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1、电网变电智能化巡检系统电网变电智能化巡检系统技术方案第一章、 概述在供电行业中，变电站电气设备多处于长期运行状态，特别是近年来随着无人值守变电站的大量投运，对变电站设备的巡视提出了更高的要求。为了监视设备的正常运行，通常要求巡视人员对变电站设备进行定时或不定时巡视，并对设备的运行状况，运行参数进行记录存档，作为将来设备检修的依据。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。为了实现设备巡检的现代化管理,保证变电设备的安全稳定运行,减轻巡检人员和设备管理人员的工作量,提高工作效率，同时加强巡视人员的监管
2、，巡查与检修工作的衔接力度，使巡检人员的工作方式符合工作规范，迫切需要一套便于人员管理和操作的变电设备巡检系统来改变传统的巡检工作模式，保证人员到位，更有效地了解电力设备的运行状态和运行信息。结合上述需求，设计开发出了“电网智能变电巡检仪系统”。系统创造性地集成了数字识别系统、掌上电脑和计算机网络通信技术的最新研发成果，基于“移动信息平台”概念改造传统巡检工作模式，实现变电巡检管理的电子化、信息化和智能化，最大限度减少漏检、错检，确保电力供应长期高效稳定运行。 第 7 页第二章、 系统结构产品概述：电网变电智能化巡检系统产品版本：4.0系统架构：客户端/服务器模式适用范围：系统应用范围为35k
3、V及以上有人值守、无人值守变电站和集控站巡检作业的现场工作系统，同时具备对巡检工作的管理能力。一、 设计依据1. 中华人民共和国电力法2. 中华人民共和国安全生产法3. 中华人民共和国电力设施保护条例4. 国家电网总2003407号 安全生产工作规定5. 国家电网总2003413号 安全生产工作奖惩规定6. DL 5009.31997 电力建设安全工作规程(变电所部分)7. 国家电网生2003387号 变电站管理规范（试行）8. GB 8567：软件工程国家标准二、 设计原则1. 先进性系统基于先进的硬件架构和软件平台，创造性地集成了当今计算机、网络通信和嵌入式技术的最新进展，最大限度地保证了
4、系统的整体先进性。2. 可靠性：系统硬件均选用成熟、稳定的产品，经历过严格的测试，能满足恶劣工作环境下长时间可靠运行的要求；在系统软件设计中充分考虑信息安全、用户接口管理等相关技术，进一步保证系统具有超强容错性和长期稳定性。3. 开放型：系统基于开放式的系统结构和标准化的设计模式，系统的网络协议、数据库操作、产品的集成和开发工具都遵循业界主流标准，确保与现有MIS和其他电力自动化系统的平滑过渡和无缝连接，充分体现系统全面的开放性。4. 扩展性：系统硬件组合方式多样，功能配置灵活，具有强大的“组态”功能；模块化和层次化的软件设计模式使得系统可方便地进行升级和外部扩展，不断满足各类用户的需求。5.
