变电站巡检系统的开发与应用
国网徐州供电公司的研究人员李亚会、何成宝等，在2018年第9期《电气技术》杂志上撰文，阐述了变电站设备巡视工作的重要作用，介绍了变电站内设备巡视到位率现状，提出了一种现场设备扫码和远程记录相结合的设备巡视法，设计了一套手机终端和远程服务器相结合的设备运维巡视系统，并在设备巡视中进行试用，效果良好，提高了设备巡视到位率，同时第一时间发现并处理了设备缺陷，进而保证了设备的安全稳定运行。
变电站设备巡视[1]工作是变电运维人员的核心工作，通过设备巡视，能够掌握设备运行状态的第一手资料，从而第一时间发现、审核、上报和处理设备运行过程中存在的缺陷[2]，进而保证设备安全、可靠、稳定的运行。
目前，变电站巡视工作质量不高，经常出现“漏巡”、“延巡”、“不会巡”等巡视不到位现象，而目前的解决办法是，通过提高人员管理、人员培训或抽查监督等方法进行提高巡视质量，但人员责任心强弱不同，知识技能水平参差不齐，缺乏有效的技术手段，进行人员巡视定位监督和重点巡视内容推送，往往导致人员不巡视或巡视中不能发现缺陷，同时无完善的变电站在线监控系统[3]，进而导致缺陷更进一步发展，影响供电的安全可靠性。
2016年11月12日，徐州供电局辖区35kV某某变电站在巡视后的第二天，变压器重瓦斯保护动作跳闸；2017年5月19日，在熄灯巡视测温后的第二天，发现110kV某某变电站潘东线788开关电流互感器内部过热故障导致跳闸[4]等。
本文通过技防手段，开发一种设备巡检系统，通过“手机终端+远程服务器”的方式[5]，完成对巡视人员的实时定位，重点巡视信息扫码推送，远程后台实时监控的功能，进而提高运维人员巡视质量，保证巡视到位率。
本文将该系统应用于青山泉运维班所辖的16座变电站，与传统单纯依靠人员责任心进行巡视相比，该系统的应用极大提高了设备巡视到位率，设备缺陷发现率，进而保证了设备安全运行，提高了供电安全可靠性。
1 系统构架
系统网络拓扑结构和通信链路如图1所示。具体为巡检数据需要运维人员在设备现场通过手机终端扫码获取，并自动上传至远程服务器，远程服务器记录数据的同时记录运维人员的位置信息[6-7]，同时推送设备的重点巡视内容，保证不同技术水平人员对重巡视内容一目了然，进而保质保量地完成整个巡视工作。
图1 系统构架图
2 系统整体设计
依据系统构架图，本文将该系统从手机终端和远程服务器[8-9]两个方面进行单独开发，然后联调联试，根据各个部分的组成成分，对方案进行了进一步分解，并具体到完成该部分的模块。整体设计树如图2所示。
图2 整体设计树图
2.1 操作系统
在对比了ISO系统、安卓系统和微软系统后，选用了设计开源、使用熟悉度高、性价比高的安卓系统，并根据现场实际应用需求，选用了Vivo Y66型号手机，作为开发和应用软件平台。
2.2 软件设计
考虑到手机对二维码识别准确率高，应用普及广泛，本文使用APICloud进行了扫码软件的开发，通过程序设计在手机上实现了任务接收、任务查看、扫码巡视等功能[10]，如图3所示，并进行了调试，最终完成“运维巡视”软件的开发。
图3 “运维巡视”软件使用图
2.3 自建机房服务器
考虑到徐州市区变电站根据管辖范围共分设四个运维班，每个班组分2组人员进行巡视，同时巡视的最大值为8个手机终端，考虑到其他情况，设计搭建的服务器满足10个手持终端同时工作，搭建此服务器采用的硬件，见表1。
表1 服务器组成表
2.4 MySQL搭建数据库
由于MySQL数据库具有开源特性，针对一些对数据库有特别要求的应用，可以通过修改代码来实现定向优化，安装简单，使用快捷，因此采用MySQL数据库进行数据库开发[11-12]，数据库主要包括变电站设备信息、重点巡视信息、设备二维码信息、人员信息和任务池以下5大部分。
本文首先统计了青山泉运维班21人的用户名和密码，作为用户人员信息录入数据库；为了保证数据库的完整性，在现场逐个统计了青山泉运维班所辖的15座变电站内巡视路线信息和变电站内主设备（主变、断路器、刀闸、电容器、消弧线圈、开关柜等）双重名称，并根据现场运行规程编制各设备重点巡视内容信息，然后生成对应的设备二维码信息；任务池主要用来存储、推送和接收各变电站全面巡视、正常巡视和熄灯任务。
在数据库生成设备二维码信息后，与标签公司合作，批量制作了青山泉运维班所辖的16座变电站各设备的巡视二维码，并进行现场张贴于便于扫码的部位，如图4所示。
图4 现场设备二维码
2.5 NetBeans网站开发
使用NetBeans进行网页开发[13-14]，根据运维人员对操作使用习惯，进行网站功能及界面优化，最终设计了用户登录界面，如图5所示，通过输入数据库内录入的用户名和密码，可以通过登录按钮链接到巡视任务派发界面，在此界面需要填写本次巡视任务基本信息，如巡视类型、巡视班组、巡视变电站、巡视人员等，如图6所示，填写完成可以点击保存并发送按钮，将任务发送至手机终端；同时设计了后台记录界面，可以实时获取运维人员巡视全过程，如图7所示，通过外部服务器和数据库链接，完成不同界面的各个功能。
图5 系统登陆界面
图6 巡视任务派发界面
图7 后台记录界面
3 实际效果
全部开发任务结束后，对电脑端巡检网站、服务器和手机端运维巡检APP进行了联动调试，实现了网站后台派发巡视任务、手机终端接收巡视任务、扫码重点巡视信息提示、巡视信息实时回传、巡视流程全程监控的功能。
2017年9—11月份，将运维巡检系统在青山泉运维班全面推广应用，由于巡视过程全记录，有效制止了部分人员责任心不强，导致“漏巡”和“延巡”现象，保证了100%的巡视到位率，同时手机扫码后，具有推送重点巡视信息功能，有效提高了运维人员巡视技能水平，避免了部分人员“不会巡”的现象。
新系统投入使用后，保证了100%设备巡视到位率，同时提高了设备巡视质量，在9—11月份试运行期间，运维人员共发现一般缺陷28个，严重缺陷12个，危急缺陷3个，较往年同期水平环比上升9个百分点，第一时间安排消缺工作，有效保障了设备及电网的安全可靠运行。
本文介绍了一种设备运维巡检系统的设计方案，并对方案分解细化到具体实施模块，成功开发了一种设备运维巡视系统，并将其应用青山泉运维班变电站设备巡视工作中，解决了运维巡视到位率低、巡视质量差、不能及时发现缺陷而导致异常及事故发生的难题，具有比较好的现场应用效益。在今后的工作中，将进一步融合变电站倒闸操作、缺陷管理等功能，使变电站运维效率和设备管理水平更上一个台阶。