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基于物联网技术的变电设备智能巡检系统研究

发表时间：2021/5/14 来源：《基层建设》2021年第2期作者：任俊成

[导读] 摘要：变电设备智能巡检系统是采用全新的自动识别技术和信息处理技术，结合我国目前设备点检、巡查管理和缺陷管理的实际情况开发的一套集巡检管理与缺陷管理为一体的信息管理系统。

        国网山西省电力公司交城县供电公司山西交城 030500
        摘要：变电设备智能巡检系统是采用全新的自动识别技术和信息处理技术，结合我国目前设备点检、巡查管理和缺陷管理的实际情况开发的一套集巡检管理与缺陷管理为一体的信息管理系统。该系统可作为企业MIS系统的组成部分，为综合信息管理系统提供基础资料。
        关键词：物联网技术；变电设备；智能巡检系统
        1问题的提出
        目前变电站的巡检方式存在以下缺点：（1）几十年不变的纸、笔录入方式，落后且效率低；（2）现场查询抄表数据繁琐，查询困难；（3）抄表数据电脑录入费时、费力，出错率高；（4）一般情况下，出去巡检的人员都只有1-2人，也就是说没有了监督人员存在，而巡检的变电站设备却很多，一部分责任心不强的巡检人员有窝工现象。这些方式存在着人为因素多、管理成本高、无法监督巡检人员工作状态等明显不足。鉴于以上原因，针对不同的变电设备进行不同的电子标签编码，利用电子标签的规范管理及掌上式采集器的方便携带、数据存储量大、程序可编程的优点，开发出来的运行巡检电子标签数据采集管理系统，为电网变电设备的巡检和数据管理提供强有力的技术支持。
        2变电站设备智能巡检系统基本运行原理
        变电设备智能巡检系统是以变电站设备与设施的管理为基础，借助巡检管理模式实现管理目标，并对不同运行环境下的变电站设备与设施工况数据进行累积，使得设备的管理工作获取必要的基础信息，并为分析工作的开展提供有价值的参考依据。一旦设备出现故障或是缺陷，需即刻展开缺陷管理，并根据既有的处理缺陷流程完成传递，进而科学合理地划分设备缺陷的类别，最终实现综合性设计目标。其中，电子标签主要以巡检对象为主，并根据单元在设备中设置，是一种标记，可以对电子标签相对的设备信息进行记录，通过列表形式在巡检终端将设备信息显示出来。供变电站运行过程中，智能巡检终端被值班工作人员应用于巡视检查期间。在智能巡检终端对巡检任务获取的基础上，即可根据既定巡检模板的选择，或是结合特殊条件需求采用人工制定方式。在巡检检查整个过程中，不仅可以检查所有的设备，也可以对某一设备进行检查。巡检工作人员对设备进行巡视的过程中，一定要根据巡检终端既定巡检路线开展。将巡检终端与设备单元电子标签对准后，借助无线射频电子标签扫描器对电子标签进行扫描，则电子标签对应的设备列表显示出来。然后巡检工作人员可对设备点击，查看与其相关的信息。检查过程中，要对环境以及设备等运行工况信息进行详细地记录。一旦在巡检期间发现设备存在缺陷或是故障，需要记录缺陷的情况。对于缺陷的描述，需选择已经完成设置的缺陷常用语言完成填写，实现自行描述。由于整个操作过程都是汉语提示，所以操作相对简单且方便。
        3变电站设备智能巡检系统的应用技术
        3.1 RFID扫描技术的应用
        RFID与条码扫描类似，通过对专用RFID读写器与附着于目标物专用标签的使用，在频率信号的作用下即可使用RFID标签向RFID读写器传递信息。巡检过程中，合理地引入了RFID扫描技术，结合用户的实际需求，对巡检项目及其顺序加以设定，进而对巡检作业的进度进行实时跟踪与监督，有效规避了遗漏问题的出现。
        3.2统一化数据库结构的应用
        数据库的统一化运行，可不断完善数据库的管理工作。其中，数据存储并不仅局限于计算机文件形式与概念层面，而是吻合运行设备状态参数理念的动态化数据信息。数据库保存方式的标准性与统一性，能够为分析法的合理使用提供必要保障，使得诊断研究以及发展更具可拓展性，使得数据能够向第三方开放。
        3.3光电通信方式的应用
        通过对红外线通信的合理运用，有效连接采集器和计算机平台，不仅迅速且十分简单，使得操作工作人员管理更加顺利。
        3.4智能技术的应用
        变电站设备智能巡检系统能够结合运行设备的差异给出相对应的提示，主要有错误数据与变量越限的提示，以免影响输入数据的准确性。同时，针对设备发生的故障，也能够在智能技术的作用下及时向操作工作人员发出提示。