5、 易用性：系统基于人性化的图形操作界面，简洁、友好、直观，用户易学易用。三、 系统工作原理首先在变电站设备巡视线路上设定一系列的“巡视点” ，贴上设备“标签”（条码或射频卡），巡视人员巡视到该巡视点时，先用PDA巡检仪读取该标签里的信息，读取成功后，记录下人员的到位信息和时间，同时根据巡检仪的提示，按作业指导书对设备进行仔细检查，有隐患和历史缺陷的设备根据提示作进一步的重点检查，并对各种参数和工作状态进行现场采集录入。巡视完成后，巡检仪把数据上传给管理系统，就可以对巡视工作进行记录和考核，同时对设备运行情况进行收集和数据分析。四、 系统拓扑电网智能变电巡检仪系统由巡检仪（PDA）和后台管理机组
6、成，并能通过本地、远程或无线网络实现数据交换，并能与现有的电力信息管理系统（生产MIS）的网路互联和信息共享。通过USB完成数据上传下载生产系统应用服务器，支持DB2、Oracle、SQL Server 2000、Sybase等数据库客户端产生各种报表编制巡视计划每巡视点的巡检过程到位识别未消缺的缺陷复查记录新缺陷和巡视数据按照作业指导书进行巡检RFID或无线网络上图为基于客户端/服务器网络结构的电网智能变电巡检仪系统拓扑图，巡检仪通过本地USB接口或无线网络与服务器进行通讯，客户浏览端通过HTTP协议与Web服务器进行通讯，Web服务器与后台数据库直接交互，最终实现巡检信息的存储和持久化。五
7、、 系统性能1. 系统的负载率指标l 在任意5分钟内，服务器CPU的平均负荷率35%l 在任意5分钟内，人机工作站CPU的平均负荷率40%l 在任意5分钟内，主站局域网的平均负荷率20%2. 无故障时间l 平均无故障时间（MTBF）25000小时l 系统（软件部分）正常寿命为4年。系统在给定的性能指标下运行，连续2000小时内无需人工调整和维护。3. 系统存储指标l 在设计年限水平，历史数据存储时间5年。l 设计容量除满足是系统设计年限的要求外，还能保留200%的备用容量。系统能提供转储（如写入磁带）/重新安装（如从磁带恢复数据）技术手段。六、 开发工具系统采用目前最流行的网路多平台开发架构，
8、以实现系统跨平台的应用需要。l Microsoft Visual Studio.Net 2005l Microsoft .Net Framework 2.0l Microsoft Pocket PC SDKl Power Designer 9.5l Microsoft Visual SourceSafe 2005第三章、 系统要求一、 服务器软硬件要求l 服务器需要CPU 至少P4 3.0G、内存至少1G、硬盘至少40G、1块100M网卡、2个USB的接口l 服务器需要安装以下操作系统之一：MS Windows 2000 Server、MS Windows Server 2003 l 服务器需
9、要安装以下数据库之一：DB2、MS SQL Server 2000、Oracle 9i；l 服务器需要安装IIS服务和.net Framework 2.0；l 服务器需要安装Internet Explorer 6.0以上版本二、 客户端软硬件要求l 客户端需要CPU 至少P3 1G、内存至少128M、1块10M/100M网卡l 客户端需要安装以下操作系统之一：Windows 2000、Windows XP、Windows 2003l 服务器需要安装Internet Explorer 6.0以上版本l 如客户端为巡检班组使用，则需要安装MS ActiveSync 4.0以上版本三、 PDA软硬件
10、要求l 巡检仪硬件设备要求Pocket PC、Pocket PC Phone、Smartphone，CPU采用Intel XScale系列300MHz以上，内存至少64Ml 巡检仪必须有GPS定位模块l 巡检仪可以扩展后备电池模块l 巡检仪采用Windows Mobile 2003l 巡检仪采用微软SQL CE 2.0数据库以下是条码识别与RFID识别的对比类 别条形码RFID备 注外观尺寸RFID标签在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。条码尺寸也非常小设备安装条形码粘贴在电厂设备表面即可。RFID标签可以直接埋在设备基座上或粘贴在设备表面安装设
