阐述基于物联网技术的设备巡检维护模式构建
来源：UC论文网2015-12-25 21:12
摘要：
智能变电站作为智能电网的重要组成部分，迫切需要通过可靠的信息化手段解决当前工作中存在的问题．高可靠性的设备是变电站正常工作的基础，综合分析、自动协同控制是智能变电
智能变电站作为智能电网的重要组成部分，迫切需要通过可靠的信息化手段解决当前工作中存在的问题．高可靠性的设备是变电站正常工作的基础，综合分析、自动协同控制是智能变电站的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、检修状态化是智能电网未来的发展趋势，运行维护高效化是最终目标． 变电站电力设备巡检工作是保证电力设备安全、提高电力设备可靠率、确保电力设备最小故障率的一项基础工作． 国内目前普遍采用的是人工巡视、手工纸介质记录的工作方式，这种方式存在着人为因素多、管理成本高，以及巡检人员工作无法监督、巡检数据信息化程度低等缺陷．
1 射频识别技术与物联网的概念
1． 1 射频识别技术
射频识别技术( ＲFID) 的基本原理是利用射频信号及其空间耦合和传输特性，实现对静止或移动物体的自动识别．射频识别的信息载体是电子标签，由射频识读器读取存储于标签中的数据． ＲFID 可以用来追踪和管理几乎所有的物理对象．
1． 2 物联网
随着全球经济一体化和信息网络化进程的加快，为了满足对单个产品的标识和高效识别，美国麻省理工大学 Auto-ID 研究中心提出了产品电子代码的概念． 物联网是在计算机互联网的基础上，利用电子标签为每一物品赋予唯一的标识码———EPC 码，从而构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网．
2 电力设备巡检维护面临的问题
目前，电力设备巡检维护存在 6 个方面的问题．
( 1) 基于物联网的设备编码标准尚未统一．电网设备至今尚未有一套标准能使设备用统一的代码将自己与其他电网设备区分开来． 虽然设备出厂时会有一个产品编号，但由于没有统一的规范，所以编号的意义不大． 另外，电网中广泛应用的各种信息系统( 生产管理系统、资产管理系统)在进行设备管理时都会给每一台设备编制一个唯一的编号，但各系统为每台设备编制的代码只适用于本信息系统内，离开了某一特定的信息系统，其代码就失去了意义． 因此，有必要对电网设备编制唯一的、终身不变的身份代码，使之适用于各类与设备有关的管理活动．
( 2) 巡检历史信息掌握不够全面及时． 企业资产在使用过程中都会遇到损坏需要维修，巡检人员需要做大量的准备工作来了解这些资产所有的维修历史及资产的供应商，帮助判断问题所在，加快维修进度及提高维修质量，但很多时候这些信息都无法及时、全面地了解到．
( 3) 巡检报告不够完整准确． 在传统作业方式下，设备隐患的报告通常依赖于巡检人员的经验和习惯，其中必然存在巡检人员和维修人员对描述理解的差异，很容易造成误解． 另外，也难以保证报告的描述是完整的． 一旦产生对描述理解的差异或者隐患描述不够准确、完整的情况，往往会因为所携带的维修工具、备件或其他相关维修所需的必备品不满足要求而让维修人员无功而返． 不仅带来成本的浪费，更严重的可能会造成隐患得不到及时处理而酿成惨重的事故．
( 4) 巡检报告提交不够及时． 在传统的纸面或者批处理手持终端作业方式下，必须等巡检人员回到办公室将报告上传或输入系统后，相关部门才能根据报告开始安排维修． 从发现隐患到完成修理排除隐患的时间间隔非常长，这本身就是一个“隐患”． 如果能在第一时间得到巡检报告，则可以立即安排维修，大大降低风险，同时提高维修工作效率． 对于电力行业而言，资产分布遍及城乡，甚至包含人迹罕至的地区，在这样的客观条件下，解决这一问题就更加棘手．
( 5) 巡检人员的监管无力． 在实际工作中，巡检人员不按照规定前往巡检现场、随便编造巡检记录和报告的现象并不罕见，也有工作人员不按指定路线巡视，这些都直接影响了巡检工作的质量． 通过可靠的技术手段来监管巡检人员的作业过程，确保其按照规定进行作业，是巡检能够发挥应有作用的必要保证．
( 6) 巡检人员无法得到有效的技术支持． 在设备检修过程中，尤其是精密复杂、技术含量较高的设备检修，作业人员常常需要查阅一些与维修设备相关的技术资料、历史档案、参考资料等信息． 如果能够实现现场维修人员通过系统可以随时查阅所有的相关资料，将有效地改善维修质量，提高维修作业效率． 如果能将现场检修的相关信息资料加以收集整理，并通过系统对这些资料进行分析整理，形成并不断完善检修作业的知识库，自动进行典型缺陷库的更新和升级，就可以有效缩短员工的培训周期，在降低成本的同时改进检修工作质量．
