变电设备智能巡检系统设计说明书

1变电设备智能巡检系统设计说明书21系统概述变电设备智能巡检系统是以实现变电站科学运行、精细化规范管理为目标的信息化管理程序，其通过对变电站的设备定期巡回检查和标准化巡视作业建立了方便可靠的一体化信息平台，并按照预定的计划和任务，定人、定点、定期、定方法、定标准进行全过程管理，可以快捷准确地开展正常巡检、夜巡和特巡工作，还可以对现场收集的数据和信息进行及时、准确、科学的分析统计，使各级生产管理人员能够直观及时地掌握变电站各类设备的运行工况，及时发现和处理设备运行中出现的异常、缺陷和其它安全隐患，保证设备和电网的安全、可靠、稳定运行，实现变电运行管理工作的规范化、标准化、精细化。1.1背景及意义变电站设备巡检是指变电站通过对其所管辖范围内的变电设备进行的定期巡视、检查以保证变电设备正常运行的一项日常工作。它是关系到国计民生的大事。为了实现变电站设备巡检工作的自动化、高效化，减轻工作人员的劳动强度、提高工作质量，基于计算机系统的巡检系统的需求就迫在眉睫了。变电站巡检系统的设计旨在实现包括人员管理、设备巡检、规范化缺陷描述、记录数据管理、检索、报表生成等全部工作的自动化、信息化、数字化管理。先进性在于淘汰纸张，提高工作效率和质量，降低运营成本，缩短故障处理的时间，避免事故的发生。有效地监督巡检员的工作。通过记录巡检时间，保证巡检员的工作“准时到位”。电力系统的事故绝大多数是由于人为的因素所造成的，事故所造成的损失都是以千万元计算的，降低人为事故因素是提高工作安全系数、减少损失的重要环节。当前巡检工作面临的问题：1)缺陷巡视管理工作一直以来都是巡检部门的难点。而到位情况以及缺陷统计则是缺陷巡视管理工作中主要存在的难题；2)电网发展、无人值守变电站增加带来的巡检到位率和巡检质量监控的问题日益突出；3)变电站定期巡视缺乏重点，特别是对易遭受破坏的重要线路区段及变电站；4)巡线人员知识水平参差不齐，在现场仅仅凭经验判断，没有方便的标准可以在现场参照；5)巡视设备面广量大，巡线人员责任心有好有差。“巡线人员是否到位？缺陷定级是否准确？缺陷描述如何量化？”等问题无法进行核实；6)巡视报告内容五花八门，对同一种缺陷的描述不统一，使更高一层管理人员无法判断缺陷的类别，更无法安排处理；37)每日四次的巡视周期内缺陷报告数量很大，伴有重复报告缺陷，靠人力根本无法分类整理，也就不能为消除缺陷提供科学的依据；8)人工书写缺陷记录使工作量巨大，缺陷巡视的效率降低，而且缺陷报告书不易保存；9)手工纸记录的方式，在繁杂的数据统计上，也因为效率低、繁琐也不利于实际工作；10）已有的生产管理系统门类众多，五花八门，但是缺乏有效的手段整合所有的数据；此变电设备智能巡检系统可以帮助巡检人员摆脱原始的纸笔记录方式，降低人为因素带来的漏检或错检问题，实现设备巡视管理的无纸化办公；将各种巡视内容和规范作为硬性约束，在巡视过程中按具体的巡视规范和巡视标准进行巡视，使部门管理层有效监督巡视人员工作状态成为可能，并且可以达到减员增效的目的。对于目前大多数单位的变电站巡视仍然采用人工巡视及笔录的方式，巡视工作的管理较为困难，设备的巡视质量难以保证，更无法对设备的性能进行动态分析的情况，本系统不仅可以准确、完整的记录巡视人员的巡视到位情况，而且能够全面有效的管理设备巡视记录（设备运行情况、运行参数、设备缺陷等），各种完善易用的查询、统计、数据分析更是本系统的特色之处。随着变电站自动化水平的提高，以及无人值守的普及，为防止变电站设备故障，提前发现隐患，变电站巡检逐渐受到重视。介绍了一种基于条码技术的变电站巡检系统，该系统采用具有激光读码器的PDA作为巡检器，可以方便地记录设备缺陷以及设备运行参数，自动记录巡检时间。