11、备简单，工序简单。可维护性条形码、RFID标签只需重新粘贴简单方便可复用性条形码无法再次被使用。RFID标签则可以重复地新增、修改、删除卷标内储存的数据，方便信息的更新。适应性在被覆盖的情况下， RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质；条形码根本无法做到。记忆容量RFID最大的容量则有数MB，对RFID卷标容量也可扩充；条形码几乎不存储信息。安全性RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造；条形码很容易复制和仿造。低成本条形码采用特殊纸制材料，防水、防撕，不易褪色，成本低廉RFID标签选择余地大成本可控制非接触方式条形码是利用激光进行扫描，无
12、需接触RFID是无线标签，读取信息时无需接触。温度范围条形码为纸质材料，工作温度范围宽，但无准确资料RFID工作温度范围达到-40+80以下是目前通过测试后所能支持的PDA列表：品牌及型号RAMROMCPU型号及主频CFSD蓝牙操作系统华硕A620+64M32MIntel Xscale PXA255 400MHzPocket PC华硕A620+BT64M32MIntel Xscale PXA255 400MHzPocket PCDOPOD 696i128M64MIntel Xscale PXA263 400MHzSmartphoneDOPOD 81864M64MIntel XScale PXA
13、272 416MHzSmartphoneHp hx219064M128MIntel XScale PXA270 312 MHzPocket PCHp hx195032M64MSamsung S3C2442 300MHzPocket PC以下是目前通过测试后所能支持的条形码识别模块列表：品牌及型号扫描性能接口SY-BarCode303扫描刷新率：约100次/秒；扫描角度：60度；激光类别：2类激光CF卡以下是目前通过测试后所能支持的RFID识别模块列表品牌及型号识别性能接口SY-RFID302频率：13.56MHz (HF) 读取范围：10厘米支持标签类型：ISO15693 ICode SLI/
14、SL2, LRI512, my-d & Tag-It HF-ICF卡四、 环境要求买方应为系统服务器提供国家GB2887-82计算机场地技术要求所规定的机房的场地、照明、接地、温度、湿度、尘埃等环境条件。第四章、 系统功能一、 PDA客户端功能1.1 PDA系统安装系统安装采用“一键式”，安装向导无须用户交互，方便简单。1.2 数据同步1. 智能同步技术用户只需要输入远程服务器的IP地址和端口号（可省略），即可完成同步。此处我们采用最新的数据同步技术，对数据智能识别同步，与本3.0产品相比较，无需人工参与，速度更快50%。数据智能同步技术会对数据进行智能优化，自能识别并除去不必要的数据信息，有
15、效地利用PDA存储空间。数据同步包括的数据下载更新和数据上传两个部分，这两个部分都是同时操作，无须分开同步。2. 空间不足报警如遇到空间少于1M的情况，系统会进行报警。1.3 登录根据用户名和密码，判别用户是否合法。阻止非法用户登录系统。登录成功后，系统将进入任务提示界面。1.4 任务完成情况提醒在退出系统时，系统会提示是否全部完成布置的巡视任务。若没有完成则提示还有多少个巡视点未巡视。1.5 巡视前准备的提醒在巡视工作前，依据作业指导书，向巡检人员确认：人员要求信息、危险点分析信息、作业流程信息、巡视工器具的工作前确认，充分做好准备工作。1.6 到位判断当巡检人员到达巡视点后，通过扫描条码或
16、RFID设备来识别是否到位，如果到位，巡检仪系统将进入作业指导书巡视卡界面，否则，系统会提示警告信息。1.7 条码/RFID支持更具用户使用要求，本系统提供对条码和RFID卡的识别支持。在“设置”菜单中，用户可以自由选择相应的方式。 1.8 强制按路线巡视在巡视任务中，班长若设置该任务“强制按巡视线路巡视”，则在上诉到位判断的基础上还对巡视顺序进行检查，如果不符合巡视顺序的要求，则提示应该巡视的巡视点信息。1.9 多变电站巡视支持系统支持各种电压等级多种变电站管理模式的巡检（有人值守、无人值守、集控站模式）。如系统允许1个变电站的巡视要求，同时也支持多个变电站的巡视要求。如1个巡视人员1天内会
