電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護探討

摘要：文章以電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護概述為出發(fā)點，闡述了電力系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成及其作用，分析了電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的發(fā)展方向以及電力系統(tǒng)設(shè)備布線與軟件設(shè)計，并對電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護中的安全問題、責(zé)任劃分和管理方法等進行了探討，以期為提高電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的質(zhì)量、保障電力系統(tǒng)設(shè)備的安全平穩(wěn)運行提供參考價值。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)設(shè)備；遠(yuǎn)程維護；開放設(shè)備；封閉設(shè)備；專用設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2015）29-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.035

電力系統(tǒng)設(shè)備的傳統(tǒng)維護方式主要采用定期維修的制度，雖然可以保障電力系統(tǒng)設(shè)備的安全運行，降低安全事故的發(fā)生幾率，但是隨著電力系統(tǒng)設(shè)備電壓及容量增大以及結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化，傳統(tǒng)維護方式已經(jīng)無法滿足電力系統(tǒng)設(shè)備的維護要求，遠(yuǎn)程維護作為新的維護方式，可以彌補傳統(tǒng)維護方式的不足，適應(yīng)電力系統(tǒng)設(shè)備的維護要求。

1 電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護概述

遠(yuǎn)程維護主要指維護人員借助通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對異地設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視和故障分析，并依據(jù)監(jiān)視與分析結(jié)果，對故障采取維護指導(dǎo)或直接處理等措施。電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護工作的內(nèi)容既包括對電力設(shè)備進行故障診斷，又包括對設(shè)備故障采取遠(yuǎn)程處理措施。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在不同的地點保持通信聯(lián)系不再困難，通過微機監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、路電網(wǎng)絡(luò)和市電網(wǎng)絡(luò)等各種技術(shù)手段，可以在任何地點和時間實現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)部或者電力系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的信息共享與交換，這為電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護創(chuàng)造了有利條件。

2 電力系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)成及作用

2.1 開放設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要通過網(wǎng)管技術(shù)與TELNET技術(shù)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護。前者是指維護人員利用圓形界面，查看異地電力系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)、誤碼率與數(shù)據(jù)流量等參數(shù)，獲取授權(quán)后可以對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行維護與管理。后者是指維護人員利用計算機網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄電力系統(tǒng)設(shè)備，并對其進行查看與管理等方面的操作。

2.2 封閉設(shè)備

封閉設(shè)備無法通過直接和外界交換數(shù)據(jù)而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，封閉設(shè)備可以向開放設(shè)備進行演變，如傳統(tǒng)電源屏已經(jīng)被智能電源屏取代，從而實現(xiàn)將設(shè)備的電流、電壓和工作狀態(tài)等傳輸給外接設(shè)備，并接受外來指令對工作狀態(tài)進行調(diào)整。同時，維護人員可以利用微機監(jiān)測設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，從而獲取電力系統(tǒng)設(shè)備在現(xiàn)場運行時的工作參數(shù)，并判斷出其工作狀態(tài)，進而為維護工作提供指導(dǎo)意見。

2.3 專用設(shè)備

專用設(shè)備是以CPU為核心部件，并按照預(yù)先編制程序進行運行，其只能通過專用通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式等完成與外界的信息交換。為了實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護，維護人員需要依據(jù)實際情況，對故障采取相應(yīng)的處理措施，如更換程序、遠(yuǎn)程關(guān)機、遠(yuǎn)程復(fù)位和更改系統(tǒng)的配置文件等，并依據(jù)這些需求研發(fā)遠(yuǎn)程遙控與維護的軟件。

3 電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

3.1 電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的現(xiàn)狀

由于電力系統(tǒng)設(shè)備維護點較多，分布地域比較廣，所以電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的現(xiàn)狀難以盡如人意，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是維護的對象單一，電力系統(tǒng)設(shè)備分布和維護人員分布無法適應(yīng)；另一方面是維護的功能較少，無法滿足電力系統(tǒng)因廣域分布和復(fù)雜性等帶來的維護問題，電力系統(tǒng)設(shè)備要求的快速修復(fù)和高素質(zhì)的維修人員及時到達(dá)無法統(tǒng)一，這為電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的發(fā)展造成了阻礙。

