基于線路和設(shè)備全狀態(tài)事件記錄的配電運維檢修平臺

李 斌,柳 舟,徐 崢,莊炳昌,韓秉旭

(國網(wǎng)鞍山供電公司,遼寧 鞍山 114000)

目前中低壓配電網(wǎng)在運設(shè)備以及線路數(shù)量龐大，日常運行維護(hù)以及故障處理[1]任務(wù)較多，設(shè)備運行年限較長，設(shè)備運行狀態(tài)[2]參差不齊，同時配電網(wǎng)直接面對用戶，進(jìn)一步凸顯出配電工作的工作量大以及復(fù)雜性[3]，給運維檢修以及搶修工作帶來較大困難。根據(jù)配電專業(yè)工作的具體特點，從各項工作的實際出發(fā)，總結(jié)歸納各類工作模式，為配電運維檢修工作提供指導(dǎo)，從而提升工作效率、保證供電的可靠性和安全性。

針對配電運維檢修系統(tǒng)的研究，目前包括供電服務(wù)系統(tǒng)、電力調(diào)度SCADA系統(tǒng)、故障研判系統(tǒng)、電力自動化系統(tǒng)。但目前的研究方法有很多的局限性，一是各系統(tǒng)之間相互獨立，數(shù)據(jù)的調(diào)取和綜合研判存在障礙；二是部分系統(tǒng)對實際工作的開展作用有限，操作復(fù)雜且不適合于實際工作，利用價值有限。因此，建立一個綜合性、操作性強(qiáng)的運維檢修系統(tǒng)使配電各項工作系統(tǒng)化、精細(xì)化、功能模塊化是提升配電網(wǎng)精益化運維水平[4]、供電安全可靠的最佳途徑。

本文結(jié)合配電工作的實際需要，提出以線路和設(shè)備為依托的運維檢修系統(tǒng)，重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[5]的系統(tǒng)化，全方位全事件開展配電工作。在此基礎(chǔ)上研制配電運維檢修系統(tǒng)，依托此系統(tǒng)促進(jìn)配電工作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和提升工作效率。

1 配電運維檢修平臺

1.1 系統(tǒng)研制背景

配電網(wǎng)面臨數(shù)量龐大的線路和設(shè)備，表1為遼寧某地市分公司配電網(wǎng)基本情況，利用和保存的基礎(chǔ)資料數(shù)量巨大，目前缺乏對配電線路和設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理和使用，很多設(shè)備由于運行維護(hù)和歷史遺留原因，造成圖紙以及現(xiàn)場“三圖”缺失，對設(shè)備的運行維護(hù)、故障搶修人員的安全、供電的可靠性[6]等各方面造成不利影響。同時由于圖紙的缺失以及缺少線路和設(shè)備的變更記錄，對故障電纜的探測[7]存在一定的困難。

表1 某地市分公司配電網(wǎng)基本情況

班組安全管理，如使用配電工作票的工作、日常工作的安全管理痕跡和各類安全檢查，缺乏全流程的閉環(huán)管理。存在各項工作落實及后續(xù)工作缺乏閉環(huán)流程和安全責(zé)任落實不明確的情況。由于配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完善，同時對相關(guān)故障信息的獲取有延時或不完整，導(dǎo)致分析故障原因困難、故障處理時間長、故障處理不徹底，容易造成用戶投訴事件。

在大數(shù)據(jù)和智能時代，配電網(wǎng)建設(shè)的全面布局和電網(wǎng)信息化水平的不斷提高，為發(fā)展和建設(shè)配電運維檢修系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。

1.2 系統(tǒng)建立的意義

配電運維檢修系統(tǒng)的建立，是信息化、大數(shù)據(jù)電力信息網(wǎng)背景下配電網(wǎng)發(fā)展的趨勢。能更好地解決配網(wǎng)運維檢修工作，為供電企業(yè)提質(zhì)增效。建立該系統(tǒng)的意義如下。

a.完善配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將配電專業(yè)工作系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化，為大數(shù)據(jù)時代的到來做好準(zhǔn)備。

b.改變安全管理模式以及運維檢修模式，提升人的認(rèn)識，提升專業(yè)技能，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。

c.提質(zhì)增效，提升公司效益，從節(jié)約運維成本和增加多計電量收入的角度，保證利益最大化。

d.整合現(xiàn)有的各類系統(tǒng)和平臺抓取對配電班組實際工作有用的數(shù)據(jù)，使各系統(tǒng)發(fā)揮最大優(yōu)勢。

2 配電運維檢修系統(tǒng)架構(gòu)

