（电气工程专业论文）包钢供电厂变电运行管理系统.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 变电运行是电力生产的重要环节。变电运行管理信息系统的应用可大大减 轻运行及管理人员的劳动负担，同时可规范管理和提高效率。对于提高整个系 统的安全可靠性水平也具有十分重要的意义。 论文针对包钢供电厂的变电运行生产实际，通过深入调研和系统分析，建 立了企业变电运行业务模型，给出了功能描述，完善了流程设计。结合公共信 息模型，设计了变电运行数据库，为未来系统信息共享和系统扩展打下了基础。 在此基础上应用s 谳s t u d i o2 0 0 5 和s q ls e e r2 0 0 5 数据库完成了b s 架构的变电 运行管理系统的主要开发工作。 关键词：变电运行，公共信息模型，管理信息系统 a b s t r a c t s u b s t a t i o no p e r a t i o np l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei np o w e rs y s t e m t h ea p p l i c a t i o n o fs u b s t a t i o no p e r a t i o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( s o m i s ) c a nr e d u c et h e b u r d e no fo p e r a t o ra n dm a n a g e ra n di m p r o v ew o r ks t a n d a r d i z a t i o na n de f n c i e n c y a l s oi ti ss i g n i f i c a n tf o rs e c u r i t ya n de c o n o m i cr u n n i n go fp o w e r s y s t e m a i ma tt h ef a c to fs u b s t a t i o no p e r a t i o ni np o 、v e rs u p p l yf a c t o 巧o fb a o t o us t e e l c o m p a i l y ，廿o u 曲d e 印m e s t i g a t i o na n da l l a l y s i s ，as u b s t a t i o no p e r a t i o nm o d e l i ss e tu p ， i t s 丘m c t i o ni sd e s c 舶e di nd e t a i l 觚do p e r a t i o nf l o wd e s i g i l si n v o l v e da r ei m p r o v e da i l d d e s i 印e d r e 角疵1 9t 0c o r 衄o nh l f o 姗a t i o nm o d e i ，s u b s t a t i o n0 p e r a t i o nd a t a b a s ei s d e s i 印e d f u m 埘；m em a i l lw o r ko f l es o m i s sb a s e do nb si sd e v e l o p e du s i n g s 砌 s t u d i o2 0 0 5 锄ds q ls e r v e r2 0 0 5 l i uy a n p i n g ( e l e c t r i ci n f o r m a t i o na n a l y s i sa n d p r o c e s s i n g ) d i r e c t e db yp r o f l i uj i a n x i n ，z h a n gj i a x i n g k e yw o r d s ： s u b s t a t i o n0 p e r a t i o n ，c o 舢 1 1 日ni r 曲n t l a ：t i o n m o d e l ，m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文包钢供电厂变电运行管理系统， 是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 查j 翅车 日期：矽易墨f 1 、l 彭 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅； 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方 式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：导师签名： 日期： 华北电力人学1 ：程硕十学位论文 1 1 背景和意义 变电运行是电力生产的重要环节。