3.2 電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的發(fā)展

（1）開放性方向發(fā)展。雖然電力系統(tǒng)設(shè)備采用計算機技術(shù)，但是由于其不遵循通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使得數(shù)據(jù)信息的交換難以實現(xiàn)，因此電力系統(tǒng)設(shè)備需要依靠通用技術(shù)，向開放性方向進行發(fā)展。同時，為了滿足電力系統(tǒng)設(shè)備與外界之間的信息交換與資源共享要求，為設(shè)備的遠(yuǎn)程維護提供便利，電力系統(tǒng)設(shè)備也需要符合開放性發(fā)展的要求。（2）綜合化方向發(fā)展。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設(shè)備彼此間信息相互孤立，通過信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，將電力系統(tǒng)設(shè)備向綜合化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，既有利于實現(xiàn)信息和資源動向，也為電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。同時，電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)涉及到很多的環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)之間需要順暢銜接，設(shè)備遠(yuǎn)程維護向綜合化方向發(fā)展，可以帶動系統(tǒng)運行中的各個環(huán)節(jié)發(fā)展，從而使電力系統(tǒng)的運行更為安全平穩(wěn)。（3）智能化方向發(fā)展。由于電力系統(tǒng)的重要性及其設(shè)備特殊性，有些設(shè)備不能完全采用開放與通用的技術(shù)，而為了實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程維護，在進行軟件開發(fā)時需要考慮到遠(yuǎn)程維護手段和維護方式的需求，編制功能各異的軟件內(nèi)置于電力系統(tǒng)中，提高電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護的安全性與可靠性。同時，在電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護需要向智能化方向發(fā)展，借助微機監(jiān)測技術(shù)，做好電力系統(tǒng)的維修與監(jiān)測工作，如變壓器油氣色譜的分析、變壓器局部放電的監(jiān)測和變壓器絕緣狀態(tài)的監(jiān)測等，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)與遠(yuǎn)程維護。

4 電力系統(tǒng)設(shè)備維護裝置的布線與軟件設(shè)計

4.1 維護裝置中的布線設(shè)計

電力系統(tǒng)設(shè)備維護裝置的布線關(guān)系到系統(tǒng)設(shè)備的正常運行，所以布線工作非常重要。在布線時需要采取如下技術(shù)設(shè)計措施：（1）由于單一電源層無法降低噪音，會導(dǎo)致系統(tǒng)因此出現(xiàn)問題，所以在電源和電線間需要設(shè)計去耦電容，如在電源輸出處放置1～100μF旁路電容，在每個元器件電源與地線間放置0.01～0.1μF電容；（2）加寬電源與地線的寬度。采取四層PCB的布線技術(shù)，中間兩層可以以電源與地為敷層，屏蔽電磁干擾，強弱電信號之間、模擬與數(shù)字之間、數(shù)字地和模擬地之間都需要采區(qū)分開處理；（3）晶振走線與兩角和IC之間走線盡可能短而粗，走線中既不能打孔，也不能出現(xiàn)相互交叉，并且需要用地線包圍兩端的連線。數(shù)據(jù)線或者地址線需要保持相同寬度，并采取集中走線方式，中間不能有其他的信號線，走線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要堅持總長度最短的原則。

4.2 維護裝置中的軟件設(shè)計

TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)是電力系統(tǒng)設(shè)備維護裝置軟件設(shè)計的關(guān)鍵。由于其直接編寫相對困難，可以利用支持TCP/IP協(xié)議的嵌入式操作系統(tǒng)完成，如uClinux系統(tǒng)，其Linux內(nèi)核由互聯(lián)網(wǎng)曾、傳輸層、套接字層和應(yīng)用層構(gòu)成，其中互聯(lián)網(wǎng)層主要將分組發(fā)往網(wǎng)絡(luò)并使其獨立傳向目標(biāo)；傳輸層是用來傳輸數(shù)據(jù)，并利用重發(fā)機制保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；套接字層主要是管理基于IP的UDP和TCP之間端到端的互聯(lián)；應(yīng)用層是以MMS為協(xié)議，對系統(tǒng)通信進行控制。各組成部分之間相互銜接，共同保障TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)。

