基于自动检测系统的继电保护移动运维平台研究

张良武 杨帅 南东亮 周杰 邓剑伟

摘要：针对现场二次设备运维，提出了一套基于自动检测系统的继电保护移动运维平台。自动化检测技术能够自动对二次设备进行检测，自动生成设备检验报告，提高现场人员的工作效率;利用技术手段，自动化检测系统能够将所检测的结果通过网络传入移动运维平台;移动运维平台可通过内部验收管理、检验管理模块对信息进行处理，也可作为二次设备评价系统的评价因素，对于二次设备的管理有着积极的作用，同时也减轻了一线人员的工作负担。基于对二次设备自动化检测系统、移动运维管理平台和二次设备隐患风险评价系统优点和特点的分析，可以得出结论：基于自动检测系统的移动运维平台具备可行性。

关键词：移动运维平台;二次设备;自动化检测;评价

0    引言

当前，继电保护主要依靠人工进行测试，在测试过程中，人工操作继电保护测试仪需要根据不同的保护试验不断调整接线及各种量值，不仅过程繁琐，容易出错，还考验现场工作人员的经验水平和细致程度;同时，由于试验过程繁琐，试验结束后填写试验结果报告也会耗费大量的时间，给一线人员带来了极大的负担。因此，自动测试系统可以给一线人员带来极大的帮助。

在二次设备管理方面，常规的管理是收集各个二次设备的具体信息，由班组传达至市再至省公司，整个过程极其繁杂，同时由于二次设备数量十分庞大，以新疆为例，二次保护装置多达2万多套，传统的人工统计方法将耗费大量的时间，并且在统计过程中容易发生缺项、漏项，降低了数据的真实性、可靠性。采用基于无线终端的移动运维平台，不仅简化了工作，同时也提高了数据的质量。

本文探讨了将继电保护自动检测系统和移动运维平台两者的优点相结合的可行性，即将继电保护自动测试过程中的数据直接通过网络上传，通过移动运维平台的验收管理模块、检验管理模块对数据进行处理;同时，对移动运维平台也可增加二次设备风险评价系统，直接将自动测试的结果导入评价系统，做到信息的一次收集、多次使用，不仅减轻了一线人员的负担，同时也提高了工作质量。

1    继电保护自动检测系统

继电保护自动检测系统能够根据不同的检测任务添加模板，也能够不断修改模板以满足现场实际需求，同时能够标准化、自动化地进行检测，在测试完成之后，能够自动生成标准、规范的检测报告;通过制作不同的保护模板，在面对不同的保护装置类型、不同的生产厂家时，也能够满足需求。

继电保护自动检测系统主要由软件和硬件两部分组成。硬件部分体现了自动化检测系统的整体布局，实现了检测控制端与被检测系统之间的有效隔离;而软件部分则为检测系统的核心，通过分层结构、多模块之间的相互配合运行，实现检测被测设备的功能。

自动化检测的硬件部分主要包括：

（1）测试端：一般为PC电脑，主要进行软件的使用。

（2）交换机：检测过程中各种信息交互的通道。

（3）测试仪：常规的继电保护测试仪，用于给被测装置施加量。

（4）被测装置：需要被检测的继电保护装置。

自动检测系统可以通过测试端对测试内容进行修改、确定，在各项准备工作完成后发令，由网线通过交换机对测试仪指令进行传输，测试仪通过已经连接好的检测线对被测装置加量，被测装置接收到之后进行相应的保护动作，再通过网线、交换机将被测装置的动作结果传送回测试端，测试端在接收到被测装置的结果之后生成标准报告。整个检测只需在检测之前预先加载所要检测的模板，检测的过程无需人工干预，自动完成，因此节约了大量时间，降低了错误概率[1]。

自动检测系统的软件部分是在测试端上进行安装的，主要分为两部分：二次系统开发层和自动检测层，如图1所示。

二次系统开发层：主要包括装置检测方案开发平台和装置检测方案两个模块。其中装置检测方案开发平台主要是对装置检测方案的设计和装置检测项目的设计，如被测继电保护装置的标准检测文件和报告模板文件、检测通用项目、检测电气量项目、检测仪控制以及保护装置控制等。装置检测方案模块主要是对检测模板和报告模板进行编辑。