变电生产内容浩繁，涉及设备管理、运行管 理、两票管理、检修管理、安全管理等诸多方面。 随着包钢的不断发展壮大，目前包钢供电厂拥有1 0 k v 以上变电所7 7 座，其中 2 2 0 k v 变电所2 座，1 10 k v 变电所1 1 座，3 5 k v 变电所8 座，l0 k v 变电所5 6 座， 全网负荷约7 0 0 m w 。高压电缆有6 0 0 k m ，架空线路有5 0 0 k m 。全厂职能管理部门 有生产部、技术部、设备部、党工部和办公室，其中生产部负责电网规划、生产调 度、继电保护、运行方式、负荷控制、自动化和安全监察管理，技术部负责生产经 营计划、电量结算、内部绩效、标准和规程管理、电力稽查、油化验，设备部负责 设备缺陷、巡视、维修、检修和基建施工管理，办公室负责人事、后勤和消防管理， 党工部负责党务管理。另外有五个供电部负责全厂7 7 个变电所的运行管理，检修 一、二部分别负责变电所内设备和线路检修。 目前包钢供电厂变电运行管理仍采用传统的纸质办公，手工录入。日常工作时， 变电运行人员所要收集、整理、归类、查询的信息量非常大，而且容易造成信息的 遗漏或丢失，导致管理混乱，效率低下，已严重制约了企业的发展。而这种情况在 电力系统的很多单位也曾普遍存在着。 为解决这一问题，人们对变电运行管理信息系统进行研究，有的软件已经在实 际中得到了运用i l 训。但是，由于各地变电运行管理模式、习惯、报表有所不同，很 多单位都开发了根据自身特点和管理模式的变电运行管理信息系统【5 。引，从而规范了 管理，提高了效率，带来较大经济效益。但由于存在接口和信息的规范化问题，与 其他信息系统很难集成。而随着国际电工技术委员会( i e c ) 关于该问题的重视和相关 标准的出台，实现一个易于扩展和其他信息系统集成的变电运行管理系统成为可 能，因此设计开发基于i e c 标准并适合包钢供电厂的具体模式、特点的变电运行管 理系统成为可能。 1 2 国内外研究现状 随着电力系统的发展，电网的规模同益扩大，电网的结构愈加复杂，这对电网 的同常运行管理工作提出了更高的要求。近几年来，随着电力系统信息化建设的不 断深入，许多电力企业先后实施了管理信息系统( m i s ) 。变电运行管理作为其中重要 组成部分，也已经在各地投入生产应用。这些系统提供了设备管理、运行值班管理、 报表管理等功能，使得运行人员能够利用计算机辅助管理工具，将各项日常业务处 理计算机化，规范化，有效减轻工作人员的负担。可以说，变电运行管理系统的应 华北电力大学工程硕士学位论文 用促进了变电站的现代化管理水平。 纵观市场上现有的变电运行管理系统【卜引，基本上可分为两种模式： 1 单机模式的变电运行管理系统 由f o x p r o 、a c c e s s 等小型数据库开发而成，仅在变电站单台计算机上使用的变 电运行管理信息系统。系统功能主要有设备台帐管理、运行日志管理以及一些常用 运行记录管理等。 2 集中模式的变电运行管理系统 采用该模式的变电运行管理系统是作为全局m i s 的一个子系统，与其他各子系 统( 如变电检修管理子系统、线路管理子系统、物资管理子系统、人事管理子系统等) 共享一个数据库服务器，变电站管理信息通过长距离通信线路与局机关的中心数据 库服务器进行实时交互，这种系统的工作方式称为集中模式。近几年，随着各地供 电企业创一流工作的开展，多数都已投资建设了全局m i s ，这种模式也随之开始普 及、流行。采用集中模式的变电运行管理系统解决了工作流管理的问题，可以完成 工作计划、缺陷单等业务的自动流转，也加强了运行日志管理的功能，包括详细的 运行记录管理如事故记录，电容器投切记录等。 随着技术进步，人们又相继开发了基于图形的变电运行管理系统【9 l 们，基于w e b 的变电运行管理系统【l l 12 1 ，基于网络技术的变电运行管理系统【1 3 。1 5 1 ，综合单机模式 和集中模式的多模式变电运行管理系统【l6 1 ，甚至发展到结合决策支持功能的变电运 行管理系统1 1 7 】。 尽管变电运行管理系统在不断的发展和进步中，但仍存在种种不足。