一种适用于电网系统的现场便携式打印装置研制

罗 磊，赵才军，李 洪，陈 航，方明利

（1．贵州电网有限责任公司 安顺供电局，贵州 安顺 561000；2．贵州电网有限责任公司 六盘水供电局，贵州 六盘水 553000）

0 引言

电网系统输电专业、变电专业、配电专业正实现数字化转型，一方面依靠大数据、云计算等技术实现电网系统运作的复制和映射，另一方面在管理、流程上提倡精益管理，最终达到消除浪费，进而创造价值的目的[1]。在实际工作中，要秉持“安全第一，预防为主、综合治理”的原则，重点针对现场工作的人身安全和工作效率，结合物联网技术发展数字化电网；以供电可靠性为导向，不断在故障停电和计划停电上实现管理精益化、流程简洁化。

供电可靠性主要涵盖故障停电和计划停电两个方面，其中处理故障停电按照以下环节进行拆解：接到故障信息、找到故障点、隔离故障点、非故障区域开始恢复送电、非故障区域全部恢复送电、抢修结束、线路全部恢复供电；计划停电按照以下环节进行拆解：设备存在缺陷、计划安排、工作准备、安全措施布置、恢复送电。计划停电可控性较强，故障停电偶然性较高，故障停电中多个环节对供电可靠性的影响是本文分析的重点，从非故障区域全部恢复送电到抢修结束可以进行时间和人员的定额管理，可控性较强；从接到故障信息到非故障区域全部恢复送电的过程中是存在多种影响因素的，如路程远近、区域大小、人员技能水平、设备状态、线路属性、客户报障等，该过程存在偶然性。

现场工作中使用的表单，需要工作人员现场使用碳素笔填写，在此过程中存在如下问题（如图1所示）。

图1 传统作业表单存在问题

（1）表单填写时间长，延长了故障停电时间。

（2）表单设计与实际工作所需填写数据存在差异，填写表单时经常出现字数超出或不足，影响工作效率。

（3）人工反复填写整张表单，浪费人力和物资。

（4）安全措施布置错误，被上级退回重新填写表单，并且使用碳素笔填写的过程容错率较低。

（5）工作人员的笔记潦草及对线路设备的名称惯用性不同，导致调度人员识别笔迹时耗时过长。

（6）因笔迹难以识别，导致反复填写工作票。

（7）工作人员在现场和系统之间来回奔跑，浪费时间。

以上问题导致现场填写表单时间过长，导致复电时间过长，客户平均停电时间延长，降低了配网供电可靠性，客户满意度降低，使工作人员身心健康受到影响。

综上，需要从电网常规的故障停电工作、计划停电工作两个方面对纸质版表单开展研究，在系统和现场之间寻找可改善的流程，以人为本，将纸质版表单固化在系统中，便携地运用在现场工作中，进而提升工作效率、降低客户平均停电时间、提高企业经济效益。

1 现状分析

现有电网管理模式下，电网工作人员在接到故障信息到非故障区域全部恢复送电的过程中要依照安全第一的原则和遵循企业的标准制度，按照流程开展作业表单准备及流程作业，如现场勘察、工作票、操作票、物资清单、工器具清单、安全防控单等，此类表单在每一项故障停电工作中不可或缺。随着信息化电网的建设，数字化转型步伐不断推进，现场工作和系统工作的联系愈加紧密，现场工作中产生的基础数据和运行数据需要依托表单联系系统，并基于此类数据开展电网数据分析工作[2]。

由于工作人员在市区、郊区、山路、丘陵等地区作业时花费的时间各不相同，来回两个线程的时间成本较高，例如市区单个线程时间平均为30～40 min，而郊区、山路的单个线程是市区的两倍左右。在两个线程上减少不必要的时间浪费，是影响接到故障信息到非故障区域全部恢复送电过程的主要因素。针对以上情况，考虑工作人员现场使用、修改、完善作业表单的需求，对现场作业表单应用于现场实际的流程进行分析发现，减少在工作现场和办公室之间来回的次数，可以缩减工作时间，进而可以提前恢复送电，从而降低客户平均停电时间，提高客户满意度。

传统打印机从串口数据连接打印逐步提升为区域网数据打印，从传统的线路连接到无线网络、蓝牙数据传输打印，传输方式的变化，意味着网络防护要求的提高。基于国家网络安全建设，供电企业率先响应网络安全建设，严格审核入网设备的网络防护功能，要求各企业要建立严密的网络防护墙，在提高现场工作效率的同时，确保电网系统网络安全。因此，本装置设置为可联网获取数据，也可以脱机运行，在数据连接上采用加密运行的方式，在终端设备、移动端两侧避免数据被泄露和网络被攻破。

2 改进措施

通过开展电网前期规划研究，从配网网架、残旧线路及设备改造、智能化电网建设等方面加强计划停电与临时停电的管理[3]。本研究试图改进在接到故障信息到非故障区域全部恢复送电的过程中需要准备的表单打印方式，使电网工作人员的作业过程更加便捷，效率更高。“精益思想”提出：根据用户需求定义企业的生产价值，按照价值流组织全部生产活动，使要保留下来的、创造价值的各个活动流动起来，让用户的需求拉动产品生产。在供电可靠性上，计划停电和故障停电管控正是基于客户需求以最小的资源投入创造出尽可能多的价值，为顾客提供新产品和及时的服务。本文针对故障停电时间开展改进措施研究（图2），主要改善的是故障抢修过程中的作业表单准备时间，提高从故障现场勘察、故障抢修过程表单准备、故障恢复时的表单张贴便利性和填写效率，提高工作效率，降低成本，从而帮助企业创造更大的效益。