配電運維檢修系統(tǒng)綜合提煉了配電專業(yè)現(xiàn)有的眾多系統(tǒng)，創(chuàng)造性地提出一種全方位服務(wù)于配電運檢一線人員使用的手機(jī)終端平臺，該平臺操作簡單，幾乎涵蓋了配電專業(yè)一線班組的現(xiàn)有工作。其系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 運維檢修系統(tǒng)框架

該平臺以配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依托，構(gòu)造全類型配電專業(yè)工作流程，綜合各類平臺數(shù)據(jù)對配網(wǎng)故障情況進(jìn)行綜合判定[8]，加強(qiáng)跨專業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同處理能力和配電運維檢修的閉環(huán)管理。

2.1 系統(tǒng)功能介紹

配電運維檢修平臺功能如圖2所示，該系統(tǒng)可分為4部分，其中運維檢修模塊中的運行維護(hù)功能是其他模塊的重要基礎(chǔ)和信息來源，滿足基于線路和設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計思路。運維檢修模塊分運行維護(hù)、安全管理、專業(yè)資料3個部分，主要負(fù)責(zé)配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收錄；班組工作日志模塊還可作為并行模塊，與其他模塊新增內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)比對，查缺補(bǔ)漏，進(jìn)一步完善閉環(huán)管理體系；故障預(yù)判和統(tǒng)計分析模塊分為故障預(yù)判和各類指標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析2部分，調(diào)用并分析其他模塊數(shù)據(jù)，輸出故障預(yù)判結(jié)果，精確分析各類數(shù)據(jù)；跨專業(yè)業(yè)務(wù)模塊包含修理班搶修作業(yè)關(guān)聯(lián)、跨專業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)作2部分，促進(jìn)跨部門、多專業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同處理能力。

圖2 配電運維檢修系統(tǒng)功能圖

2.2 運維檢修模塊

重視配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和全過程管理，收錄單線圖、低壓臺區(qū)圖、箱變及開閉所位置圖、高低壓電纜走向圖、箱變高低壓側(cè)系統(tǒng)圖、交叉跨越記錄單等竣工資料和隱蔽施工記錄，以電子版文件或照片的形式收錄到系統(tǒng)中。在此基礎(chǔ)上，及時更新相關(guān)的設(shè)備線路信息，如設(shè)備變更記錄、故障處理記錄、故障原因分析，達(dá)到任何發(fā)生在設(shè)備和線路的事件全記錄的目標(biāo)[9]。功能框圖如圖3所示。

圖3 運維檢修模塊功能框圖

根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[10]的特點，結(jié)合日常工作的特點，在進(jìn)行線路設(shè)備巡視、故障搶修、檢修施工等工作時，點擊進(jìn)入運維檢修模塊，針對高低壓配電網(wǎng)的各級設(shè)備，如10 kV線路、環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)站、變壓器、低壓配電設(shè)備等，均設(shè)定對應(yīng)的下級目錄，運行檢修人員根據(jù)實際設(shè)備選擇進(jìn)入不同的功能單元內(nèi)，根據(jù)單元內(nèi)的具體項目進(jìn)一步進(jìn)行選擇，最后添加帶有時間標(biāo)記的相關(guān)內(nèi)容，添加的內(nèi)容支持照片、文檔、錄音等，并支持在上級目錄下按照時間序列添加新的項目。

運維檢修功能模塊中，各級設(shè)備下允許進(jìn)行基礎(chǔ)信息錄入的項目如圖3所示，達(dá)到配電網(wǎng)線路和設(shè)備全事件記錄的目的。

配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的電子化錄入，設(shè)備及線路變更信息的記錄，設(shè)備全周期壽命全事件記錄，便于信息的保存和延續(xù)，避免信息數(shù)據(jù)的丟失和記憶偏差，提高工作效率，確保人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全。

2.3 安全管理和專業(yè)資料模塊

安全管理滲透在配電工作中的每一個方面，該系統(tǒng)開發(fā)的安全管理模塊，將以往存在安全管理的被動性，轉(zhuǎn)化為主動性，使安全措施和安全意識融入到工作的每一個環(huán)節(jié)，真正做好安全工作，此模塊功能框圖如圖4所示。

