基于RFID的配網(wǎng)智能巡檢技術(shù)

文/宋燕伶 宋昱甫

1 項目實施的必要性和概述

根據(jù)國網(wǎng)公司配網(wǎng)智能化行動路線規(guī)劃，“十三五”期間，配網(wǎng)管理要著力推廣配網(wǎng)設(shè)備智能感知、數(shù)據(jù)融合和智慧決策技術(shù)，用科技創(chuàng)新手段不斷提升配網(wǎng)智能化管理水平，真正實現(xiàn)創(chuàng)新提質(zhì)，大力提高配網(wǎng)運檢效率。本項目旨在通過對在運環(huán)網(wǎng)柜的智能化改造，實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜出線電纜頭溫度、箱體溫濕度、箱體水浸、電纜溝水位、出線電流電壓、設(shè)備局放等關(guān)鍵指標(biāo)的智能感知，通過數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜智能巡檢，運行人員只需靠近環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備，通過手持APP終端或可穿戴設(shè)備，即可獲知設(shè)備的運行信息及設(shè)備存在的缺陷隱患等，實現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)柜的快速巡檢。

2 基于RFID的配網(wǎng)智能巡檢技術(shù)方案

方案如圖1，主要包括三個部分：

2.1 智能感知

即通過現(xiàn)場安裝傳感器，將環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)電纜頭溫度、箱體水浸、箱體溫度、箱體濕度、電纜溝水位、電流、電壓、設(shè)備局放、SF6氣體壓力共十大類監(jiān)測環(huán)網(wǎng)柜運行的關(guān)鍵信息進行在線監(jiān)測，實現(xiàn)設(shè)備智能感知。

2.2 數(shù)據(jù)融合

通過在環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)建立小型無線局域網(wǎng)，通過無線網(wǎng)絡(luò)將十大類數(shù)據(jù)收集至匯集單元。匯集單元對收集的信息進行判斷，分析設(shè)備存在的缺陷隱患。運行人員通過APP終端或可穿戴設(shè)備自動獲知設(shè)備運行信息及設(shè)備缺陷隱患。

2.3 智慧決策

通過巡檢終端設(shè)備回傳或無線通信網(wǎng)絡(luò)將巡檢數(shù)據(jù)傳送至部署在主站的數(shù)據(jù)中心，形成設(shè)備運行信息“數(shù)據(jù)庫”。系統(tǒng)具備“自學(xué)習(xí)”功能，根據(jù)運行歷史數(shù)據(jù)信息自動診斷設(shè)備健康狀況，分析設(shè)備運行發(fā)展態(tài)勢，預(yù)測設(shè)備壽命周期，為設(shè)備狀態(tài)檢修開展智慧決策。同時，管理人員可實時根據(jù)需要可在系統(tǒng)或通過手機終端查詢配網(wǎng)設(shè)備運行信息。

3 基于RFID的配網(wǎng)智能巡檢技術(shù)方案的應(yīng)用意義

3.1 技術(shù)層面

3.1.1 傳感器模塊化設(shè)計

十大類傳感器全部采用模塊化設(shè)計，只需采用卡扣方式與一次設(shè)備相聯(lián)接；二次連接線采用拔插式設(shè)計，無需端子排，安裝方便快捷。

3.1.2 監(jiān)測信息無線組網(wǎng)

通過無線Wi-Fi建立小型局域網(wǎng)，傳感器至匯集單元之間的數(shù)據(jù)傳輸無需采用網(wǎng)絡(luò)連線，不僅安裝方便，整潔美觀，也能完全避免“蜘蛛網(wǎng)”式的二次接線造成的觸電、短路等安全隱患。

3.1.3 傳感器就地取電

傳感器工作電源采用TA取電，外加備用充電電池的方式，無需外接電源線，安裝方便，安全可靠。

3.1.4 巡檢工作智能高效

每臺環(huán)網(wǎng)柜一個匯集單元，對環(huán)網(wǎng)柜10類關(guān)鍵信息進行匯總，采用RFID技術(shù)或Wi-Fi通信，運行人員只需通過APP終端或可穿戴設(shè)備既可獲知環(huán)網(wǎng)柜運行信息和缺陷隱患。巡檢工作智能化，巡檢效率大力提升。

3.1.5 設(shè)備運行工況有效監(jiān)測

十大類關(guān)鍵信息全面包含了設(shè)備運行的電氣體信息和環(huán)境信息，可有效監(jiān)測環(huán)網(wǎng)柜運行工況。特別是本次研究首次使用配網(wǎng)設(shè)備“局放”指標(biāo)作為設(shè)備的在線監(jiān)測信息，若配網(wǎng)設(shè)備有重大隱患，可通過該指標(biāo)提前預(yù)警，防止設(shè)備燒損事故的發(fā)生。

3.1.6 設(shè)備基礎(chǔ)信息模塊存儲

設(shè)備基礎(chǔ)信息（包括地理位置、開關(guān)、電纜等設(shè)備臺賬參數(shù)等）存儲在現(xiàn)場的匯集單元模塊中，工作人員可通過手持APP或可穿戴設(shè)備進行讀取，也可在主站數(shù)據(jù)庫中心根據(jù)需要進行遠程調(diào)閱。

3.1.7 設(shè)備運行信息形成“數(shù)據(jù)庫”

設(shè)備巡檢數(shù)據(jù)通過回傳或遠傳至主站數(shù)據(jù)中心，建立設(shè)備運行信息歷史“數(shù)據(jù)庫”。主站系統(tǒng)分析軟件通過對設(shè)備歷史運行信息的分析，自動診斷設(shè)備健康狀況，分析設(shè)備運行發(fā)展態(tài)勢，預(yù)測設(shè)備壽命周期，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供決策參考。

3.2 效益層面

巡檢效率方面。傳統(tǒng)的巡檢方式每巡檢一臺環(huán)網(wǎng)柜至少需要30分鐘，采用智能巡檢后，巡檢人員只需從外觀、清潔等方面開展巡檢工作，每巡檢一臺環(huán)網(wǎng)柜只需10分鐘，且運行記錄采用回傳的方式完整記錄在系統(tǒng)中，巡視完成后無需再做紙質(zhì)記錄，巡視效率至少提升66%。按主要配網(wǎng)設(shè)備（環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、柱開、箱變）巡檢工作占50%的工作量計算，智能化改造后，配網(wǎng)整體巡檢效率可提升33%。

配網(wǎng)定員方面。配網(wǎng)運行工作的主要任務(wù)是巡視和操作，其中巡視工作至少應(yīng)占配網(wǎng)運行工作的50%。綿陽公司配網(wǎng)定員約700人，其中從事配網(wǎng)運行工作定員應(yīng)有約350人，應(yīng)有50%約175人從事配網(wǎng)巡檢工作，配網(wǎng)主要設(shè)備（環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、柱開、箱變）智能化改造后，按配網(wǎng)整體巡檢效率提升33%計算，可節(jié)省配網(wǎng)定員58人。

經(jīng)濟效益方面。按每人平均每年10萬元成本計算，綿陽公司節(jié)省配網(wǎng)定員58人，主要配網(wǎng)設(shè)備智能化改造后，每年至少可節(jié)省成本580萬元。