此变电站巡检系统的功能特色主要体现在以下几个方面：1)确保值班人员巡视到位，强制填写缺陷记录；有效地强化了现场操作（有效防止巡视人员不到位的弊端），提高现场巡检工作质量；2)PDA的引入使得信息记录的容量与方式彻底改变；3)巡视项和缺陷库使用标准术语，极大的提高了设备巡视的工作效率；4)RFID(射频标识)的应用：RFID作为目前最先进的标识码，具备了不易破损、数据可靠、使用周期长，是替代条形码、红外线标识的最佳选择；5)自动生成巡视报表，缺陷记录；6)灵活的任务定制方式（满足多种巡视要求），功能强大，提供丰富的巡视结果查询；7)完善的变电站设备巡检标准缺陷库；8)灵活的任务定制方式（满足多种巡视要求）；9)操作方便，易学易用。我国的整体信息化水平一直比较落后，电力系统同样如此。但由于巡检工作的重要性，同时结合当前的技术环境，已经有了一些产品开发出来，同时也已经开始应用。巡检系统的核心内容应该4是数据采集、数据交换等方面。巡检过程中的数据采集，目前国内外主要应用的技术有信息钮、信息螺栓和条形码以及射频电子识别标签(RFDI)等技术，本系统主要使用RFID来实现设备的自动识别。1.2系统的主要目标总的来说，我国目前电力巡检系统存在着极大的信息瓶颈问题，传统的人工方式很大程度上阻碍了信息的快速传递，导致电力设备的运行状况不能及时的得到反映。通过对成都市武侯变电站的调研结果和该变电站自身的需求分析，我们认为变电站应该尽快建立符合自身需要的巡检系统，该系统应该能满足如下需求：1)巡检终端应当能够支持通过读取RFID标签来自动识别设备。2)设备巡检项目能够自定义。3)能够根据用户要求打印各种巡检报告。4)具有强大的故障分析功能5)系统使用灵活、操作界面友好、维护方便，易学易用6)系统应当具有良好的兼容性和扩充性7)系统应当具有足够的容错性和数据备份功能，使得系统可以可靠运行。8)系统应当具有足够的先进性，应当尽可能的采用比较流行的技术开发本系统。1.3系统设计优势系统的设计不仅要满足使用、结构简洁、层次清晰，还要保证系统的通用性、重用性，易扩展、高性能、同时保证数据的安全，下面分别说明如下：1．良好的可用性、通用性系统提供给用户良好的使用体验，以直观明了的方式展现给用户，并且提供尽可能完善的功能，满足用户的各种使用需要；同时系统也要满足所有相关行业的功能需求，满足各种不同用户的需要，使其具有良好的通用性和行业扩展性。2．良好的扩展性系统设计除了满足现在的业务需要以外，还应充分考虑用户以后业务发展的需要和业务的变更，随着以后业务的发展和变化，可能会有不同的功能需要，因此要求系统具有良好的可伸缩性、扩展性，避免因为以后业务的变化而产生大规模的修改，造成成本的浪费。3．可定制性变电设备巡检，虽然有国家标准，但每个省、市、地方的标准也不尽相同，不同客户的5需求也存在一些差异，为满足不同地方用户的不同需求，需要系统具有可定制的特点，只需进行适当的配置，即可满足不同的功能需要。4．重用性好、模块化、松耦合可重用的软件组件可以避免不必要的重复开发工作，减少代码维护量，减少系统冗余。所有组件在设计时都应尽量减少对其应用环境和条件的假设，而应设计的尽量通用。可重用的组件更容易发现其中存在的问题，从而提高系统架构的质量，同时也有利于系统的修改维护；另外采用模块化、组件化的编程思想，可灵活地进行各功能模块的加（卸）载，使系统具一定程度的伸缩性，降低功能与功能之间的耦合，让系统结构清晰明了，使不同组件可以自由地拆分而互相之间没有什么影响，也可大大方便系统的后期升级和维护。5．高负载能力，高可靠性变电设备智能巡检系统的特点是大数据量、高密集性的网上操作，而且对数据的准确度要求很高。这种服务平台必须有很高的可靠性，能承受高集中性的访问，因此我们要使用经过严格考验的成熟的技术架构作为基础进行开发。同时针对系统的大数据量、访问量高、高负载的特点，通过集群应用，缓存机制，分布式操作等优化手段来解决。通过Apache加应用服务器做集群、加上应用服务器端的缓存技术，满足大数据量，高密集性的网上操作，能承受高集中性的访问；同时数据库也可以做集群，一方面实现数据库访问操作的均衡负载，同时实现数据的同步，保证数据的安全可靠性，保证数据的安全性。