基于RFID的配网智能巡检技术

文/宋燕伶 宋昱甫

1 项目实施的必要性和概述

根据国网公司配网智能化行动路线规划，“十三五”期间，配网管理要着力推广配网设备智能感知、数据融合和智慧决策技术，用科技创新手段不断提升配网智能化管理水平，真正实现创新提质，大力提高配网运检效率。本项目旨在通过对在运环网柜的智能化改造，实现环网柜出线电缆头温度、箱体温湿度、箱体水浸、电缆沟水位、出线电流电压、设备局放等关键指标的智能感知，通过数据融合实现环网柜智能巡检，运行人员只需靠近环网柜设备，通过手持APP终端或可穿戴设备，即可获知设备的运行信息及设备存在的缺陷隐患等，实现对环网柜的快速巡检。

2 基于RFID的配网智能巡检技术方案

方案如图1，主要包括三个部分：

2.1 智能感知

即通过现场安装传感器，将环网柜开关电缆头温度、箱体水浸、箱体温度、箱体湿度、电缆沟水位、电流、电压、设备局放、SF6气体压力共十大类监测环网柜运行的关键信息进行在线监测，实现设备智能感知。

2.2 数据融合

通过在环网柜内建立小型无线局域网，通过无线网络将十大类数据收集至汇集单元。汇集单元对收集的信息进行判断，分析设备存在的缺陷隐患。运行人员通过APP终端或可穿戴设备自动获知设备运行信息及设备缺陷隐患。

2.3 智慧决策

通过巡检终端设备回传或无线通信网络将巡检数据传送至部署在主站的数据中心，形成设备运行信息“数据库”。系统具备“自学习”功能，根据运行历史数据信息自动诊断设备健康状况，分析设备运行发展态势，预测设备寿命周期，为设备状态检修开展智慧决策。同时，管理人员可实时根据需要可在系统或通过手机终端查询配网设备运行信息。

3 基于RFID的配网智能巡检技术方案的应用意义

3.1 技术层面

3.1.1 传感器模块化设计

十大类传感器全部采用模块化设计，只需采用卡扣方式与一次设备相联接；二次连接线采用拔插式设计，无需端子排，安装方便快捷。

3.1.2 监测信息无线组网

通过无线Wi-Fi建立小型局域网，传感器至汇集单元之间的数据传输无需采用网络连线，不仅安装方便，整洁美观，也能完全避免“蜘蛛网”式的二次接线造成的触电、短路等安全隐患。

3.1.3 传感器就地取电

传感器工作电源采用TA取电，外加备用充电电池的方式，无需外接电源线，安装方便，安全可靠。

3.1.4 巡检工作智能高效

每台环网柜一个汇集单元，对环网柜10类关键信息进行汇总，采用RFID技术或Wi-Fi通信，运行人员只需通过APP终端或可穿戴设备既可获知环网柜运行信息和缺陷隐患。巡检工作智能化，巡检效率大力提升。

3.1.5 设备运行工况有效监测

十大类关键信息全面包含了设备运行的电气体信息和环境信息，可有效监测环网柜运行工况。特别是本次研究首次使用配网设备“局放”指标作为设备的在线监测信息，若配网设备有重大隐患，可通过该指标提前预警，防止设备烧损事故的发生。

3.1.6 设备基础信息模块存储

设备基础信息（包括地理位置、开关、电缆等设备台账参数等）存储在现场的汇集单元模块中，工作人员可通过手持APP或可穿戴设备进行读取，也可在主站数据库中心根据需要进行远程调阅。

3.1.7 设备运行信息形成“数据库”

设备巡检数据通过回传或远传至主站数据中心，建立设备运行信息历史“数据库”。主站系统分析软件通过对设备历史运行信息的分析，自动诊断设备健康状况，分析设备运行发展态势，预测设备寿命周期，为设备状态检修提供决策参考。

3.2 效益层面

巡检效率方面。传统的巡检方式每巡检一台环网柜至少需要30分钟，采用智能巡检后，巡检人员只需从外观、清洁等方面开展巡检工作，每巡检一台环网柜只需10分钟，且运行记录采用回传的方式完整记录在系统中，巡视完成后无需再做纸质记录，巡视效率至少提升66%。按主要配网设备（环网柜、分支箱、柱开、箱变）巡检工作占50%的工作量计算，智能化改造后，配网整体巡检效率可提升33%。

配网定员方面。配网运行工作的主要任务是巡视和操作，其中巡视工作至少应占配网运行工作的50%。绵阳公司配网定员约700人，其中从事配网运行工作定员应有约350人，应有50%约175人从事配网巡检工作，配网主要设备（环网柜、分支箱、柱开、箱变）智能化改造后，按配网整体巡检效率提升33%计算，可节省配网定员58人。

经济效益方面。按每人平均每年10万元成本计算，绵阳公司节省配网定员58人，主要配网设备智能化改造后，每年至少可节省成本580万元。