智能巡檢系統(tǒng)在二級水電站中的應(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，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。

設(shè)備巡檢工作是發(fā)電站運行的重要日常工作，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，不能實現(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)險管理體系的建立，檢修決策需要全面的設(shè)備日常運行數(shù)據(jù)作為支撐，這對運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，實現(xiàn)了運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

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、時間間隔、線路巡視各巡更點，讀取各巡更點信息，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)備的運行數(shù)據(jù)抄錄在巡檢表上，并手動輸入到電腦中。

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：

(1)無法對巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，設(shè)備運行數(shù)據(jù)、運行狀況統(tǒng)計分析困難；

(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)正式上線運行。此智能巡檢系統(tǒng)由巡檢終端、數(shù)據(jù)通訊模塊、后臺管理系統(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)場數(shù)據(jù)的采集、巡檢結(jié)果的存儲及任務(wù)的上傳；數(shù)據(jù)通訊模塊是指PDA與后臺管理系統(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接口與計算機(jī)串口連接；后臺管理系統(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的巡檢記錄回傳到后臺數(shù)據(jù)庫并存儲。智能巡檢系統(tǒng)使用流程如圖2所示。

巡檢員登錄時在手持終端上輸入用戶名和密碼，驗證未通過時提供錯誤提示，登錄成功后顯示巡檢系統(tǒng)首頁。然后點擊下載任務(wù)欄下載未執(zhí)行任務(wù)，再點擊采集數(shù)據(jù)欄進(jìn)入巡檢任務(wù)列表。選擇任務(wù)列表后顯示地點列表及條碼輸入框，通過掃描條形碼或輸入條形碼編號的方式檢查是否按照線路行走及條碼輸入是否正確。進(jìn)入項目列表后，如果項目未巡檢則進(jìn)入填寫界面；如果項目已巡檢則進(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。

基于PDA的智能巡檢系統(tǒng)自投運以來運行基本穩(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)時耗費的時間較多；

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

(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，運行人員在查看巡檢內(nèi)容時操作不方便。

針對上述缺點，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。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，明確了巡檢設(shè)備的檢查項目、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)巡檢項目包含對應(yīng)設(shè)備的若干巡視內(nèi)容，巡檢內(nèi)容分為選項型、數(shù)值型以及字符型等。選項型用來記錄巡視設(shè)備正常和異常的運行狀況，數(shù)值型用來記錄抄表數(shù)據(jù)，字符型用于對發(fā)現(xiàn)問題的描述。巡檢人員下載系統(tǒng)自動生成的巡檢任務(wù)，到現(xiàn)場掃描設(shè)備條碼，對應(yīng)的巡檢項目在手持終端顯示，巡檢員按照顯示內(nèi)容核對設(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)啟動設(shè)備報缺工作流程，形成“巡檢任務(wù)啟動—發(fā)現(xiàn)缺陷—消缺”的閉環(huán)管理。通過生產(chǎn)MIS系統(tǒng)，運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)計劃和電網(wǎng)建設(shè)等工作中起到輔助分析作用。此外，運行管理人員還可以通過設(shè)備臺賬信息查詢設(shè)備每天的巡檢數(shù)據(jù)，分析設(shè)備運行狀態(tài)和運行趨勢，為設(shè)備檢修、運維等工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

隨著計算機(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)定運行提供了科技保證。而在實際應(yīng)用中，由于設(shè)備震動、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)一步提高運維人員的巡檢效率。

1 劉更生，鄭揚亮，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)新運行巡檢模式，提高設(shè)備安全水平[J]．電力安全技術(shù)，2012(6)．