继电保护全过程技术监督系统的构建

曾宪林

【摘 要】电力行业在国内很早就进行了企业信息化建设，其中国家电网公司早在2006年就提出了在全系统实施“SG186工程”，建成数字化电网、信息化企业的规划，也明确提出建设统一坚强智能电网的发展战略。在此背景下，智能电网成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择。与传统电网相比，智能电网进一步优化各级电网控制，通过集中与分散相结合的方式，实现对电网全景信息的获取，以坚强、可靠、全面完整的物理電网和信息交互平台为基础，整合各种生产和运营信息，为运行和管理人员提供全面完整的决策参考。

【关键词】继电保护; 智能电网; 移动运检平台;

1 继电保护管理系统概述

1.1 继电保护

继电保护和安全自动装置是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置，是组成电力系统整体的不可或缺的重要部分。继电保护专业管理是一个复杂而庞大的系统工程，其设备数量繁多、种类复杂、逻辑严密，从而导致必须对其进行精益化的管理。为此，设计一种可方便地对继电保护设备进行过程管控、全过程监督的移动运检管理系统，避免继电保护过程中出现超周期运行、遗漏试验项目等人为事件的发生。

1.2 目前继电保护管理系统存在的问题

（1）现有软件系统主要着重于当前继电保护装置的状态监测、保护数据处理等，缺乏专业的继电保护装置运维工作过程管理。

（2）现有软件系统对保护设备只有基本的台账管理，对继电保护装置管理不够精细，致使工作人员对设备的全寿命周期信息掌握不全。

（3）现有软件系统大多缺乏对继电保护设备全寿命周期信息的分析功能，对专业管理工作提供的数据支撑远远不足。

（4）现有软件系统受限于当时的技术，致使工作人员在现场工作时不能得到保护设备的验收、缺陷、维护、技改等信息。

1.3 继电保护全过程技术监督系统研究

目前继电保护相关管理系统的不成熟和存在的问题，使得继电保护全过程监督系统的开发已迫在眉睫。该系统基于移动应用技术、对象组件技术等，以全面统一规划的技术架构构建，是一个智能化的、便捷的手持移动运检终端装置系统;可对保护装置的设备台账、缺陷及检验、巡检、技改、验收等工作过程进行严格管控，并对设备实行全寿命周期管理，从根本上解决当前继电保护装置运维工作中出现的问题;同时考虑规范系统未来的扩充建设，以减少不必要的浪费，从而提高效率和效益。该系统将引入主站与手持设备的同步机制，可方便地把不同设备信息实时共享并保存到主站上，以确保信息的存储安全。继电保护全过程技术监督系统存在如下开发难点。

一是检修工作现场存在的问题较复杂，若想设计一套完全满足现场实际需要的技术监督系统是困难的，需解决设备台账收集繁琐、留存版本不一致、现场查看不方便、部分设备插件更换后无台账留存的问题。台账关联该设备的整个生命周期的所有信息，包含验收记录、检验记录、缺陷记录、检修记录等。设备识别代码在系统中为唯一值，通过它可在移动终端快速查找到该设备的台账、缺陷及图纸、说明书等相关信息，并可在移动终端更新修改，指导检修人员开展现场检修工作。

二是当检修人员在现场需要了解设备履历时，会从以往纸质检修记录中查找，但基于纸质资料的存储局限性，无法确认需检修的继电保护设备是否发生过缺陷等情况，以至于无法真正了解当前检修设备的历史信息。但通过互联网的接入，在继电保护全过程技术监督系统中加入同步机制，便可在便携式手持设备上同步所需设备的历史数据;还可方便地与主站数据库进行互联，实时校核设备运行信息，实现对继电保护设备的全寿命周期管理。

2 基于移动应用构建的变电站智能化运检系统

2.1 建设目标

变电站智能化运检系统可实现对变电站所有设备的设备台账、事件、缺陷及检验、巡检、验收等工作过程的管控，实现对设备的全寿命周期管理，同时在设计上充分满足与其它系统数据交互的需要，如可向OMS、PMS系统提供设备台账、巡视、检验、试验、验收、技改等信息，可从OMS、PMS系统获取图纸、技术说明书等资料。该系统从根本上解决了当前现场运维工作中出现的问题，同时考虑规范系统未来的扩充建设，以减少不必要的浪费，提高效率和效益。

