的平臺。

以某供電公司為例，自運維一體化與狀態檢修實施后，從2020年1月至3月，該公司運維班組嚴格按照相關要求開展試驗檢測工作，具體包括38項絕緣在線監測裝置維護、油色譜帶電檢測、變壓器絕緣油取樣試驗、超高頻局放檢測等工作，46項微水含量檢測、SF6斷路器帶電補氣等檢修維護工作。以往電力設備的運行管理、檢修維護開展需由兩個獨立部門負責，而在實際運行維護期間需通過部門間的協調溝通來確定運行維護方案，使得電力設備運維效率下降。而得益于運維一體化與狀態檢修的滲透應用，實現了在電力設備運行期間進行設備巡視、維護檢修、倒閘操作、運行維護等工作的整合，在促進設備運維效率顯著提升的同時，為電力設備的可靠、穩定運行提供了保障。

為保證運維一體化與狀態檢修開展發揮出應有作用，需重視對以下幾點的把控：首先，需立足于安全第一、預防為主的原則進行安全管理強化，強調風險防控與安全生產的落實，并從教育、技術、管理方面入手進行安全管理模式的完善構建，以確保狀態檢修與運維一體化開展始終處于安全環境；其次，依托于實踐訓練開展來提升人員培訓水平，鼓勵在設備管理期間進行復合型人才的培養，能夠在促進人員技能素養優化的同時，實現為運維一體化、狀態檢修的高水平開展提供人才支撐[8]。

設備運維管理過程中進行傳統管理方式與運維一體化模式的比對，具體比對內容囊括人員素養、安全質量控制水平、人力資源效能、工作協調、發展能力等，在此基礎上確定運維一體化模式開展的具體業務范圍、培訓重點、工作職責、組織方式等，進而為運維一體化的有效應用打下基礎。首先，需在全面分析現有設備檢修工作內容的前提下，對維護檢修業務的移交進行逐步推進；其次，需秉持先簡單后復雜、先一次后二次的原則進行設備運維安全管理的優化；再次，依據設備運維需求進行人員安全職責的明確劃分，并結合狀態檢修與運維一體化落實現狀進行細則的科學制定與實施，以確保各運維制度實施、工作開展具備可操作性；最后，結合公司運維專業設置情況進行部分檢修人員的調配，同時強調運維班組組建過程中檢修班組的指導職責，以確保運維一體化模式實施過程中的狀態檢修、人員融合常態化。另外，需在深度剖析設備運維管理現狀的前提下，進行運維一體化模式過渡程序的明確，并突出狀態檢修的關鍵點，進而為運維一體化與狀態檢修的融合滲透提供支撐[9]。

4 結語

綜上所述，電網系統運行是否穩定受到電力設備檢修與運維管理的直接影響。鑒于此，為促進電力設備運行年限延長，并降低故障與異常的出現概率，供電公司需依托于智能化系統構建來實現設備全面狀態檢修，并結合運維一體化模式的實施來促進電力設備穩定、可靠運行。