17、巡视2-3个无人值守的变电站。1.10 作业指导书巡视卡作业指导书巡视卡操作中，系统采用打勾确认方式，保证不漏项、缺项，使得一个缺乏经验的年轻巡检人员也可以轻松上手。1.11 设备监测记录巡检仪具备标准值参考和智能提示的功能，对数值越限或未按要求记录的数据，能及时提示巡视人员。考虑到原有Windows自带键盘界面较小，不利于数据录入。专门开发了下方右图所示的“大键盘”功能，最大程度的方便一线人员使用。 1.12 未消除缺陷和隐患的警示上次巡视人员发现的设备隐患和未消缺德缺陷在当次巡视中需要做重点检查。在巡视过程中，当巡视到一个有未消缺的设备的时候，系统向巡视人员进行报警。巡检人员依据其缺陷的描
18、述和内容判断缺陷是否被消除或该缺陷有升级和降级的情况，并将依据缺陷的真实情况修改缺陷记录或对该记录进行消缺处理。1.13 缺陷记录填写缺陷时采用点选和备注相结合的方式，为方便缺陷的录入，系统提供缺陷模版的快速录入工具，该工具规范了不同缺陷必须要录入的信息，同时大量的候选值也给巡检人员带来了录入上的简便。填写缺陷时，为方便缺陷的录入，系统提供缺陷模版的快速录入工具，该工具规范了不同缺陷必须要录入的信息，同时大量的候选值也给巡检人员带来了录入上的简便。缺陷记录的快捷，取决于缺陷库的完备程度。我公司经过几个省的实施，目前，已经积累了大量的缺陷库记录可以供客户直接使用。1.14 设备属性查看用户可以查
19、询选中的设备详细属性。例如选中某个设备，就可以查询其属性，看到其所属型号、形式、额定电流、额定电压、生产厂家、投运日期等数据资料。1.15 巡检仪属性查看查看设备当前状态：如电池电量信息、后备电池电量信息、系统内存使用情况、设备ID、系统时间、设备操作系统等信息；1.16 电量不足的警告当PDA电池电量到达50%剩余的时候，系统会第一次提示电量不足的警告。当PDA电池电量达到10%剩余的时候，系统会再一次提示电量不足的警告，若此时用户仍不能提供外部电源，系统将会关闭，以保证数据不会丢失。二、 后台管理功能2.1 登录根据用户名和密码，判别用户是否合法。阻止非法用户登录系统。2.2 作业指导书维
20、护1. 作业指导书范本编制以企业现场安全生产、技术活动的全过程及其要素为主要内容，按照企业安全生产的客观规律与要求，制定作业程序标准。2. 作业指导书范本审核编写完成后的作业指导书范本进入电子审批流程，范本必须经过管理员审核、批准通过后才可以执行。3. 作业指导书范本导出、打印系统支持将作业指导书范本导出Word格式，同时支持作业指导书范本的打印。4. 启用/停止设备的作业指导书在变电站中有一些设备会经常切换在启用或停用状态，在两个状态之间的巡视作业指导书有内容上的差异，为了保证巡视项目的即时更新，系统支持巡视项目的“启停”的概念，使用“启停”会将停止运行的设备的巡视内容不在PDA中显示出来。
21、2.3 支持一般巡视和特殊巡视不同的作业指导系统不但支持一般巡视外，还支持雨后巡视、雪后巡视、修试后巡视等特殊巡视。2.4 设备监测记录维护设备监测记录是巡视过程中对设备运行数据的记录，设备监测记录可分为数值或字符型两类。巡视人员采集设备监测记录后，可以自动生成为“每日设备监测记录报表”、“设备监测记录区间分析（图）”、“避雷器数据统计表”等报表。系统还支持对设备监测记录的缺省值功能。对于避雷器等数据，很少发生变动，可将其设置为缺省值，现场可以不用再录入。如果下次再发生变动后，系统会自动更新，新的数据又将作为下次巡视依据。2.5 任务管理任务管理是为了班组人员对其所负责的变电站和人力资源进行计
22、划、组织和管理的过程。1. 任务模式l 有人值守：当次布置任务，当次巡视本变电站l 无人值守：一次布置任务，巡视多个变电站2. 任务分配通过任务管理，巡视班长可以简单且快捷的创建巡视任务，巡视任务支持多个变电站。巡视任务支持设定班次、轮次、异常程度、处理措施、巡视周期。3. 强制按巡视线路巡视.根据管理需要，系统可以支持对变电站的巡视任务是否强制按巡视路线进行巡视。制按巡视路线是要按巡视点的排列顺序巡视，如果一个巡视点没有到位，就不能进入下一个点巡视。4. 巡视漏巡报警对于执行后的任务，管理者可以利用巡检漏缺检查工具查询一个巡视周期内，设备漏巡的情况2.6 导出任务记录到Excel管理者可以根
