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(wǎng)設備預防試驗及狀態(tài)評價管理系統(tǒng)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(tǒng)的工作模式下，試驗人員手工記錄現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)，人工分析、對比設備的歷史試驗數(shù)據(jù)和設備初值等，導致出具設備試驗報告周期長、設備狀態(tài)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(lián)作業(yè)和自動計算等多項信息技術的融合創(chuàng)新，開發(fā)了電網(wǎng)設備預防試驗及狀態(tài)評價管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了試驗數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)設備試驗數(shù)據(jù)的準確性和工作效率。同時，通過移動終端定位、試驗數(shù)據(jù)加密與銷毀、試驗數(shù)據(jù)上傳等功能的綜合運用，充分保障力試驗數(shù)據(jù)安全性。

電力設備；預防試驗；例行試驗

1 引言

（1）電網(wǎng)設備預防試驗及狀態(tài)評價現(xiàn)狀

電網(wǎng)檢修業(yè)務是電網(wǎng)生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，其中電網(wǎng)設備預防性試驗是電網(wǎng)檢修業(yè)務的基礎之一。通過電網(wǎng)設備的各種試驗，對在運和未投運設備運行狀態(tài)評價，及時發(fā)現(xiàn)設備存在的安全隱患，以確保電網(wǎng)正常、安全運轉。目前各省市電力公司電網(wǎng)設備預防性試驗仍然存在手工作業(yè)量大、信息化程度低、數(shù)據(jù)記錄準度低、工作周期長、試驗效率低等問題。

電網(wǎng)設備預防性試驗信息化程度低：電網(wǎng)生產(chǎn)中信息化建設主要運用于管理層，圍繞企業(yè)資源開展事前計劃、事中控制、事后評價，進而不斷提升企業(yè)管理能力。但電網(wǎng)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(shù)據(jù)。

不能及時評價設備運行狀態(tài)：電網(wǎng)設備預防性試驗不能及時根據(jù)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)設備存在的問題。設備運行狀態(tài)評價是在電網(wǎng)設備預防性試驗工作完成后，根據(jù)設備初值對照分析、歷史數(shù)據(jù)對照分析、試驗數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計、分析等，判斷設備是否存在安全隱患。且有部份電網(wǎng)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(yè)普遍存在編制電網(wǎng)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(xiàn)狀?，F(xiàn)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(shù)據(jù)、分析試驗數(shù)據(jù)、比對設備歷史數(shù)據(jù)和初值、查閱試驗規(guī)程，直至完成設備狀態(tài)評價試驗報告的周期平均兩周左右。甚至因手工方式出現(xiàn)錄入試驗數(shù)據(jù)錯誤，導致試驗報告數(shù)據(jù)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(wǎng)設備預防試驗及狀態(tài)評價管理系統(tǒng)應用，固化試驗工作流程、規(guī)范試驗人員行為、自動化數(shù)據(jù)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(zhì)量、提升工作效率、保障數(shù)據(jù)安全。滿足電網(wǎng)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(xiàn)檢修試驗工作的規(guī)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(wǎng)設備預防性試驗在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，它有力的保障了電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)和經(jīng)濟的運行。為電力系統(tǒng)和社會各行各業(yè)長期穩(wěn)定的發(fā)展起到了護航的作用。主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）實現(xiàn)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(xiàn)試驗數(shù)據(jù)與結果自動存儲到移動終端（或試驗數(shù)據(jù)自動同步上傳服務器），滿足現(xiàn)場作業(yè)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(shù)據(jù)記錄的準確性和安全性；通過移動終端《試驗系統(tǒng)》的試驗報告模板預制功能，實現(xiàn)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(wǎng)設備現(xiàn)場檢修決策的及時性