3 基于物联网技术的设备巡检维护模式构建
3． 1 建立统一的设备编码标准
以国家电网公司的设备管理为研究对象，根据设备管理范围、设备分类标准、设备细化的颗粒度进行分析，确定设备管理的对象及范围，并在此基础上制定设备唯一的、终身不变的身份代码规则，使之适用于国家电网公司对设备管理的需要，对设备代码制定规则的适用性进行分析及优化，为以后的升级及功能扩展留有空间．
3． 2 建立高效的设备巡检维护模式
基于统一的设备编码管理标准，采用物联网技术对电网设备进行巡检维护，在很大程度上解决了巡检信息的实时、动态管控，以及相关系统的信息集成，同时为进行动态决策管控奠定基础．利用 GPS 等技术，在巡检人员外出巡检维护时，通过手持设备终端，每隔 3 min 自动或手动将巡检人员的位置、时间、设备故障等信息发送到数据监控中心，监控人员可以及时掌握现场动态，同时也能够帮助现场人员实时解决技术问题，并将结果发送到现场人员的终端设备上． 设备巡检维护架构如图 1 所示．
4． 1 通过物联网进行维修历史信息追踪
在设备遭到损坏时，维修人员使用 ＲFID 手持终端读取设备上所附 ＲFID 设备标签，就可以了解其所有维修历史信息及供应商信息，从而帮助维修人员发现问题，提高维修效率和维修质量．在设备维修完成后，维修人员通过 ＲFID 手持终端将此次维修过程追加到 ＲFID 射频卡中,为今后的维修工作提供历史数据．
4． 2 动态跟踪巡检人员的工作状况
为了对现场巡检维护人员进行动态跟踪管理，手持终端应具备定位功能，同时集成无线局域网定位技术和 GPS 技术． 就巡检工作而言，这种无线自动定位是最理想的方式，其次是通过扫描设备上所安装的 ＲFID 标签来定位．
4． 3 电力巡检报告管理
电力设备巡检报告的种类繁多，传统方式下，在巡检前要根据实际情况准备足够的空白报告，典型的 110 kV 变电所一次设备巡检报告大约有80 张，220 kV 变电所一次设备巡检报告大约有250 张． 在现场巡检每一台设备，都要从众多空白报告中找出对应的报告来填写巡检结果，整个报告制作过程大约需要花费180 min，工作进程缓慢且效率较低．而采用物联网技术后，利用射频芯片，为每台设备编制唯一的身份编号，并在系统中与相应的报告建立关联． 巡检前，根据需要巡检的内容产生所有的空白报告，而且每个报告上都对应唯一的编号，并将空白报告下载到平板电脑中． 现场巡检时，由平板电脑读取 ＲFID 卡中的编号，自动调出该设备对应的空白报告，供设备巡检人员填写结果． 通过平板电脑的无线数据通讯能力，( 对于企业无线局域网可以覆盖的地区可通过 WiFi 传输数据，对于电力行业资产分布范围极其广泛的行业，还应该具备无线广域网数据通讯功能，通过无线数据通讯． ) 可以将巡检人员的隐患报告在第一时间反馈回来． 同时，检修人员可以随时随地得到系统中知识库的指导和帮助，查阅所检修设备的相关技术及历史档案资料． 另外，系统也能够实时跟踪现场作业人员的实际动态，掌握作业进度，随时进行调度调整． 通过对于一个 110 kV 变电所巡检的初步统计，整个报告制作过程只需约30 min，大大提高了工作效率．
5 结 论
将物联网技术应用于电力巡检的管理模式，并结合信息化管理手段，优化管理流程，选用装备有数码摄相头的手持终端，在文字化隐患描述的同时，配合以现场照片或视频，使隐患信息更加完整准确，在保证报告信息完整和及时的同时，缩短了报告制作的时间，大大提高了工作效率．使用基于物联网技术的 ＲFID 标签为信息载体，将物流、信息流合二为一，满足了现场人员的工作要求，解决了现场人员管理的困难，同时提高了整个电网的可靠性、可用性，使运行、检修和管理得到了优化．
参考文献:
［1］ 成修治，李宇成． ＲFID 中间件的结构设计［J］． 计算机应用，2008( 4) : 22-28．
［2］ 李勋，龚庆武，乔卉． 物联网在电力系统的应用展望［J］． 电力系统保护与控制，2010( 22) : 7-13．
［3］ 冯艳． 基于 ＲFID 和 GPS 技术的电力设备巡检系统研究［J］． 安庆师范学院学报，2012( 3) : 13-19．
［4］ 赵建龙，崔新明． 新型运行设备巡检条形码管理系统的应用［J］． 中国水能及电气化，2008( 12) : 6-13．
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