楊艷青，馬旭，周亮，邸林濤，鄒宇星

（特變電工衡陽變壓器有限公司，湖南 衡陽 421007）

特高壓變壓器屬于重大技術(shù)裝備，屬于中國制造2025計劃的電力裝備，它的發(fā)展解決了我國能源生產(chǎn)區(qū)域和能源消耗區(qū)域不平衡的矛盾，解決了以往大量電煤運輸?shù)睦Ь常谳旊娺^程中特高壓變壓器一旦故障，可能影響幾百萬上千萬用戶，因此，特高壓變壓器的生產(chǎn)質(zhì)量把控是重中之重。特高壓變壓器的生產(chǎn)十分復(fù)雜，質(zhì)量檢測項目也繁多，一臺特高壓變壓器一般要進(jìn)行7天的試驗，有時甚至需要12天。通過區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、不可篡改、可以追溯等特性，試驗過程的公開性、有序性、可靠性，增強產(chǎn)品各方信任，打通信息流通不暢節(jié)點，提升特高壓變壓器試驗效率。

本文關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用與特高壓變壓器試驗，實現(xiàn)特高壓變壓器制造與區(qū)塊鏈技術(shù)的融合，既是符合技術(shù)發(fā)展趨勢，利用區(qū)塊鏈技術(shù)提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，也是提升產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)峭ㄟ^數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、計算機(jī)學(xué)、管理學(xué)等多個學(xué)科組合實現(xiàn)的一個產(chǎn)物，從本質(zhì)上看它是一個多節(jié)點的分布式數(shù)據(jù)庫，但其擁有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護(hù)、公開透明等特征，這些特征使得它能實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的安全監(jiān)控和記錄，這些數(shù)據(jù)的可靠性能提升生產(chǎn)過程中生產(chǎn)方、 檢測方、購買方等各方的信任，使大家協(xié)作一致，提升生產(chǎn)效率。

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)主要包含數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，數(shù)據(jù)層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，網(wǎng)絡(luò)層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊，應(yīng)用層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。從本質(zhì)上講，它是一個共享數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開透明”“集體維護(hù)”等特征。

1.1 去中心化分布式信息存儲

去中心化分布式信息存儲指的是信息及數(shù)據(jù)分散存儲，由多上節(jié)點共同完成，存儲節(jié)點無主次之分，每個節(jié)點均存有完整數(shù)據(jù)和賬目信息，因此每個節(jié)點都有平等的合法性。

與傳統(tǒng)的分布式存儲是不同的，傳統(tǒng)的分布式存儲很多是為了提升數(shù)據(jù)存取速度和數(shù)據(jù)安全，各節(jié)點數(shù)據(jù)不完整、不獨立。與雙活存儲也是不一樣的，雙活存儲一般指存儲可單獨使用，也可同時在線，同時在線時會通過仲裁實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，保證各存儲數(shù)據(jù)一致，這種數(shù)據(jù)存儲方式當(dāng)部分節(jié)點損壞時，并不會影響整個業(yè)務(wù)，節(jié)點恢復(fù)時進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗，實現(xiàn)各節(jié)點數(shù)據(jù)一致。

去中心化分布式信息存儲相比傳統(tǒng)存儲各節(jié)點地位一樣，不會因為改變某一個或幾個節(jié)點數(shù)據(jù)而使其他數(shù)據(jù)變化，任何一個節(jié)點都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)獨立，不受其它節(jié)點影響，從而防止被高權(quán)限操作者進(jìn)行信息數(shù)據(jù)修改，從而保障記錄信息的安全性。在特高壓變壓器試驗信息數(shù)據(jù)存儲時，至少包含客戶存儲節(jié)點、監(jiān)理存儲節(jié)點、生產(chǎn)商存儲節(jié)點。

1.2 非對稱加密傳輸

為保障信息及數(shù)據(jù)安全，需要進(jìn)行加密處理，加密分為對稱加密和非對稱加密，對稱加密傳輸效率高，安全性好，但是絕對安全的密鑰傳送不方便，非對稱加密傳輸，只需傳輸公鑰而無需傳送私鑰，方便不定期及時更換密鑰，更適合于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)傳輸。

當(dāng)特高壓變壓器的試驗數(shù)據(jù)在各節(jié)點進(jìn)行存儲，用戶對其進(jìn)行訪問時，其會根據(jù)訪問用戶的公鑰進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，加密后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舳?，用戶通過其私鑰進(jìn)行解密。這種加密傳輸方式也適用于節(jié)點之間信息傳輸。