現(xiàn)場檢測電網(wǎng)設備性能與評價結果可同步進行。通過移動終端《試驗系統(tǒng)》對電網(wǎng)設備檢測數(shù)據(jù)的實時對比、偏差值計算等，能夠及時出具狀態(tài)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(huán)境或者人為因素），確保試驗數(shù)據(jù)的準確性，及時做出檢修決策，實現(xiàn)設備缺陷發(fā)現(xiàn)、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(wǎng)建設的不斷發(fā)展，電網(wǎng)設備（裝置）數(shù)量的逐漸增多，電網(wǎng)設備的修試工作量逐漸加大。而在電網(wǎng)降本增效的經(jīng)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(chǎn)工作需要，而不是人員數(shù)據(jù)增長。為此，我公司通過《試驗系統(tǒng)》的研發(fā)與實踐，能有效簡化試驗工作工序，避免重復工作，減少現(xiàn)場人員工作量，提高工作效率，減少因人為因素導致原始數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差的情況，增強原始數(shù)據(jù)記錄的可靠性，現(xiàn)場編制出標準格式的試驗報告，現(xiàn)場將試驗報告數(shù)據(jù)上載至PMS系統(tǒng)，實現(xiàn)了為班組減負。同時，電網(wǎng)設備現(xiàn)場測試與試驗結果評價同時進行，實現(xiàn)對電網(wǎng)設備健康狀況評價，快速判斷設備異常原因，及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷，及時處理，有效地保證了電網(wǎng)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(wǎng)設備預防試驗及狀態(tài)評價管理系統(tǒng)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(nèi)容

（1）試驗數(shù)據(jù)的準確性保障：采用移動終端（PDA或平板電腦）集成技術實現(xiàn)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)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(xiàn)試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。

（2）試驗數(shù)據(jù)分析的及時性保障：通過《試驗系統(tǒng)》中試驗數(shù)據(jù)自動采集、分析、對照試驗規(guī)程知識庫、設備初值、歷史數(shù)據(jù)等功能，實現(xiàn)現(xiàn)場及時輸出狀態(tài)評價結果，輔助設備狀況判斷，及時發(fā)現(xiàn)故障并檢修設備。

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

（4）試驗報告的準確性保障：通過《試驗系統(tǒng)》內(nèi)置的系列自動化應用，規(guī)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(shù)據(jù)共享能力保障：通過《試驗系統(tǒng)》的標準接口，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)與外圍信息系統(tǒng)（生產(chǎn)管理系統(tǒng)/狀態(tài)檢修系統(tǒng)）的共享能力。

4 研究內(nèi)容與開發(fā)環(huán)境

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

試驗數(shù)據(jù)的自動分析等研究：根據(jù)《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(tài)檢修試驗規(guī)程”將輸變電設備按不同電壓等級，不同設備進行分類，實現(xiàn)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)初評價；并建立不同變電站不同設備歷史試驗數(shù)據(jù)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?qū)Ρ确治?，進一步評價輸變電設備健康運行狀況。如出現(xiàn)異常情況評價系統(tǒng)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(shù)據(jù)自動采集、計算分析、實時評價，實現(xiàn)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(shù)據(jù)安全保障研究：借助移動互聯(lián)網(wǎng)技術（2G/3G/4G）、無線網(wǎng)絡技術（WIFI/藍牙）、GPS定位等技術，實現(xiàn)試驗現(xiàn)場移動終端與服務器端實時互聯(lián)，具備試驗任務數(shù)據(jù)下載、試驗數(shù)據(jù)或結果（選擇性或?qū)崟r）上傳、移動終端定位追蹤、試驗數(shù)據(jù)遠程刪除、監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)完成情況等功能。

5 系統(tǒng)架構設計（如圖1）

圖1 系統(tǒng)架構設計

充分考慮試驗現(xiàn)場環(huán)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(tǒng)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(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的錄入、調(diào)整和評價。

（1）通過設備數(shù)據(jù)的集中管理、試驗數(shù)據(jù)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(guī)程》內(nèi)置系統(tǒng)、將試驗經(jīng)驗轉換成信息識別代碼、模板配置等手段，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的智能判斷，歷史數(shù)據(jù)的縱向比對、試驗報告的自動生成。系統(tǒng)大量采用智能分析技術，讓系統(tǒng)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(shù)據(jù)、初值數(shù)據(jù)，同時系統(tǒng)內(nèi)置《試驗規(guī)程》的大量評價規(guī)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(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)錄入后，試驗報告即可根據(jù)模板格式自動生成，不需要再進行錄入或調(diào)整。也可以通過接口向其他系統(tǒng)直接導入試驗報告。

6 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

《試驗系統(tǒng)》使用Enterprise Architect等開發(fā)平臺作為系統(tǒng)開發(fā)工具，采用Android和JavaEE技術規(guī)范，實現(xiàn)C/S結構設計與開發(fā)。中間件采用了Weblogic10.2；數(shù)據(jù)儲存軟件采用Oracle 11g。硬件配置要求如表1所示。