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        3.5计算机平台的应用
        巡检电子标签的数据采集程序在掌上式采集器内，而具体的运行环境则能够结合用户的实际需求进行设定，开发平台是Clipper。此外，系统的运行环境可以选择成NT，也可以选择成Windows2000，而VB则为主要的开发平台。
        4系统软件设计
        智能巡检系统按照集成的原则，采用B/S架构，在NET3.5环境下开发的，采用了时下流行的DHTML、AJAX等前台技术，配合Oracle优秀的后台数据存储处理能力共同实现灵动、高效、稳定、可靠的系统性能。
        4.1服务端程序设计
        服务端程序有图像控制、存储，灯光等辅助设备的远程开起功能、同步录像功能、报警功能、同步程序设计（在线监测数据、保护信息与视频图像联动）、记录及趋势自动存储功能、预置位及巡视策略的制作。该软件实时运行，通过实时图像处理、传输、同步程序的设计，实现对设备视频图像、在线监测、保护信息的实时的同步的监控，及时判断设备的状态，通过预置位设置、巡视策略编制，实现对变电站的智能巡视。
        4.2客户端程序设计
        客户端程序采用VS2008C#编写，功能是提供操作人员可视化浏览界面。通过界面操作人员可以发出控制命令，同时可以查看生成的巡视记录、报警信息、监测信息以及设备状态的变化趋势，同时可以对设备的台帐、变电站台帐及摄像头台帐进行统一管理。
        4.3软件设计关键技术
        1）视频图像与在线检测、保护的联动
        首先建立一次设备台账，通过设备台账将摄像头的预置位与保护信息和在线监测信息建立映射关系。当访问预置位时，该设备所联动的设备信息会自动跟踪显示。值班员再将预置位根据日常巡视路线串联成智能巡检策略。视频图像和设备信息（包含在线监测数据、保护信息）的联动大致经历4个环节：①建立摄像机ID及各个预置位与代表设备信息的内容列表之间建立映射关系；②解析保护信息报文；③当发现设备信息更新后，根据已建立的映射关系，找到与该信息对应的硬盘录像机以及通道号和预置位；④根据通道和预置位控制摄像头转向预置位。
        2）警视联动录像
        当有报警信息时，视频摄像机会自动切换到对应的画面并起动录像，同时记录报警时间。对告警信号设置优先级、预置位设置优先级，如果高优先级的告警先起动告警联动、对前端摄像机操作，那么在预定的时间间隔内的低优先级不能中断告警联动操作。反之，高优先级告警联动可以中断低优先级告警联动。
        3）巡视进度控制
        根据策略中预置位的数量，在巡视过程中根据当前预置位计算在进度条的位置，从而显示巡检的速度。一方面可以掌握巡视进度，另一方面，如果在巡视过程中发现缺陷而来不及停止巡视，可以利用进度条后退，方便巡视过程中的操作。
        结束语：运行巡检电子标签数据采集管理是一个全新的设备运行巡检管理概念，作为一种现代化变电设备管理模式，提高了运行巡检质量和效率，简化了设备缺陷管理工作，实现了变电设备管理的信息化、标准化。该系统的应用，满足了快速、高效、及时的运行巡检需要，由于该管理模式的适应性强，故也适用于所有实行无人值班、少人值守的变电站。
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