5 電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護中需要注意的問題

5.1 安全問題

（1）電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護需要異地實現(xiàn)，允許維修人員直接對系統(tǒng)設(shè)備進行修改操作，這為授權(quán)用戶越權(quán)維護和非授權(quán)用戶非法登陸等提供了機會，避免出現(xiàn)這些問題是保障設(shè)備遠(yuǎn)程維護工作順利開展的關(guān)鍵；（2）維護裝置工作環(huán)境復(fù)雜，容易受到電磁波干擾，在遠(yuǎn)程維護設(shè)計中需要做好抗干擾的措施。例如在裝置布局方面，可以采取如下措施：將整機電路依據(jù)功能分成數(shù)量眾多的電路單元，依據(jù)電路流程安排其位置，保障傳輸信號的穩(wěn)定性與方向一致性；以功能電路核心元件為中心進行布局，減少與縮短元器件間的連接與引線；高頻工作電路中，相互干擾元件需要分開或者進行屏蔽，保持元器件的平行排列，以利于安裝和保持美觀等。

5.2 責(zé)任劃分問題

由于電力系統(tǒng)設(shè)備眾多，其遠(yuǎn)程維護涉及到眾多工作內(nèi)容，為了提高遠(yuǎn)程維護質(zhì)量與效率，維護人員需要明確各自的維護責(zé)任與維護權(quán)限，依據(jù)維護要求做好本職工作，這樣既可以在設(shè)備出現(xiàn)故障后可以得到及時有效的處理，又有利于在維護不利時追究相關(guān)維護人員的責(zé)任，使遠(yuǎn)程維護工作更為規(guī)范化和條理化。

5.3 管理問題

由于電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護為新技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用都存在很多不完善之處，而加強遠(yuǎn)程維護工作的管理是推動其發(fā)展的有效途徑，所以建立健全管理規(guī)章制度非常必要，例如遠(yuǎn)程維護工作的監(jiān)管制度、日常巡查制度、維修人員的培訓(xùn)制度和獎懲制度等，這樣既可以調(diào)動維護人員工作的積極性與主動性，又可以使設(shè)備維護工作向制度化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

6 結(jié)語

總之，電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護工作不但關(guān)系到電力設(shè)備維護的質(zhì)量與效率，而且關(guān)系到社會經(jīng)濟的平穩(wěn)可持續(xù)發(fā)展，其重要性不容忽視。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大，電力系統(tǒng)監(jiān)測與控制設(shè)備的不斷更新，電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護工作的難度也逐漸加大。在電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護中，只有認(rèn)真分析電力設(shè)備的特點及功能，注重電力設(shè)備向開放性、綜合化和智能化方向發(fā)展，并對設(shè)備維護中的安全問題、責(zé)任劃分問題和管理問題等采取有效解決措施，才能真正提高電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護的質(zhì)量，保障其可以安全平穩(wěn)運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王學(xué)虎.電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護研究[D].華中科技大學(xué)，2007.

[2] 郭良.電力電子設(shè)備遠(yuǎn)程維護服務(wù)系統(tǒng)[D].湖南大學(xué)，2012.

[3] 岳曉璇.電力系統(tǒng)自動化的維護研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（32）.

[4] 孟安波，陳少華，聶一雄，陳璟華，傅闖.基于多智能體的電力系統(tǒng)設(shè)備預(yù)知維護[J].電氣應(yīng)用，2008，（16）.

[5] 趙連增，孫麗麗，劉小蕓.變電站調(diào)度交換設(shè)備遠(yuǎn)程集中維護方案研究[J].電力信息與通信技術(shù)，2014，（3）.

作者簡介：胡軍（1975-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，鄂爾多斯電業(yè)局高級工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)自動化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）