23、据需要导出任务到Excel文件进行编辑和打印。2.7 缺陷管理1. 支持非PDA采集的缺陷录入考虑到在大部分缺陷通过PDA采集外，仍有部分缺陷如：保修、领导检查发现的等缺陷还需要通过手工录入，系统支持非PDA采集的缺陷录入。2. 支持非PDA的消缺若用户不要求进行PDA消缺，为了完成缺陷的闭环管理，在缺陷管理中，支持手工消缺处理。3. 根据一个任务浏览该任务中发现的缺陷列表通过查询，可以检索一个任务执行后的缺陷列表。4. 根据时间范围查询新发现的缺陷列表通过时间范围查询缺陷列表。5. 根据指定变电站查询新发现的缺陷列表支持通过变电站来查询缺陷列表。6. 异常支持异常是缺陷的一种特殊情况，指该缺
24、陷对变电站的安全运行已构成某种潜在性威胁的情况，但级别比较低，危害性较小，无消缺期限。因此可根据当地管理需要来决定是否需要支持异常。2.8 缺陷照片管理系统支持对缺陷的照片管理功能，用户可将现场拍摄的缺陷照片上传至管理数据库做永久保存和历史备查，避免了照片丢失，同时也解决了资源不能共享的问题。2.9 过期缺陷提醒过期缺陷是指超过该缺陷级别所规定的消缺时限后仍然未消缺的缺陷没，不及时处理，往往会造成重大事故。作为警报处理，我们将在管理者登录系统后可立即给予提醒。2.10 缺陷记录上报至生产MIS在缺陷管理中，用户可以根据管理的需要选择需要上报到生产的缺陷，上传方式只需选择需要上传的缺陷，点击上传
25、按钮即可。方便快速。同时对生产系统中已消缺德缺陷的状态也可以自动同步更新到巡检系统中。2.11 导出缺陷至Excel管理者可以根据需要导出缺陷到Excel文件进行编辑和打印。2.12 数据同步方式用户可根据需要采用有线同步或无线同步。有线同步采用PC端的USB接口进行同步，速度快，传输可靠。2.13 设备台帐管理1. 自定义属性根据不同地区对属性定义的要求不同，设备的类型、属性可以根据用户进行自定义。2. 多条件综合查询台帐支持多种条件的综合查询，条件取自用户自定义的属性。查询结果可以打印输出。3. 设备照片管理为了提高管理人员对设备管理的要求，系统支持设备照片管理。同一设备，系统可以保留多张
26、设备的照片。4. 巡视路线（顺序）设置在设备管理器中，用户可以自定义设置巡视路线。2.14 生产MIS设备信息导入系统支持从生产MIS中导入设备信息，管理者可以自定义选择需要导入的变电站，设备信息可做“覆写”导入和“不覆写”导入两种。2.15 用户权限管理1. 角色管理角色是一组权力和权限的集合，通过赋予用户角色，可以传递给用户所有该角色所拥有的权力和权限。2. 用户管理用户通过角色分配，获得应有的操作的控制权力和权限，每一个系统操作都分细分为不同等级的权限，如“添加、修改、删除、浏览、禁用”的权限。系统还支持权利覆盖的特点，如变电站A的值班人员与变电站B的值班人员相互无法访问，当其上级变电工
27、区的主任都可以访问两个变电站。2.16 报表查询1. 支持多种查询和统计l 设备的自定义查询l 任务的自定义查询l 任务完成情况统计报表l 缺陷的自定义查询l 缺陷的发现情况统计表l 缺陷分类统计表l 巡视遗漏查询l 每日设备监测记录报表l 设备监测记录区间分析表l 避雷器运行数据统计报表2. 图形化输出支持以折线图、饼图、直方图等方式显示报表内容。三、 附件（可选配置）3.1 巡检仪防水防震防尘皮套系统可以用户要求提供巡检仪专用防水防震防尘的保护皮套。3.2 巡检仪屏幕保护膜系统可以用户要求提供巡检仪专用屏幕保护膜。3.3 巡检仪外挂移动电源系统可以用户要求提供巡检仪专用外挂移动电源。电源为高性能锂离子电池组；额定输出为DC-7.4V/2000mA或USB-5V/1500mA；容量为4000mAh， 3.7V（14.40Wh）；额定输出为DV-8.4V；外形尺寸1307511mm；重量：110g-145g；充电时间：约4-6小时。