智能巡檢系統(tǒng)在二級(jí)水電站中的應(yīng)用

朱建偉，楊永宏

（中國南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司天生橋水力發(fā)電總廠，貴州 興義 562400）

某二級(jí)水電站處在珠江流域的南盤江上，位于廣西、貴州、云南3省交界處，是中國“西電東送”的重要電源點(diǎn)，也是南方電網(wǎng)的重要樞紐中心之一。該水電站為引水式發(fā)電站，引水隧洞3條，發(fā)電廠房安裝6臺(tái)220 MW的發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)1 320 MW，配有500 kV GIS和220 kV GIS開關(guān)站各1個(gè)。

設(shè)備巡檢工作是發(fā)電站運(yùn)行的重要日常工作，而傳統(tǒng)的電子巡更系統(tǒng)具有效率低、巡檢數(shù)據(jù)不全面等缺點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可控與在控。隨著設(shè)備狀態(tài)檢修的開展和風(fēng)險(xiǎn)管理體系的建立，檢修決策需要全面的設(shè)備日常運(yùn)行數(shù)據(jù)作為支撐，這對(duì)運(yùn)行巡檢提出了更高的要求。為此，一種基于手持終端的智能巡檢系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的電子巡更系統(tǒng)，該系統(tǒng)將手持終端和條碼相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行巡檢工作的智能化和規(guī)范化。

1 電子巡更系統(tǒng)及其缺點(diǎn)

該水電站的電子巡更系統(tǒng)建立于2005年，由信息鈕、巡更棒、通信座、巡檢管理系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1所示。該系統(tǒng)利用信息鈕技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)安裝巡更信息鈕，通過巡更棒與信息鈕的接觸來讀取信息。巡檢員攜巡更棒按預(yù)先編制的巡檢班次、時(shí)間間隔、線路巡視各巡更點(diǎn)，讀取各巡更點(diǎn)信息，將巡更棒采集到的數(shù)據(jù)通過通信座下載到電腦中，并進(jìn)行整理分析，這樣就可顯示巡更人員是否按時(shí)到達(dá)、有無漏檢等信息。但是，該系統(tǒng)需要巡檢員將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)抄錄在巡檢表上，并手動(dòng)輸入到電腦中。

圖1 電子巡更系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

但該巡檢系統(tǒng)有如下缺點(diǎn)：

(1)無法對(duì)巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況統(tǒng)計(jì)分析困難；

(2)需另行記錄巡檢發(fā)現(xiàn)的缺陷，無法與巡檢記錄產(chǎn)生關(guān)聯(lián)；

(3)巡檢人員工作效率低；

(4)難以監(jiān)管巡查質(zhì)量；

(5)巡檢項(xiàng)目、周期不明確，巡檢數(shù)據(jù)格式不規(guī)范；

(6)不便于為設(shè)備狀態(tài)檢修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和輔助決策。

2 基于手持終端的智能巡檢系統(tǒng)

2011-11-15，該水電站基于手持終端的智能巡檢系統(tǒng)正式上線運(yùn)行。此智能巡檢系統(tǒng)由巡檢終端、數(shù)據(jù)通訊模塊、后臺(tái)管理系統(tǒng)3部分組成。其中：巡檢終端由手持PDA和條碼組成，用于巡檢任務(wù)的接收、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、巡檢結(jié)果的存儲(chǔ)及任務(wù)的上傳；數(shù)據(jù)通訊模塊是指PDA與后臺(tái)管理系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的中間接口系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)巡檢任務(wù)下載、上傳數(shù)據(jù)通信操作，通過USB接口與計(jì)算機(jī)串口連接；后臺(tái)管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)巡檢任務(wù)的制定、修改和下達(dá)，工作人員在巡檢完畢后可將巡檢終端中存儲(chǔ)的巡檢記錄回傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)。智能巡檢系統(tǒng)使用流程如圖2所示。

巡檢員登錄時(shí)在手持終端上輸入用戶名和密碼，驗(yàn)證未通過時(shí)提供錯(cuò)誤提示，登錄成功后顯示巡檢系統(tǒng)首頁。然后點(diǎn)擊下載任務(wù)欄下載未執(zhí)行任務(wù)，再點(diǎn)擊采集數(shù)據(jù)欄進(jìn)入巡檢任務(wù)列表。選擇任務(wù)列表后顯示地點(diǎn)列表及條碼輸入框，通過掃描條形碼或輸入條形碼編號(hào)的方式檢查是否按照線路行走及條碼輸入是否正確。進(jìn)入項(xiàng)目列表后，如果項(xiàng)目未巡檢則進(jìn)入填寫界面；如果項(xiàng)目已巡檢則進(jìn)入編輯界面，逐一完成后回到系統(tǒng)首頁，最后上傳巡檢任務(wù)至巡檢系統(tǒng)后臺(tái)。

基于PDA的智能巡檢系統(tǒng)自投運(yùn)以來運(yùn)行基本穩(wěn)定，但在使用過程中也出現(xiàn)了以下問題：

(1)手持終端PDA無線設(shè)備兼容性不好，只能采用USB接口與PC機(jī)進(jìn)行通訊，并且每天多次插拔會(huì)導(dǎo)致PDA數(shù)據(jù)接口與PC機(jī)接口連接不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)通訊連接不上、數(shù)據(jù)丟失等問題；

(2)巡檢數(shù)據(jù)量非常大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸交換的速度變慢，巡檢人員在上傳或下載巡檢任務(wù)時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間較多；

(3)需要巡檢的設(shè)備眾多且每個(gè)設(shè)備需要檢測(cè)的項(xiàng)目也多，而手持終端PDA內(nèi)存有限，造成巡檢終端運(yùn)行速度較慢；