7 系統(tǒng)功能架構（如圖2）

《試驗系統(tǒng)》主要由系統(tǒng)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(xiàn)不同職責管理。

（1）系統(tǒng)配置

設備編碼功能：對《試驗系統(tǒng)》需要使用的簡單編碼進行編輯、管理，如：試驗專業(yè)：高壓試驗、化學試驗、其他試驗；試驗性質(zhì)：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(shù)據(jù)坐標。試驗報告模板既是報告顯示格式，也是數(shù)據(jù)錄入格式。

數(shù)據(jù)模板配置：數(shù)據(jù)模板是試驗數(shù)據(jù)記錄、顯示及報告格式的配置基礎。也是試驗數(shù)據(jù)評價的基礎。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)模板。

銘牌模板：針對具體設備類型進行配置，是銘牌數(shù)據(jù)錄入和報告數(shù)據(jù)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(shù)可能不同，試驗輸入?yún)?shù)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(shù)據(jù)值序列。試驗數(shù)據(jù)值序列是某類試驗結果記錄的數(shù)值名稱。如直流電阻測試的試驗數(shù)據(jù)值序列包括A0/Ab、B0/BC、C0/CA、不平衡率。試驗數(shù)據(jù)值序列不只包括試驗結果，還包括輸入?yún)?shù)及計算值。試驗數(shù)據(jù)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(tǒng)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(chǎn)信息，為試驗做基礎數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)：錄入歷史的試驗數(shù)據(jù)，目的是存檔和進行評價，如果沒有詳細歷史數(shù)據(jù)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(jù)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(diào)整功能。

（4）試驗報告

根據(jù)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)與初值、歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，主要包括：下載試驗計劃、試驗計劃瀏覽、計劃上傳、銘牌數(shù)據(jù)抄錄、試驗數(shù)據(jù)錄入、試驗現(xiàn)場評價、設備檔案查詢。

8 結論

由于電網(wǎng)設備數(shù)量急劇增加，供電企業(yè)設備檢修工作量不斷增大，一線生產(chǎn)技術人員數(shù)量不能滿足實際工作需要，增加了班組負擔，導致生產(chǎn)班組人員超時、超負荷勞動。傳統(tǒng)的設備檢修工作模式和管理流程，使檢修工作出現(xiàn)設備試驗報告生成時間過長，設備狀態(tài)評價不及時，處理設備故障不及時，工作效率和質(zhì)量不高，不能及時發(fā)現(xiàn)分析運行設備的缺陷，給電網(wǎng)設備安全運行造成隱患，電網(wǎng)設備預防試驗及狀態(tài)評價管理系統(tǒng)能實現(xiàn)將試驗數(shù)據(jù)直接上傳計算機，試驗結果易于保存，便于查找，實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(tǒng)進行日常電力檢修工作和管理，方便、快捷、直觀，更經(jīng)濟可行。

通過《試驗系統(tǒng)》的研發(fā)與實踐，真正做到了試驗工序規(guī)范化、試驗數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)加密與銷毀、試驗數(shù)據(jù)上傳等功能的綜合運用，使試驗數(shù)據(jù)在實踐過程中得到了充分的安全保障。達到了現(xiàn)場試驗動作規(guī)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(xiàn)場輸出，實現(xiàn)了設備缺陷的及時發(fā)現(xiàn)，進一步提高了電力檢修工作效率，促進了電網(wǎng)設備安全運行。因此，《試驗系統(tǒng)》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(tǒng)一格式》．

[2]國家電網(wǎng)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(guī)定(試行)．國家電網(wǎng)生〔2009〕54號．

[3]國家電網(wǎng)公司．《DL/T 1240-2013 1000kV帶電作業(yè)工具、裝置和設備預防性試驗規(guī)程》．

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

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

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

[7]趙鑫．談供電企業(yè)設備狀態(tài)評價[J]．科技創(chuàng)新導報,2012(07)．

汪力（1974—），男，四川成都人，工程師，從事電力企業(yè)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(tǒng)項目管理師（高級）、經(jīng)濟師，從事電力企業(yè)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(yè)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(yè)信息化建設及管理工作。