2.2 建设内容

（1）建设一套基于感知RFID与无线传感器网络的适用于继电保护设备运维过程的运检管理系统，全方位监测设备状况，并实现现场作业的管理功能。

（2）研究电子身份标签，建立包括人员、物资、设备、装备、身份的管理体系。

（3）研究基于感知RFID与无线传感器在设备运检全过程中的具体应用，包含安装、试验、验收、投运、巡视、检修、技改、拆除（位移）、退役等过程信息，支撑设备全寿命周期管理。

（4）研究人员、装备电子标签的定位识别，实现运检资源的合理调配和运检进度管控。

（5）研究设备身份智能检测与识别技术，实现对设备的快速定位，支撑设备巡检和历史数据查询，支撑备品备件、工器具仪器仪表出入库智能管理，提高管理效率和生产效益。

2.3 系统设计方案

2.3.1 系统技术架构

系统采用目前安全性能高、扩展性好、框架技术最为完善的JavaEE平台的架构进行开发，Web Server接受客户的访问/交易请求，根据不同的业务请求，由专门的控制器进行处理，交易业务逻辑利用EJB或JavaBean进行封装，保证了逻辑的完整性和一致性。

表现层把结果以页面的方式呈现给用户，在本层中采用先进的JSF技术进行实现。在系统实现上，采用面向对象技术、MVC的设计模式和纯JAVA技术，将整个系统从逻辑上分为展现层平台、中间应用服务平台和业务系统平台等部分，以提高整体网站系统的可扩展性、灵活性和易维护性。

系统采用浏览器及手持终端设备访问，简化了用户的使用复杂程度，只要会上网，就会熟练使用本系统。

2.3.2 系统功能模块设计

应用系统采取模块化的设计，按照业务需求划分为多个功能模块，各功能模块之间既可独立运行，又能相互联系地进行信息交互，實现对继电保护设备的整个生命周期管理。

（1）保护设备台账管理。保护设备台账管理是指保护设备新投或改造时录入保护设备的台账信息，并建立设备识别代码、相关信息的管理，在保护设备插件更换或装置退运后进行相关台账信息的更新。台账录入支持多种方式，包括手动录入、由制造厂家提供的出厂信息表自动导入及通过继电保护其它系统导入等。

（2）保护设备巡检管理。保护设备巡检管理主要用于巡检工作过程管控及巡检记录录入、上传。当操作人员开始现场作业时，可携带手持终端设备，并从中获取任务指令，而不再需要笔和纸进行记录。通过巡检任务单，作业人员可了解到需检查/操作的设备、项目和相关操作的目标值等。当作业人员输入数据时，如果数据超过上下限，系统就会根据预定义的标准作业指导书或知识库发出警告，并提示最佳操作步骤，及时防范事故的发生;必要时，还可自动向后台支持系统发出维修请求，同时发送信息给相关生产主管和安全人员。现场采集的数据通过网络上传、审核、监控，构建了一个闭环的移动现场作业管理体系，提高了现场作业管理的透明度和执行力。

（3）保护设备检验管理。保护设备检验管理主要用于保护设备检验工作过程管控，包含任务单的生成、派发及检验记录录入、上传，标准检验作业指导书模板等。

（4）保护设备验收管理。保护设备验收管理主要用于保护设备验收工作过程管控，包含任务单的生成、派发，验收记录录入、上传，形成标准验收作业指导书模板等。

（5）保护设备技改管理。保护设备技改管理主要用于保护设备技改工作过程管控，包含任务单的生成、派发及事件信息录入、上传等。

3 结语

虽然智能电网的研究还只是停留在初步探索阶段，但随着移动应用技术、对象组件技术和RFID等技术的不断发展和理论研究的深入，智能化必将会成为改变基于传统电网而产生的一系列管理和生产模式的主力，而继电保护全过程技术监督系统的成功构建预示着这一天的到来。

参考文献：

[1]胡瑞.电气自动化系统继电保护的安全技术分析[J].现代工业经济和信息化，2016，6（2）：73-74.

（作者单位：国家电网秦皇岛供电公司）