6．安全性高随着业务的发展，对系统的稳定性和安全性的要求也随之提高。从设计之初，安全性就是研究考虑的关键问题。系统应当具备适当的授权和验证机制，安全通信能力等，以保证数据安全，防止非法用户使用系统。7．易于部署和维护系统使用JAVA开发技术，采用B/S的体系结构，只用在服务器端安装更新系统程序，客户端只需要IE浏览器，无需安装其他任何软件即可使用，更易于系统的更新维护；同时在服务器端系统采用直接拷贝的绿色安装模式，将程序拷贝后，只用手动导入数据库，然后启动服务即可访问，在服务器端的安装更新都非常方便。1.4需求概述1、业务流程以下为系统整体流程图与业务流程图。6后台数据库客户端PDA巡检人员采集点(设备)采集点(设备)服务器实时交互提交数据接受任务打印机采集点(设备)浏览客户端图1系统流程示意图系统流程描述：1)管理员在后台系统为巡检人员分配任务2)巡检人员通过PDA与主机无线交互，根据自己的用户名下载自己的任务3)巡检人员拿PDA到现场进行信息采集并在PDA中记录结果4)巡检人员拿PDA与主机无线交互，将巡检结果上传给管理主机5)管理员可根据上传的结果进行分析或报表打印6)后台服务器还可与第三方系统进行接口7图2业务流程图图3业务流程图（2）业务流程描述：1)部门领导事先安排巡检任务，即指定巡检员于某一日期对某些变电站实施巡检。2)把任务录入PC机系统中，任务未执行前亦可进行修改、变更。第三方系统巡检部门领导安排巡检任务把巡检任务录入到PC把巡检任务通过无线传输下传到PDA设备巡视状况统计报表输出对巡检结果进行处理通过无线接口连接PDA，读入巡检结读入巡检任务确认巡检人员信息巡检结束，归总巡检结果上传巡检结果智能巡检系统PDA设备应用程序对电力设施进行检查，并通过PDA把巡检结果记录下来。到达指定监测点，RFID进行扫描PC机应用程序83)使用PDA从PC机系统下载相应的变电站、设备等信息。4)巡检员领取PDA，输入本人的信息，从PC机系统下载的巡检任务5)根据PDA中显示的任务安排，巡检员对指定的变电站进行巡检。6)到达每个巡检点后，巡检员对该点的FRID标签进行扫描，以确认其来到巡检点。7)对指定设备的运行情况进行检查，并将检查结果输入到PDA中。一般对设备的缺陷有标准的描述选项，巡检员只需选择即可。但遇到特殊情况也可以手写输入备注信息。8)任务结束后，巡检员上交PDA。9)通过PDA将巡检结果上传到PC系统中。10)PC系统对巡检结果进行数据处理，然后提供给部门领导检查和发往其他检修、消缺等相关部门处理。最后将数据存入数据库。2、功能需求1)通过系统参数设置，可以定义具体的设备类型以及每种设备类型所需要检测巡检项目以及巡检项对应的具体巡检内容，定义标准化的缺陷类型和缺陷内容及详细的缺陷参数并可以动态的添加、修改、删除。2)制定巡检任务，并可以根据实际情况进行修改和查询功能。3)对相应的巡检人员进行初始化，巡检人员下载后台管理人员安排的任务，巡检人员根据任务书上的提示进行信息采集，当出现的问题在缺陷内容中不存在时，进行手写输入。4)当巡检结束后，巡检人员将所采集的数据通过无线传输方式上传到后台系统，后台管理人员对采集的数据进行数据库的备份与恢复。5)根据所有巡检人员所收集的数据进行缺陷统计，可根据实际要求制定相应报表。当出现缺陷库中无记录的缺陷时进行添加或修改记录。6)管理组织功能，用于设置用户访问各页面和功能的权限设置并可动态的添加、修改、删除巡检工作人员。7)管理人员可根据上交的巡检情况对巡检人员的工作状态作出评价，对任务巡检工作进行更好的监控与管理。8)PDA终端可下载巡检任务，上传巡检结果。9)识别巡检人员并通过RFID识别设备。10)PDA终端可查看任务11)手持移动终端应该是完整的一体化的设备，轻巧便携，使用简便，维护培训成绩低。12)实现巡检操作的模板化：工作人员可以根据模板内容而不是单纯依靠自己的经验来进行巡9检。由于具有标准的工作流程和规范准确的缺陷