一種配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)的開發(fā)

張 華 徐原春 姚曉春 趙 亮 唐 超

（1.吉林省電力有限公司四平供電公司，吉林 四平 136000；2.西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400716）

輸變電設(shè)備作為整個輸電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)支撐，是其中重要的一環(huán)。傳統(tǒng)的輸電線路巡檢主要是由工作人員到線路現(xiàn)場進(jìn)行人工目測檢查，巡檢效率低，勞動強(qiáng)度大，且存在巡檢盲區(qū)。因此，傳統(tǒng)的巡檢手段已經(jīng)不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展和電網(wǎng)現(xiàn)代化管理的需要。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，遠(yuǎn)距離、跨區(qū)域輸電線路迅速增長的態(tài)勢和復(fù)雜地勢都對輸電線路的日常運(yùn)行維護(hù)、檢修、故障探測等提出了更高的要求，現(xiàn)在迫切需要發(fā)展電網(wǎng)的智能式巡檢技術(shù)[1]。

文獻(xiàn)[2]對目前我國電力系統(tǒng)中常見的各種巡檢方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。本文結(jié)合實(shí)際情況，并考慮未來智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，為了更好的實(shí)行人員的有效管理和設(shè)備缺陷預(yù)測，提出了結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)檢測和管理技術(shù)的“配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)”。

該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)巡檢方式的弊端，為實(shí)現(xiàn)巡檢工作電子化、信息化、智能巡檢方式化，提高工作效率，保證輸變電設(shè)備的高效率、低故障率安全運(yùn)行提供了可能。

1 配網(wǎng)巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

針對目前我國配網(wǎng)巡檢方式的弊端，設(shè)計(jì)了以射頻識別電子標(biāo)簽、手持 PDA閱讀器和集合人員管理、任務(wù)管理、缺陷管理、故障管理的后臺管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)巡檢的標(biāo)準(zhǔn)化流程管理。系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)巡視過程的可控、巡視工作的標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)管理一體化；建立標(biāo)準(zhǔn)化的查詢庫和缺陷、故障處理庫，作為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)尺度，對現(xiàn)存缺陷、故障實(shí)行全面過程控制處理；簡便有效的制定工作計(jì)劃，工作提醒，缺陷和故障報(bào)警和及時處理提醒。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

本文所述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，參照國家電網(wǎng)公司的文件[3]要求，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)督人員到位、巡檢過程標(biāo)準(zhǔn)化管理、缺陷和故障及時處理、生成各種報(bào)表以及數(shù)據(jù)保存等功能。在設(shè)計(jì)的同時，注重系統(tǒng)的可靠性、易操作性、可擴(kuò)展性。

2 配網(wǎng)巡檢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 管理系統(tǒng)的整體框架

將系統(tǒng)分為用戶管理、人員管理、考勤管理、設(shè)備管理、任務(wù)管理、缺陷管理、故障管理、數(shù)據(jù)管理等幾個部分[4-5]，系統(tǒng)的框架圖如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)的框架圖

2.2 管理系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺

1）在Microsoft Visual Studio 2008的開發(fā)平臺之上，采用Visual Basic（以下簡稱VB）語言設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面。VB作為一種面向?qū)ο蟮目梢暬幊陶Z言，具有簡單易學(xué)、靈活方便和易于擴(kuò)充的優(yōu)點(diǎn)[6]。

2）結(jié)合SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫技術(shù)，使其具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲能力、數(shù)據(jù)讀取速度、數(shù)據(jù)恢復(fù)和備份能力、與其他數(shù)據(jù)庫互聯(lián)的能力。

2.3 管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

Visual Basic提供了多種多樣的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，都有各自的特點(diǎn)。SQL Server 2005具備完全Web服務(wù)支持，提供可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）核心支持，開發(fā)人員可在.NET框架下使用相似的語言，SQL服務(wù)中介，報(bào)表服務(wù)以及支持豐富的全文應(yīng)用的軟件。

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的過程中，盡量使路徑名、模塊名、數(shù)據(jù)庫名三者相統(tǒng)一，各種報(bào)表的格式全都按照國家電網(wǎng)以及吉林省電力有限公司的相關(guān)規(guī)定制作，兼顧考慮數(shù)據(jù)庫的日常管理和維護(hù)[7-8]。

在充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)的前提下設(shè)計(jì)了名為Distribution Network Management System（DNMS 1.0）的配網(wǎng)巡檢系統(tǒng)。

3 管理系統(tǒng)的試驗(yàn)運(yùn)行

3.1 系統(tǒng)操作流程簡介

首先，管理員登陸輸入用戶名、密碼和隨機(jī)驗(yàn)證碼，通過驗(yàn)證后進(jìn)入系統(tǒng)主界面，然后按照新的人員、設(shè)備、天氣、巡檢周期等信息制定巡檢任務(wù)，然后通過接口下發(fā)到手持PDA。

