基于移动互联网的变电带电检测运维系统

渠志江，秦福宁，张忠蕾，李建超，任保忠

(国网聊城供电公司， 山东 聊城 252000)

0 引言

变电带电检测是为进一步提升公司变电带电检测精益化管理水平的关键技术，通过变电带电检测的优化设计，实现对变电检测业务的全方位支撑，有效提升公司管理模式的创新和发展，提升带电检测作业安全管控水平，在移动互联网平台下，进行变电带电检测运维系统的优化设计，建立变电带电检测运维系统的优化控制模型，采用全过程管控的方法，提高变电带电检测管理水平和工作效率已成为相关领域的研究热点[1]。研究变电带电检测运维系统的优化管理方法，根据应用用户和运维人员进行运维管理的交互控制，推进变电带电检测标准化管理，促进各项管理要求落实，研究变电带电检测运维系统的优化设计方法具有重要意义[2]。对变电带电检测运维系统的设计是通过变电带电检测规范性、安全性和标准化设计实现的，通过系统的优化设计，提高变电带电检测规范性、安全性、标准化、工作质量和作业管控水平。

本文提出基于移动互联网的变电带电检测运维系统，设计系统的硬件和软件，通过仿真实验分析变电带电检测运维系统的性能，得出有效性结论。

1 系统的总体设计构架和功能结构分析

1.1 系统的总体设计构架

为了实现对变电带电检测运维系统的优化设计，需要首先进行变电带电检测运维系统的总体设计构架，基于变电“五通一措”(验收、运维、检测、评价和检修五项通用管理规定和反事故措施)管理体系及要求，建立变电带电检测运维系统，结合互联网环境下的实际业务需求，进行变电带电检测运维系统的移动作业平台设计，通过变电带电检测运维系统的平台构造设计，推进变电带电检测标准化管理，本文设计的变电带电检测运维系统的功能模块分为业务系统模块、专家支持模块、集成信息处理模块、人机交互模块和网络模块等，建立变电带电检测运维系统的业务扩展模型，在专家支持系统中，进行变电带电检测运维系统的模块化构造设计[3]，变电带电检测移动作业平台及移动应用App在信息外网统一设计部署，平台端包括任务管理、数据分析、绩效管理、人员管理、专家支持、典型案例库和仪器管理等功能模块。系统的总体设计构架,如图1所示。

图1 系统的总体设计构架

1.2 系统功能模块分析

根据图1所示的变电带电检测运维系统总体设计构架，进行变电带电检测运维系统的模块化开发设计，分析变电带电检测运维系统的功能结构组成，在变电带电检测移动作业平台中，进行变电带电检测运维系统的模块化开发。进行移动应用App项目建设，实现移动作业平台综合展示、任务管理、数据分析、人员管理、绩效管理、信息告警、专家支持和资料库管理等功能与移动应用App作业流程管理、工作评价、专家支持和在线学习等应用之间的数据互联互通，提高变电带电检测规范性、安全性[4]。系统的功能结构组成,如图2所示。

图2 系统的功能结构模块组成

分析图2所示的变电带电检测运维系统的功能结构组成得知，通过对系统的专家支持、典型案例库和仪器管理等操作，建立变电带电检测运维系统的目标支持模型，通过专用拍照设备拍摄红外和局放照片，进行变电带电检测任务的关联性调度和自适应控制，并根据检测项目的历史检测数据，形成“趋势曲线”在线数据分析，对存在异常数据描红提醒(依据检测结论：正常和异常区分)，使检测人员能清晰地对异常数据的发展情况进行判断[5]。

2 系统的设计与实现

采用人机交互模块进行变电带电检测过程中的指令交互和程序加载，以嵌入式集成处理器作为控制核心芯片，构建变电带电检测运维系统的主控模块，AD转换器采样通道为8通道同步采样，结合ZigBee组网方案构架变电带电检测的网络通信协议。采用嵌入式的交叉编译技术进行变电带电检测运维系统的程序编译[6]，在MCU控制单元进行变电带电检测运维系统App控制，并对各个模块设计描述如下。

2.1 移动作业终端业务功能模块

在移动作业终端业务功能模块中，检测人员登录移动应用App点击【我的作业】查看【待办】和【在办】任务列表，【待办】默认显示检测时间为当天的任务，【在办】显示正在进行中的任务，可通过检测时间范围查询任务信息。点击【任务列表】查看任务详情，点击【下一步】在流程列表中选择执行任务流程，对于一个任务对应多个检测流程的情况，变电带电检测分为“开关柜超声波局部放电带电检测、开关柜暂态地电压(TEV)检测、红外测温检测、GIS超声(AE)局部放电检测、GIS特高频(UHF)局部放电检测”5个作业流程。构建变电带电检测运维系统的智能控制平台，设计接口程序实现控制指令的远程传输，基于IEEE488.2标准下Bus总线，进行变电带电检测运维系统集成智能控制系统的嵌入式开发[7]。移动作业终端业务功能模块界面,如图3所示。