(4)手持終端PDA內(nèi)置電池容量不足，在巡檢過程中經(jīng)常需要更換電池；

(5)手持終端PDA屏幕小，分辨率低，運(yùn)行人員在查看巡檢內(nèi)容時(shí)操作不方便。

針對(duì)上述缺點(diǎn)，2013年6月該水電站用IPAD代替PDA作為手持終端，較好地解決了上述問題。

3 智能巡檢系統(tǒng)應(yīng)用效果

3.1 巡檢線路及周期的規(guī)范化

傳統(tǒng)的巡檢方式受到各方面的制約，電站巡檢線路、巡檢周期的設(shè)置不夠規(guī)范，運(yùn)行巡檢與檢修、水工部門的專業(yè)巡視沒有充分結(jié)合，造成人力資源和設(shè)備的浪費(fèi)。在智能巡檢系統(tǒng)使用前，該水電站日常巡檢有3條巡檢線路，每天需要5人專門巡視，工作效率較低。

使用智能巡檢系統(tǒng)后，根據(jù)設(shè)備的重要程度、運(yùn)行環(huán)境、壽命周期、缺陷數(shù)量、管轄部門等信息，合理規(guī)范了巡檢線路和巡檢周期。目前，該水電站共有28條巡檢線路，其中運(yùn)行日常巡檢線路2條，其他為水工及檢修班組巡檢線路。廠房及室外出線設(shè)備每天巡檢1次，勵(lì)磁、調(diào)速器、壓油裝置、水輪機(jī)等主要設(shè)備每晚增加巡檢1次，每天安排2人巡視。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還確保了設(shè)備運(yùn)行處于受控狀態(tài)，降低了設(shè)備缺陷的發(fā)生率。

3.2 巡檢任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化

傳統(tǒng)的人工抄表巡檢方式容易出現(xiàn)漏檢，巡檢質(zhì)量也得不到有效控制，使用紙質(zhì)記錄不能全面反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備缺陷等信息。

圖2 智能巡檢系統(tǒng)使用流程

智能巡檢系統(tǒng)建立的巡檢管理平臺(tái)，明確了巡檢設(shè)備的檢查項(xiàng)目、檢查標(biāo)準(zhǔn)、檢查周期及巡檢數(shù)據(jù)的記錄格式(見表1)，使巡檢任務(wù)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)巡檢項(xiàng)目包含對(duì)應(yīng)設(shè)備的若干巡視內(nèi)容，巡檢內(nèi)容分為選項(xiàng)型、數(shù)值型以及字符型等。選項(xiàng)型用來記錄巡視設(shè)備正常和異常的運(yùn)行狀況，數(shù)值型用來記錄抄表數(shù)據(jù)，字符型用于對(duì)發(fā)現(xiàn)問題的描述。巡檢人員下載系統(tǒng)自動(dòng)生成的巡檢任務(wù)，到現(xiàn)場(chǎng)掃描設(shè)備條碼，對(duì)應(yīng)的巡檢項(xiàng)目在手持終端顯示，巡檢員按照顯示內(nèi)容核對(duì)設(shè)備狀態(tài)，選擇是否正常或填寫設(shè)備數(shù)據(jù)。

表1 勵(lì)磁變壓器巡檢標(biāo)準(zhǔn)

3.3 巡檢數(shù)據(jù)分析的智能化

智能巡檢系統(tǒng)的后臺(tái)管理系統(tǒng)集成在電站原有的生產(chǎn)MIS系統(tǒng)中，共用設(shè)備臺(tái)賬等基礎(chǔ)資料，與MIS系統(tǒng)中原有的設(shè)備缺陷管理流程相結(jié)合。若在巡視過程中發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，可以通過巡檢系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)備報(bào)缺工作流程，形成“巡檢任務(wù)啟動(dòng)—發(fā)現(xiàn)缺陷—消缺”的閉環(huán)管理。通過生產(chǎn)MIS系統(tǒng)，運(yùn)行管理人員可以直接查看到設(shè)備的巡視情況，為管理人員在編制生產(chǎn)計(jì)劃和電網(wǎng)建設(shè)等工作中起到輔助分析作用。此外，運(yùn)行管理人員還可以通過設(shè)備臺(tái)賬信息查詢?cè)O(shè)備每天的巡檢數(shù)據(jù)，分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行趨勢(shì)，為設(shè)備檢修、運(yùn)維等工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，電站巡檢系統(tǒng)從主要依靠人工抄錄信息的電子巡更系統(tǒng)發(fā)展到智能巡檢系統(tǒng)，使巡檢工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化，為電廠設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了科技保證。而在實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)備震動(dòng)、環(huán)境光線弱、條形碼浸水或殘缺等原因，巡檢人員手持終端掃描部分條形碼存在困難，若能夠?qū)⑸漕l識(shí)別技術(shù)(RFID)與IPAD結(jié)合起來，形成一種全新的智能巡檢系統(tǒng)，將進(jìn)一步提高運(yùn)維人員的巡檢效率。

1 劉更生，鄭揚(yáng)亮，冉學(xué)彬．天生橋局輸電線路巡檢系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010(6).

2 楊冬鋒，劉迎迎，金 山．基于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助巡檢系統(tǒng)[J]．華東電力，2012(11)．

3 范建強(qiáng)，萬正喜．移動(dòng)GPRS智能巡檢系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用[J]．華東電力，2009(4).

4 陳 勤．創(chuàng)新運(yùn)行巡檢模式，提高設(shè)備安全水平[J]．電力安全技術(shù)，2012(6)．