然后，巡檢人員拿著PDA依次按巡檢項(xiàng)目進(jìn)行巡檢，及時記錄到位信息、設(shè)備狀態(tài)信息等。

最后，在巡檢完成后，管理人員從巡檢人員交回的PDA中讀取其中信息并保存，生成各種數(shù)據(jù)信息表：故障表、維修表、EXCEL表格等。

3.2 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了初始界面，其他的主要功能模塊分以下幾類進(jìn)行介紹，配以介紹對應(yīng)的窗體截圖。

1）初始窗口模塊

初始界面：提示用戶已經(jīng)開啟管理系統(tǒng)，并顯示版本和設(shè)計(jì)信息。

圖2 配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)的初始界面

2）用戶登錄窗口

登錄界面：幫助提供使用說明，驗(yàn)證碼的獲取和更換由“確定”按鈕產(chǎn)生。

圖3 配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)的登錄界面

3）主界面窗口

系統(tǒng)主界面：根據(jù)菜單按鈕進(jìn)行操作，在進(jìn)入相應(yīng)窗口前驗(yàn)證用戶的權(quán)限。

4）用戶管理、人員管理、考勤管理模塊

這幾個模塊都包含添加、查詢、修改、刪除操作，都有對應(yīng)的窗口。

圖4 配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)的主界面

5）設(shè)備管理模塊

（1）設(shè)備的編號原則參見吉林省電力有限公司《配電標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)范》中 5.4中壓線路及設(shè)備的命名方法。

（2）新設(shè)備要注意增加前期監(jiān)察。

（3）明確設(shè)備的責(zé)任單位和具體的責(zé)任人。

6）任務(wù)管理模塊

（1）巡視檢查分類

定期巡視：由運(yùn)行人員進(jìn)行，以掌握線路的運(yùn)行狀況、沿線環(huán)境變化情況為目的，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和威脅線路安全運(yùn)行情況。

特殊巡視：在氣候惡劣天氣（大雨、雪、霧、狂風(fēng)、導(dǎo)線覆冰等自然災(zāi)害）、大修及事故后或新投設(shè)備、設(shè)備帶缺陷運(yùn)行、有外力破壞可能、有重要保電任務(wù)或其他特殊情況下由運(yùn)行單位組織對設(shè)備進(jìn)行的全部或部分巡視。

夜間巡視：在負(fù)荷高峰或陰霧天的夜間由運(yùn)行單位組織進(jìn)行，重點(diǎn)檢查電氣接點(diǎn)有無過熱，檢查絕緣子有無閃絡(luò)、放電情況。

故障巡視：由運(yùn)行單位組織進(jìn)行，為查明線路故障點(diǎn)及原因，根據(jù)故障情況按系統(tǒng)調(diào)度意見查找故障點(diǎn)。

監(jiān)察性巡視：供電分公司領(lǐng)導(dǎo)、專責(zé)技術(shù)人員以及上級有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)人員，為了解設(shè)備狀況和檢查、指導(dǎo)巡視人員的工作，每季進(jìn)行監(jiān)察性巡視。

（2）巡視檢查周期

7）缺陷管理模塊

（1）缺陷設(shè)備的編號原則

設(shè)備的原有編號加上缺陷編號，從而形成新的缺陷編號，方便以后查詢?nèi)毕菰O(shè)備做好準(zhǔn)備。

（2）缺陷分類

危急缺陷：嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全運(yùn)行，不及時處理，隨時有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生，應(yīng)盡快消除或采取必要的安全技術(shù)措施進(jìn)行處理的缺陷。

嚴(yán)重缺陷：設(shè)備處于異常狀態(tài)，可能發(fā)展為事故，但設(shè)備仍可在一定時間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行，須加強(qiáng)監(jiān)視并進(jìn)行大修處理的缺陷。

表1 定期巡視周期

一般缺陷：設(shè)備本身及周圍環(huán)境出現(xiàn)不正常情況，一般不威脅設(shè)備的安全運(yùn)行，可列入小修計(jì)劃進(jìn)行處理的缺陷。

（3）消除時間

危急缺陷應(yīng)盡快消除（不得超過 24h）或采取必要的安全技術(shù)措施進(jìn)行臨時處理。

嚴(yán)重缺陷應(yīng)在7天內(nèi)消除，消除前應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視。