自动检测层：主要包括自动检测主程序、检测仪接口程序和通信规约引擎程序。主要是通过检测仪的接口程序实现与继电保护自动测试仪的信息交互，通过通信规约引擎程序实现对保护装置的信息交互，然后经过自动检测主程序的判断生成保护动作结果[2-3]。

2    移动运维管理平台

以基于物联网技术的继电保护智能移动运检管控平台为数据汇集平台，完成数据获取、管理、存储、处理、计算、服务接口等数据管理功能。通过对保护专业各系统数据的接入、跨系统数据关联比对分析等数据加工服务，实现对各类数据的统一管理，提供数据服务及底层的基础组件服务，为各类应用提供统一的模型、数据、网络通信、人机界面、系统管理等服务。

继电保护移动运维管理平台的功能架构如图2所示。

继电保护移动运维平台的功能如下：

2.1    台账管理

采用唯一身份识别技术的电子标签实现台账的电子化管理，改变以往人工录入台账的模式。

电子标签在出厂时由厂家设置好，同步提供台账，并和设备信息关联，减少设备资料整理的过程。在现场可以对设备进行校核，更新台账资料，不需要多个系统录入数据，提高了工作效率。同时设备信息也可通过移动终端进行查询。

2.2    专业巡检

采用移動终端进行专业巡检，实现了巡检过程的管控以及巡检信息电子化、网络化的管理。

根据设备台账自动生成现场专业巡检的作业模板，检修班组人员通过移动终端在变电站工作现场进行数据采集，对于缺陷等问题可以通过现场照片、文字描述、语音记录等方式进行记录，根据巡检结果自动生成专业巡检报告，并对结果进行统计分析。

2.3    检验管理

利用移动终端的移动化作业，体现出设备检验、验收模式往无纸化、信息化、网络化、智能化工作模式的转变。

利用移动终端和继电保护设备的电子标签，实现对工作人员现场工作情况的管控。通过扫描电子标签确认当前设备是否为工作流程中需要操作的设备，防止误操作;通过统一的作业规范保证工作人员按指定的流程进行操作，并按规范的信息格式填写现场数据，杜绝不填数据、乱填数据的情况;通过现场拍照保存证据，预防随意编造结果的情况;通过扫描电子标签确认地点，保证人员到场工作。

2.4    备品备件

利用二维码技术可实现备品备件的出入库管理、备件数据实时查询、储备计划自动生成、备件不足自动预警。通过联网部署，还可以实现备品备件的跨单位共享、合理调配，使备品备件的存储更加科学合理。

2.5    排雷专项

通过统计分析技术全景展示排雷情况，掌握排雷工作存在的问题、整改的计划、整改的进度、整改的结果。

2.6    缺陷管理

利用移动终端实现面对缺陷设备进行图文并茂的缺陷信息的记录，并及时送至后台系统进行处理。

将设备运行过程中发现的缺陷，在移动终端采用现场照片及文字记录等方式进行录入，根据缺陷严重程度及处理情况对设备进行评价，将评价结果提交至状态评价模块，辅助设备评价[4-5]。

3    二次设备风险隐患评价系统

二次设备作为电网中的重要一环，它的运行状态正常与否对电网的安全有着至关重要的作用，因此对二次设备进行风险隐患评估和健康状态评价十分必要，通过差异化的运维检修策略，能够进一步提升二次设备精益化运检管理水平，准确掌握二次设备运行状态，精准管控装置运行风险。

二次设备风险隐患评价系统可以基于移动运维管理平台实现，在数据的收集方面，可以由移动终端进行收集，包括变电站的重要性等级，变电站每一个间隔的故障后果严重程度，设备的名称、电压等级、家族性缺陷，反措的执行等。通过对收集到的必要信息进行整理，通过二次设备风险评价系统对信息进行处理，可以获得设备和变电站的风险隐患评估，从而执行相应的运维检修策略。