主要有： 和其他如g i s 、m i s 、s c a d a 、负荷控制、营销等各种主要的生产信息系统相对独 立、数据共享程度很低，且数据存储分散，格式不规范。系统之间缺乏公共的接口 规范，系统集成非常困难。 随着计算机技术和现代通信技术的飞速发展，电力系统自动化软件业正在掀起 网络化、组件化的浪潮，从厂站侧间隔级的过程总线到主站侧的电力企业集成总线 将全面组网和互联，i t 流行的公共对象请求代理体系结构( c o m m o no b j e c tr e q u e s t b r o k e ra r c h i t e c t u r e ，简称c o r b a ) 、企业j a v a 组件( e n t e r p r i s ej a v ab e a n s ，简称e j b ) 、 分布式组件对象模型( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，简称d c o m ) 和基于简单 对象访问协议( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ，简称s o a p ) 的x m lw e bs e r v i c e s 等组 件模型开始用于电力系统自动化的解决方案【l 引。 网络化使电力系统自动化软件在分布式环境下分工合作，不再靠“单干”， 不 再是“孤岛 ，这种分布式系统往往是一个由不同硬件、不同操作系统、不同支撑 环境或不同厂家的产品组成的异构系统，要使其协调工作，各个部分的接口必须标 2 。卜，i 匕i u j 人中i r l ! f 颂i j 学f 移沦义 准化，能像硬件那样“即插【! i j 用 。组件化就是j 】c o r b a 等组件模型尉装上述各个 ：f 1 5 分的内部实现细节，对外提供标准的“插头插座”，如接口拙述语音( i n t e r f a c e l c s c l i p t i o ni a l l g u a g c ，彻枸：i d l ) 安i i 。 刈i u j j 系统l ：i 动化l f i ji ：i ，组件化小仪；肪婴捉供组什i l i j 交互的j ：搽作机制( 组件执 行容器，如c o r b a 环境) ，而且需要定义组件问交互的公共信息模型( c o m m o n i n f o r m a t i o nm o d e l ，简称c i m ) 和组件接口规范( c o m p o n e n ti n t e r 眦es p e c 湎c a t i o n ，简 称c i s ) 。因此，国际电工技术委员会( i e c ) 负责电力系统控制及其通信的相关标准的 第5 7 技术委员会( i e ct c 5 7 ) 制定了一系列标准，其中笫1 3 工作组( w g l 3 ) 负责制 定与e m s 专业相关的c i m 和c i s 标准，其标准系列为i e c6 1 9 7 0 系列，使e m s 的应用软件组件化和开放化，能即插即用和互联互通，降低了系统集成成本和保护 用户资源【咿j 。 i e c6 1 9 7 0 标准系列分导则、术语、c i m 和两种级别的c i s 共5 个部分，其最 初的草案是接受了美国电科院控制中心a p i ( 简称e p r i c c a p i ) 项目的研究成果，导 则中的参考模型来源于美国e p r i c c a p i 的白皮书，c i m 定义了覆盖各个应用的面 向埘缘的l 【l 力系统模型，是i e c6 19 7 0 标准的灵魂【2 0 啦! 。中国与国际接轨，对应t c 5 7 第1 3 工作组的中国e m s a p i 工作组己将前面3 个部分翻译。 c i s 部分定义了a p i 函数的规范，级别l 仅对接口做一般性描述，不涉及具体 的计算机技术，级别2 是级别l 对应到c o r b a 和x m l 等具体的计算机技术的接 口描述l 刀屯引。 i e c6 1 9 7 0 标准对e m s 十分重要，目前，国外是边做系统边做实验边写标准。 在国内，国家发展和改革委员会于2 0 0 7 年1 2 月3 同公布了8 l 项轻工、电力行业 标准编号、名称及起始实施同期，其中电力行业标准3 0 项，包括i e c6 1 9 7 0 标准在 内，于2 0 0 8 年6 月1 日起执行。 尽管c i m 本身已经涵盖了e m s 中几乎所有的电力系统典型模型，但是就现在 公布的版本来看，它并不能完全地表示各研究领域的应用，还需要在应用中不断发 展。 由于配电网拥有许多特性，如三相不对称、需考虑特殊设备等，因此，配电网 c i m 要在继承原有高压输电数据模型的基础上，新增一些类的描述。