图3 移动作业终端业务功能模块界面

2.2 绩效管理模块

变电带电检测分为“开关柜超声波局部放电带电检测、开关柜暂态地电压(TEV)检测、红外测温检测、GIS超声(AE)局部放电检测、GIS特高频(UHF)局部放电检测”5个作业流程。在任务执行流程中，在相关流程节点挂接仪器选择、标准作业指导书、安全提示卡和检测报告等图标，依据移动作业平台统计检测人员的作业任务数，检测人员可利用App查询所属班组及个人时间范围内的作业任务数，可通过检测项目、检测变电站和检测时间多条件进行查询对比[8]，检测人员可实时掌握自己的工作情况，从而实现绩效管理。绩效管理模块,如图4所示。

2.3 专家支持模块

专家支持是检测人员根据现场实际情况，利用移动应用App与移动作业平台专家平台实现变电带电检测运维系统专家支持功能。在嵌入式Linux的内核结构中进行变电带电检测运维系统的硬件开发和嵌入式设计。分析变电带电检测运维系统的功能结构和技术指标，在专家支持模块中，检测人员可利用App通过案例分类、资料名称多条件查询历史照片、检测报告和异常图谱典型案例，实现资料共享，采用32位嵌入式设计方法进行变电带电检测运维系统的输出信息采样[9-11]，构建变电带电检测运维系统的智能控制平台，设计接口程序实现控制指令的远程传输。专家支持模块,如图5所示。

图4 绩效管理模块

图5 专家支持模块设计

2.4 仪器管理模块

仪器管理利用移动App扫描仪器二维码方式记录仪器使用信息并回传至移动作业平台，主要是仪器的出库、入库和出去库详情。点击仪器名称和型号，显示仪器的具体信息，如仪器编号、仪器名称、型号、生产厂家、主要用途、购置日期、预报废日期、检验周期、检验单位、本次检验日期、下次检验日期、检验结论、存放位置和说明书等信息[12]。仪器管理模块设计,如图6所示。

根据上述模块化设计，建立符合企业视觉系统(VI)总体设计要求的变电带电检测运维系统模型，信息系统页面必须遵循标准html规范，支持包括IE系列浏览器在内的多种浏览器，系统数据库应满足如下性能指标：平均SQL响应时间不得超过10秒；SQL查询涉及多表，并且多表笛卡尔积的数据量小于10万条数据时，复杂事务处理的页面响应;当系统进行复杂事务的处理且响应时间较长时，系统应根据事务内容分级逐步响应，系统的吞吐量,如表1所示。

3 实验测试分析

在上述进行系统的模块化设计的基础上，进行实验测试分析，在移动互联网环境下，采用交叉编译模块进行企业视觉系统的模块化设计，系统软件采用操作系统：Linux或Windows Server 2008，数据库：Oracle Database:11.2.0，测试工具采用LoadRunner、Rational、Junit，建立变电带电检测运维系统的系统资源库和数据库，在不同的硬件平台上，实现变电带电检测和运维管理，在Linux或Windows Server 2008平台上实现系统的软件设计。根据被测设备的材料设置辐射率，作为一般检测，被测设备的辐射率一般取0.9左右。设置仪器的色标温度量程，一般宜设置在环境温度加10 K～20 K左右的温升范围。开机后，运行检测软件，检查仪器通信状况、同步状态和相位偏移等参数。进行系统自检，确认各检测通道工作正常。根据检测项目的历史检测数据，形成“趋势曲线”在线数据分析。例如,暂态地电压检测：纵坐标为(最大信号幅值-背景噪音)，横坐标为测试时间；红外测温：纵坐标为实测温度(长度为历次测试中的最大值)，横坐标为负荷电流。检测性能曲线,如图7所示。

图6 仪器管理模块设计

表1 系统的吞吐量

分析图7得知，采用本文方法进行变电带电检测运维系统输出稳定性较好，可靠性较强，通过上传图片功能将专用拍照设备拍摄的红外和局放照片与检测任务进行关联，完善检测报告信息后，形成检测报告，并提供检测报告查看和导出功能。

4 总结

在整个电力企业中，输变电设备状态良好与否，直接对整个电网的安全运行有着直接的影响。本文提出基于移动互联网的变电带电检测运维系统。依据变电带电检测移动作业平台进行变电带电检测运维系统的模块化开发设计，构建移动互联网环境下变电带电检测运维系统的移动作业平台，统计不同检测负责人时间范围内检测变电站任务数，利用App与现场检测人员实现远程控制，在移动互联网环境下，采用交叉编译模块进行企业视觉系统的模块化设计，建立变电带电检测运维系统的系统资源库和数据库，在不同的硬件平台上，实现变电带电检测和运维管理，在嵌入式开发平台实现系统的软件设计。研究得知，本文方法进行变电带电检测的可靠性较高，稳定性较好。

(a) 红外测温检测

(b) 开关柜暂态地电压检测