圖4 安全管理模塊功能框圖

該模塊共細(xì)化為3個部分，分別為班組安全管理、安全工器具管理、各級安全檢查。將配電工作票、春秋檢等安全措施，班組日常安全活動痕跡進(jìn)行記錄，專工和管理人員可以通過系統(tǒng)后臺，了解各班組管轄范圍內(nèi)線路和設(shè)備的運行情況，同時方便檢修安全措施的審核與審批，更好地進(jìn)行安全風(fēng)險管控，同時有利于班組管理人員及時對安全學(xué)習(xí)進(jìn)行調(diào)整。

針對安全工器具的管理和使用，安全工器具的出入庫關(guān)聯(lián)到各項工作所做的安全措施，試驗以及日常檢查進(jìn)行電子化錄入。

專業(yè)資料模塊收錄各類設(shè)備技術(shù)資料、設(shè)備使用說明書、相關(guān)專業(yè)技能書籍、電力企業(yè)法律法規(guī)，各種規(guī)范的錄入可以進(jìn)一步做好優(yōu)質(zhì)服務(wù)，配電搶修人員可以通過終端設(shè)備查詢適用的相關(guān)規(guī)范，有利于搶修人員解決復(fù)雜的用戶報修問題，高效率解決問題，同時避免用戶投訴。

2.4 跨專業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)作模塊

該模塊包括搶修作業(yè)關(guān)聯(lián)、跨專業(yè)關(guān)聯(lián)2部分，模塊功能框圖如圖5所示，對于配電班組難以及時掌握的由修理班開展的搶修工作，修理班完成搶修工作后，將搶修工單、設(shè)備名稱、故障搶修圖片和實時故障信息等情況上傳至系統(tǒng)平臺，由配電班組和營銷班組對故障信息進(jìn)行認(rèn)領(lǐng)和歸檔到具體設(shè)備和線路下。

圖5 搶修班搶修作業(yè)關(guān)聯(lián)模塊功能框圖

對于同一作業(yè)項目，需要多個部門、跨專業(yè)配合時，將具體需求信息推送至相關(guān)部門，保證各部門間的溝通順暢，確保工作效率，推送至跨專業(yè)協(xié)作模塊的工作任務(wù)，設(shè)定處理期限，任務(wù)的完成情況由相關(guān)管理人員進(jìn)行考核。

2.5 故障預(yù)判和統(tǒng)計分析模塊

通過變壓器電源點所帶負(fù)荷用電地址信息表，95598故障報修工單系統(tǒng)相關(guān)工單情況，結(jié)合用電信息采集系統(tǒng)相關(guān)臺區(qū)和考核表、用戶表電量信息，對故障停電范圍，故障類型進(jìn)行預(yù)判。起到提高搶修效率、縮短故障停電時間、減少由于停電引起的95598投訴意見、投訴工單，該模塊的功能框圖如圖6所示。

圖6 故障預(yù)判模塊功能框圖

由于各項工作的開展都是基于線路和設(shè)備，還需要對線路跳閘率、配變故障率、加班統(tǒng)計情況、等各類專項進(jìn)行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計分析模塊可對系統(tǒng)內(nèi)各類數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行匯總。

2.6 班組日志模塊

班組日志用于記錄班組每日工作情況和工作部署，以文字記錄的形式呈現(xiàn)，運維檢修系統(tǒng)中班組日志模塊在常規(guī)班組日志內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以錄入圖片等更多直觀的體現(xiàn)形式，同時加入待辦事項提醒功能。可以做到事件的閉環(huán)管理，同時將班組日志中的事件內(nèi)容與其他功能模塊中新增事件進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)閉環(huán)管理中的缺失內(nèi)容。班組日志模塊功能框圖如圖7所示。

圖7 班組工作日志模塊功能框圖

3 配電運維檢修系統(tǒng)應(yīng)用案例

該運維檢修系統(tǒng)應(yīng)用于配電運檢一線班組以及對口管理人員中，使用過程中充分發(fā)揮其各項功能，配電運維檢修手機(jī)終端界面如圖8所示。2020年度，降低車輛燃油費、材料費以及人工費等運維成本共計21 335.6元，減少因長時間停電、大范圍停電而損失的供電量4536 kWh，優(yōu)質(zhì)服務(wù)工單數(shù)量壓降40.1%，壓降線損率2.8%，供電可靠性指標(biāo)提升顯著，無大范圍故障停電，故障停電時用戶數(shù)減少28%。