传统的基于二次设备风险隐患评价系统的评估流程主要分为3个步骤：

（1）二次设备的状态信息和数据通过移动终端扫描附带的二维码获得，并且设备的状态信息和数据可以通过移动终端进行核实修改。

（2）通过无线网络上传扫描获得的二维码信息，经过平台前置服务器接口上传至移动运维管理系统。

（3）通过移动运维管理系统对上传来的数据进行整理，再传给设备评价模块，通过已设定好的评价标准和规则，设备评价模块对设备整体状态进行评价，获得二次设备的状态[6]。

通过以上过程，可以获得每一台设备、每一个变电站间隔、每一个变电站相应的运行状态，给二次设备的管理、运维、检修提供了可靠的信息。

4    基于自动检测系统的移动运维平台

通过以上分析，根据自动检测系统的快速性、便捷性，对自动检测系统设计进行修改，使得自动检测系统能够将检测结果通过网络传输到移动运维平台，移动运维平台接收到信息后，不仅可存储在自身的检验管理模块、验收管理模块中进行数据的处理，还可以通过增加二次设备风险隐患评价模块来对二次设备进行设备评价、评级。可将以上三个部分通过加密网络结合在一起，构成一个综合性的系统，使得信息可以一次收集、多项利用，以提高整个继电保护装置的运维管理水平。

经过修正的继电保护自动检测系统的原理架构如图3所示。

自动检测系統仍旧分为两层，二次开发系统层保持不变，在自动检测层，增加一个网络信息传送接口，通过网络通信接口将检测信息传送至移动终端，再通过VPN专网进入网络应用服务模块，从而进入运维管理平台各模块。

经过修正添加了自动检测系统的移动运维管理平台的框架结构如图4所示。

对于二次设备的一般状态信息，如设备型号、生产日期、投运日期等台账信息，反措的执行、家族性缺陷、超期服役等缺陷信息，可以通过移动终端设备扫描二维码进行收集，收集之后通过无线VPN专网送入运维管理系统。

而对于自动检测的信息，自动检测软件通过网络通信接口程序传送至移动终端进行存储，随后移动终端可以通过VPN专网将信息送至运维管理系统。

基于收集到的二次设备的一般状态信息和检测结果信息，设备风险隐患评级模块可以对二次设备的状态进行评价评级。

5    结语

本文通过对二次设备自动化检测系统、移动运维管理平台和二次设备隐患风险评价系统的原理结构进行梳理，探讨了三者结合在一起的可行性。通过将继电保护自动检测系统和二次设备风险隐患评价系统融入移动运维管理平台，做到二次设备信息的一次收集、多项利用，不仅能够减少一线人员的工作负担，提高收集信息的效率和准确率，还能够极大地提高二次设备的管理水平。本文的探讨还提供了一种新的思路，对于其他设备信息的整理收集也有着很好的借鉴作用。随着日后移动运维平台的广泛推广，二次设备的管理必然会有一个质的飞越。

[参考文献]

[1] 张晓莉，刘慧海，李俊庆，等.智能变电站继电保护自动测试平台[J].电力系统自动化，2015（18）：91-96.

[2] 窦会光，李俊庆，周宏军，等.智能变电站测控装置自动测试系统开发与应用[J].电气技术，2017（9）：75-80.

[3] 杨帅，王开科，南东亮，等.继电保护装置自动化检测系统的研究及应用[J].电气技术，2020（4）：116-121.

[4] 王利平，庞晓艳，朱雨，等.基于物联网和移动互联的二次设备运维技术研究与应用[J].中国电力，2019（3）：177-184.

[5] 曾治安，姚树友，郑晓玲，等.基于移动互联网技术的继电保护设备智能运维管理模式探讨[J].电力系统保护与控制，2019（16）：80-86.

[6] 胡文堂，高胜友，鲁宗相，等.利用设备风险评估的检修策略优化[J].高电压技术，2010，36（11）：2699-2704.

收稿日期：2020-08-10

作者简介：张良武（1986—），男，黑龙江牡丹江人，工程师，从事电力系统继电保护工作。