图2 改进措施路线图

（1）基于大数据的复制和映射功能，将电网系统中需要使用的模板化表单电子化、系统化，将该类表单导入安卓、Apple系统的移动端的App中，形成可供选择的数字化表单，可供编辑、存储、删除、索引、查询，支持典型表单导入，便于工作人员实时编辑和查看。在数据模块中可根据历史表单信息，快速选择类似工作表单，迅速编辑，尽快完成表单数据填写。

（2）研制一种轻型便携式打印机，通过蓝牙、无线网、数据线连接等方式连接移动端App，实现工作现场一键打印，打印的纸张有A4、A3纸张和支持可张贴的反光膜纸张类打印，便于现场张贴，适用于电网要求的A3、A4纸张承载的作业表单，同时可以采用多途径的信号连接传输方式，实现迅速打印和反复打印。

（3）研制一种便携式电源装置，可支持220 V电源充电和24 V、12 V电源输出，该电源装置具备蓄电功能，支持轻型便携式打印机现场工作至少5 h。可以长时间地支撑现场工作，便于作业表单的编辑和打印，如隐患通知书、警示标识等。

（4）轻型便携式电源装置和移动端App之间的可以支持多种数据传输方式，例如无线信号传输、数据线串口连接、蓝牙信号连接，满足“一键”快速打印的要求。可以对接手机和平板移动装置，在信号不好的地区、无数据线连接及应急打印时，可以提供多种方式快速响应，当一种信号传输方式出现异常时，还有其他数据传输备用。

（5）研制的现场便携式打印装置作为数据接收端，在接入电网系统时，采用网络密钥加密传输的方式，确保通道独立、数据保密。同时，采用单向数据传输的方式，从App到打印装置数据传输单向数据发送，不接收打印装置反馈信号和数据，打印装置接收到正确信息后，设备上的绿色信号灯闪烁则代表数据传输成功。同时，移动App与打印装置之间的数据传输以密钥验证为准，建立20 min实效性连接通道，表单传输至表单打印完毕后，若依旧需要保持数据连接状态，则每隔20 min需要进行密钥验证，确保网络安全。

（6）现场便携式打印装置作为企业资产列入资产化管理，与工器具台账并陈列于干燥、温度适宜的工器具房实施专业化管理，按照每半年试验和网络安全校验的方式开展检验，同时纳入企业全生命周期管理，从科技成果转化、采购、入网调试、运行试验、报废进行全过程管控。

如图3所示，多种措施并行可以为电网作业人员、电网工程承包商、客户工程及业扩工程等在发电端、送电端、配电端及时快速地开展工作，有效服务电网的运行和维护，快速打印隐患通知书和警示标识；可以快速服务于电网故障抢修管理，纳入供电可靠性流程管理，降低现场工作人员不必要的等待时间，从而降低客户平均停电时间，提升工作效率；可以快速影响现场工作要求，基于大数据的表单模板化，可以快速支撑电网工作人员、工程承包商实现现场勘察、图纸记录、数据记录；支撑电网检验试验表单记录和电网检验试验数据记录和打印，便于工作人员对试验数据进行历史性对比与校验。

图3 专业化服务图

3 改进效果

现场便携式打印装置分为软件部分和硬件部分，一是已导入电网现场工作表单模板和支持再导入其他模板的App，二是支持蓝牙、无线网、数据线连接的现场便携式打印机。区别于传统打印机通过驱动连接终端打印A3、A4纸张，现场便携式打印装置嵌入电网系统作业表单模板，采用手机移动端编辑，通过数据连接的方式实现现场实时打印。

（1）本次研究改进表单模板的方式解决电网现场故障停电抢修、隐患通知书、安健环、工作票、操作票、现场勘察等单据如何快速编辑并打印的问题，区别于手工填写表单，更加简便，便于随身携带；区别于一般打印机，携带电网通用表单模板，实现软硬件多种信号传输和现场手工填写工作票电子化，缩短甚至消除不必要的等待时间。

（2）本装置应用于接到故障信息到非故障区域全部恢复送电过程中的表单编辑和打印，缩短了过程往返时间，消除了不必要的等待时间。

（3）本装置适用于电网系统、第三方工程承包商、设备厂家等。

（4）本装置适用于输电专业、变电专业、配电专业，适用于故障停电、计划停电、现场勘察、现场运维、故障查找、试验检修、电网维护等工作。

应用本装置，故障停电时间可缩短30～60 min，按照45 min（0．75 h）计算，假设全年故障停电140次，变压器（400 kVA）停电平均每次5台，每台变压器服务400户，年降低客户平均停电时间=140×（0．75×400×5）/190 000＝1．1 h/户， 节约电费1．1×140×5×400/0．85≈36．2万元。同时，可有效支撑电网数字化建设，提高客户满意度，节省人力和物资。

4 总结

本文提出的一种适用于电网系统的现场便携式打印装置，将不同专业现场工作的作业表单和系统整合，通过优化流程，使现场作业表单输入、打印、更改更加便捷，在一定程度上解决了故障停电、计划停电流程中的时间浪费问题，保障网络安全的同时提高了现场工作效率，有效降低了客户平均停电时间，提高了供电可靠性；同时，聚焦全过程价值，从停电管理、计划管理过程价值流入手，从精益管理角度对工作流程进行价值判定，建立了一套可推广和复制专业管理体系。

随着电网的数字化转型，现场作业表单会不断发生变化，本装置将紧跟电网步伐，实现作业表单“一键更新”，并在后续实践中不断检验并持续改善。