一般缺陷應(yīng)列入年、季、月工作計(jì)劃，或日常維護(hù)工作中，按計(jì)劃在一個檢修周期內(nèi)消除。

8）故障管理模塊

分析故障發(fā)生原因、發(fā)展的過程，提出今后重點(diǎn)預(yù)防的措施。

故障搶修應(yīng)迅速，及時通知用戶，有條件的對重要用戶提供臨時電源，盡快恢復(fù)供電。

9）數(shù)據(jù)管理模塊定期備份數(shù)據(jù)庫是一種比較穩(wěn)妥的防止磁盤故障的方法，具有廉價、保險(xiǎn)和有效恢復(fù)的特點(diǎn)。一個完整的備份策略需要考慮很多的因素，比如：數(shù)據(jù)備份的周期。依照數(shù)據(jù)重要性等級，選擇每周、每日、每時進(jìn)行備份；使用靜態(tài)備份還是動態(tài)備份。動態(tài)備份既是允許在數(shù)據(jù)庫運(yùn)行時進(jìn)行數(shù)據(jù)備份；使用何種介質(zhì)備份。還要綜合考慮備份空間是否防盜、防磁干擾和防火；備份數(shù)據(jù)是否需要專職人員的登陸口號，確定備份數(shù)據(jù)管理責(zé)任人。

10）數(shù)據(jù)報(bào)表生成

水晶報(bào)表（Crystal Reports）是一個非常優(yōu)秀的報(bào)表開發(fā)工具，其特點(diǎn)是簡單易用和功能強(qiáng)大。水晶報(bào)表用于處理數(shù)據(jù)庫，幫助用戶分析和解釋重要信息。使用水晶報(bào)表可以方便地創(chuàng)建簡單的報(bào)表，同時它也提供創(chuàng)建復(fù)雜或?qū)Ｓ玫膱?bào)表所需要的整套工具。

水晶報(bào)表幾乎可以從任何數(shù)據(jù)源生成所需要的報(bào)表。內(nèi)置報(bào)表專家在生成報(bào)表的任務(wù)過程中，會一步步指導(dǎo)用戶進(jìn)行操作。報(bào)表專家通過公式、交叉表、子報(bào)表和設(shè)置條件格式幫助用戶表現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)際意義，揭示可能被隱藏的數(shù)據(jù)間的重要關(guān)系。

使用水晶報(bào)表工具可以直接在使用原始的SQL語句進(jìn)行信息的選擇性處理，并將其作為數(shù)據(jù)源輸出報(bào)表。

4 結(jié)論

輸變電的巡檢工作十分重要，保證輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障人們的生產(chǎn)生活正常進(jìn)行的重要前提。

本文主要針對電力系統(tǒng)面臨的亟待解決的問題，以優(yōu)化巡檢標(biāo)準(zhǔn)化管理方式為目的，結(jié)合現(xiàn)代各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)了配網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)，使其能夠在完善之后應(yīng)用于實(shí)踐。

軟件測試及工程實(shí)際驗(yàn)證表明，本巡檢管理系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)巡檢方式的弊端，能夠保證人員的巡檢到位，無漏檢情況產(chǎn)生，提高系統(tǒng)的信息化和標(biāo)準(zhǔn)化管理；管理系統(tǒng)采用了Microsoft Visual Studio 2008和SQL Server 2005兩個開發(fā)軟件，在保證系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和可靠性的同時，方便系統(tǒng)擴(kuò)充功能和升級；按照軟件工程的設(shè)計(jì)方法，把用戶的需求不斷細(xì)化，明確了整個巡檢系統(tǒng)的各個功能模塊，豐富了各模塊的內(nèi)容。

[1] 郭碧翔,郭凱軍,孫偉紅.基于PDA的變壓智能巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電氣技術(shù),2009(4): 69-71.

[2] 葛斌.數(shù)字化巡檢管理技術(shù)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].天津電力技術(shù),2003(4): 23-24.

[3] 國家電網(wǎng)科〔2010〕1423號.關(guān)于印發(fā)〈配電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)程〉等標(biāo)準(zhǔn)的通知[S].

[4] 麥鳳華.電力巡檢管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶:重慶大學(xué),2006.

[5] 陳一寧.基于PDA和.NET平臺的變電站設(shè)備巡檢管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].廈門:廈門大學(xué),2009.

[6] 郭斌,銀華強(qiáng).Visual Basic 2005數(shù)據(jù)庫通用模塊開發(fā)與系統(tǒng)移植[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

[7] 劉保.輸電線路智能標(biāo)準(zhǔn)化巡檢系統(tǒng)[D].河北:華北大學(xué),2006.

[8] 衛(wèi)軍輝,史秀珍.一種新型電力設(shè)備巡檢監(jiān)督管理系統(tǒng)[J].吉林電力,2002.