1.3 電子簽名

當(dāng)每一筆記錄添加后，添加者將對其提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行電子簽名，他的電子簽名將包含之前信息的電子簽名數(shù)據(jù)信息SIGN_front、本信息段哈希散射后信息SIGN_check，其操作員ID、密碼和時間的信息SIGN_id_time，組合后再進(jìn)行一次哈希散射形成簽名信息SIGN_out，如下公式。此簽名信息即可成為下一電子簽名的SIGN_front，各個信息塊通過簽名實現(xiàn)鏈接后，后一個塊簽名包含前一個塊的信息，實現(xiàn)了各區(qū)塊相連接。

因為一臺變壓器每次數(shù)據(jù)的提交后，將形成一次簽名，所有操作者的簽名信息，當(dāng)要修改之前的一條信息時，將會非常困難，不僅要得到這條信息后的所有操作者的密碼，還需要更改所有區(qū)塊鏈節(jié)點的數(shù)據(jù)。操作者將包括試驗方、監(jiān)理方、購買方等各方人員，因此鏈條越長越難篡改。

2 特高壓變壓器試驗特性

特高壓變壓器試驗主要包括例行試驗、型式試驗和特殊試驗。

主要例行試驗包括：電壓比測量和聯(lián)結(jié)組標(biāo)號檢定、繞組電阻測量、繞組對地絕緣電阻和絕緣系統(tǒng)電容和介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）的測量 、線端雷電沖擊試驗 、操作沖擊試驗 、外施耐壓試驗 、帶有局部放電測量的感應(yīng)電壓試驗 、空載電流和空載損耗測量 、短路阻抗和負(fù)載損耗測量 、密封試驗、絕緣油試驗等。

主要型式試驗包括：聲級測定、風(fēng)扇電機(jī)功率測量等。

主要特殊試驗包括：線端交流耐壓試驗、空載電流諧波測量、電暈和無線電干擾測量、長時間空載試驗、過電流試驗、頻率響應(yīng)測量等。

特高壓變壓器每臺需要單獨做試驗，并且試驗項目繁多，少則都有十幾項，如處理不好各試驗項目過程銜接，可能導(dǎo)致試驗效率低下，甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量，如曝空時間過長，即會導(dǎo)致絕緣溫度增加。

雖然試驗項目眾多，但試驗結(jié)果均會形成一張包含各項目結(jié)果的鏈表，這種場景十分適合區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。通過區(qū)塊鏈技術(shù)加強各試驗項目過程管理和試驗結(jié)果多方參與簽名并確認(rèn)，不僅能提升特高壓變壓器的試驗效率，還能精確地進(jìn)行過程溯源。

圖1 特高壓變壓器試驗流程

3 試驗與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合

將特高壓變壓器和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合，不僅提高試驗效率，溝通效率，參數(shù)及工序溯源，還可以增強廠商和客戶的相互信用，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)和現(xiàn)變壓器試驗流程設(shè)計了圖1特高壓變壓器試驗流程。

（1）變壓器運送至試驗站后，試驗站轉(zhuǎn)運人員對變壓器型號等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核對確認(rèn)，確認(rèn)完成后進(jìn)行一次電子簽名。

（2）對變壓器進(jìn)行溫升、短路等相關(guān)試驗，每次試驗數(shù)據(jù)完成后進(jìn)行電子記錄，操作員記錄后，進(jìn)行電子簽名。

（3）產(chǎn)品駐廠監(jiān)理對試驗參數(shù)進(jìn)行監(jiān)督、核對、確認(rèn)。確認(rèn)數(shù)據(jù)真實后進(jìn)行電子簽名。

（4）客戶對試驗結(jié)果是否滿足自己的需求進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)后進(jìn)行電子簽名。

（5）客戶、監(jiān)理、生產(chǎn)商如對原合同參數(shù)數(shù)據(jù)變更的或數(shù)據(jù)錄入錯誤需要變更，均須要提交電子聲明，由提交方先進(jìn)行電子簽名，再由另兩方確認(rèn)后電子簽名。

4 總結(jié)

區(qū)塊鏈技術(shù)奠定了堅實的“信任”基礎(chǔ)，創(chuàng)造了可靠的“合作”機(jī)制，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于高端重點產(chǎn)品質(zhì)量管理，將進(jìn)一步提升廠商、監(jiān)理、客戶之間的信用和生產(chǎn)效率。本文提出將區(qū)塊鏈技術(shù)融入特高壓變壓器試驗，并設(shè)計了系統(tǒng)架構(gòu)及鏈條連接方式，將有助于加強特高壓變壓器質(zhì)量管控和提升特高壓變壓器的試驗效率。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、可溯源、不可篡改等特征，決定了它將來在重在裝備生產(chǎn)制造中大有可為。