圖8 應(yīng)用界面

2020年7月15日17：26，95598工單系統(tǒng)短時間內(nèi)接到多起報修地點高度相近的工單，工單顯示用戶無電。通過運維檢修系統(tǒng)查詢故障用戶對應(yīng)的電源點變壓器為13187箱式變壓器，利用用電采集系統(tǒng)查詢13187變壓器電量信息發(fā)現(xiàn)，13187采集器掉線。查詢13187上級電源點的其他附屬變壓器供電情況，其供電均正常。根據(jù)系統(tǒng)反饋信息，正在搶修途中的搶修人員確定故障范圍為13187變壓器至上級電源開關(guān)柜之間，為10 kV系統(tǒng)故障，根據(jù)系統(tǒng)記錄，該變壓器電源為單電源無環(huán)網(wǎng)電源，根據(jù)系統(tǒng)提示，搶修人員提升故障搶修等級，做好搶修的技術(shù)方案和安全措施，同時通知公司本部做好各項應(yīng)急搶修準(zhǔn)備。

搶修人員17：35到達(dá)故障現(xiàn)場，按照提前制定的方案在3 min內(nèi)確定故障原因為變壓器電源電纜故障。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)電纜敷設(shè)路徑圖紙和系統(tǒng)內(nèi)線路變更記錄得知，在2008年網(wǎng)架改造后，在原下桿電纜處，新增電纜中間頭，且電纜路徑較為復(fù)雜。根據(jù)運維檢修系統(tǒng)以上信息，首先在中間電纜頭處用故障電纜探測儀勘測故障點，搶修人員17：45確定故障點，經(jīng)過40 min搶修，修復(fù)故障點并恢復(fù)送電。在以往的工作中遇到設(shè)備變更情況未知，電纜路徑不明確，無環(huán)網(wǎng)電源，且考慮到高溫炎熱天氣由于長時間停電帶來的用戶意見和投訴問題，必須架設(shè)臨時線路的情況下，配電運維檢修系統(tǒng)的應(yīng)用減少了故障處理時間，提高了供電可靠性，降低運維成本。

2020年8月7日，搶修班搶修人員根據(jù)95598故障報修工單內(nèi)容，通過故障預(yù)判模塊處理流程，類似上個案例的處理流程，結(jié)合配變?nèi)嚯娏髯兓闆r，故障前，系統(tǒng)無不平衡狀況發(fā)生，故障發(fā)生后A相電流為90 A、B相電流為27.9 A、C相電流為75 A，三相不平衡度達(dá)到69%，判斷為B相桿上低壓線路接點故障，到達(dá)現(xiàn)場處理完故障后，修理班搶修人員將故障搶修情況添加到搶修班搶修作業(yè)關(guān)聯(lián)模塊，并發(fā)送到系統(tǒng)消息中，配電運維檢修班組接到消息后，對故障情況進(jìn)行歸檔發(fā)現(xiàn)，該變臺2020和2019年度搶修次數(shù)達(dá)到12次，其中有8次為低壓線路故障，3次為二次鉛片熔斷，更換二次刀閘1支，考慮到該變臺故障的頻繁發(fā)生和設(shè)備的安全運行，配電班組立即組織勘查現(xiàn)場情況，對設(shè)備的運行情況進(jìn)行評價，將檢修計劃納入到秋檢工作中。共更換低壓絕緣線105 m，低壓四芯集束線35 m，更換2支低壓二次刀閘，更換下來的二次刀閘設(shè)備由于銹蝕嚴(yán)重機(jī)構(gòu)變形卡澀，線路由于過負(fù)荷絕緣外皮融化嚴(yán)重，線路接頭過多且氧化嚴(yán)重。此次運維檢修系統(tǒng)的應(yīng)用避免故障頻繁發(fā)生和停電，避免因此產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)服務(wù)突發(fā)事件，確保了線路和設(shè)備的安全健康運行，減輕搶修人員搶修壓力。

4 結(jié)束語

本文介紹已設(shè)計的配電運維檢修系統(tǒng)，可通過瀏覽器以及手機(jī)終端APP使用，以適用不同角色用戶的使用。該系統(tǒng)共設(shè)計8個功能模塊，涵蓋了配電運維檢修的全部內(nèi)容，最大的特點就是配電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和線路設(shè)備的全過程管理，同時該系統(tǒng)完全針對于配電運維檢修一線工作，使該系統(tǒng)的開發(fā)和使用具有極強(qiáng)的針對性和實用性，切實提高配電各項工作的效率，保證人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全，提供運維檢修新模式，降低運維成本提質(zhì)增效。