目前已经有了 一些相关的研究成果【2 6 。2 9 j ：增加了馈线和调压设施的描述；增加线路的相位、间隔、 类型等描述；增加各相负荷的描述。 文【3 0 】在已有的研究成果基础上，对配电系统巾的匝合器、分段器、丌闭所、 环蚓柜及分柿式电源建立了c i m 模型，扩展了c i m 在配电系统中的应用。 文献 31 3 4 】则针对生产管理系统的需求，探讨了公共信息模型的应用。 华北电力大学工程硕士学位论文 1 3 论文的主要研究内容和完成工作 课题针对包钢供电厂变电运行管理的实际需要及目前管理信息系统存在的问 题，通过业务分析优化，建立企业业务模型；研究并参考c i m 模型，设计数据库： 最终设计并实现一个变电运行管理系统。从而减轻工作人员负担，提高效率，提高 企业经济效益。 主要内容包括： 1 包钢供电厂变电运行业务分析、优化。 对包钢供电厂变电站运行管理各业务进行仔细的整理，通过业务分析建立企业 模型，完成功能描述。通过优化分析进行系统的功能模块设计，完善业务流程设计。 2 对变电运行管理涉及的设备信息建立c i m 模型，实现数据库设计和数据标 准化。 3 变电运行管理系统的开发。 实现设备管理、运行管理、两票管理、检修管理、安全管理等业务的信息化管 理，最终通过计算机操作使企业的管理规范、高效。 论文章节安排和完成工作如下：。 第二章系统分析。通过调研包钢供电厂变电运行的生产实际，经过业务系统 分析，实现系统功能模型的建立和描述，完善业务流程设计； 第三章系统设计。对变电运行管理涉及的设备和信息建立c i m 模型，完成数 据库设计，实现数据的标准化： 第四章变电运行管理系统实现。利用v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 和s q ls e r v e r2 0 0 5 实 现变电运行管理系统的主要功能。 第五章总结。 4 f i j ，i 乙il i j j 人l i i 油! i 7 ：f i f 、乜 第二章系统分析 ，i o 一。1 7 j ，u ，- 系统分析主要对包钢供电厂变电站运行管理各业务进行仔细的整理，通过业务 分析建立企业模型。详细了解每一业务过程和业务活动的工作流程及信息处理流 程，理解用户需求，确定系统具体逻辑功能。该阶段关键在于“理解 和“表达”， 其实质是把原来最终用户所进行的各项具体工作纳入计算机系统的范围。系统分析 首先要了解当前系统：怎么做、各做些什么、之间的接口关系，然后提取当前系统 的逻辑模型。 2 1 组织结构图 企业的业务处理和流转离不开组织机构和人员分工，因此首先要调查企业的组 织机构，建立企业的组织机构图，为迸一步理清业务和部门的关系打下基础。 图2 1 为根据包钢供电厂变电业务建立的组织结构图，大致可分为三个级别： 厂级领导、部门和车间。结构图中名称将在后面的业务功能描述和流程中出现。 图2 1 变电运行管理组织结构幽 级镢诤 鄢fj 乍n 华北电力大学工程硕士学位论文 2 2 系统问题域 。 依据所设计的“变电运行管理系统”的总体目标，经广泛、深入的用户调研， 确定主要的系统问题域如下： 1 设备台帐的管理，对变电站各种运行设备和线路设备管理建立档案，实现 设备查询等； 2 实现运行管理，包括建立运行日志、运行报表、运行巡视记录、实现设备 评级等； 3 能够制定检修计划表，建立检修记录；实现缺陷登记、通知、消缺等整个 过程中各个环节的管理功能；实现检修表的规范化，并能确定检修表的来源( 缺陷、 计划检修) ，及检修表的统计、分析等； 4 实现工作票、操作票管理； 5 安全管理，主要包括安全工器具、安全活动、安全资料等。 2 3 业务功能模型 根据以上对变电运行管理系统问题域的描述，从功能需求的角度将变电运行管 理系统分成以下几个主题，设备管理、运行管理、检修管理、两票管理、安全管理 等。其系统业务功能框架如图2 2 。 包俐供i 也j ，燕l u 运行箭娌系统 改符i ：理运 ：镁；理检修l ：雕两祭 ；雕安令i 雕 l 行帐梢集l ；雕 运 j ：ii 忠 改笛歼幼静，h 运行丰睫农检修计娥 搽f l j 等；箭j = l 卫 安个l ：器j 接线| f = i 箭理 运乱：巡说检修记求 ，l ：作祭箭理 安令i l f 动 垃箭立个泮级l 殳符缺| ；f 安个资料 备 锝什能：p ! 外天摊州 图2 - 2 系统业务功能框架 2 3 1 设备管理 2 3 1 1 概述 变电运行管理信息系统的重要设计思想之一就是以设备为中心，围绕设备主线 合理构筑系统数据核心和系统结构，体现面向设备的系统开发特点，因此设备管理 6 华j 匕电力人学i ：程硕十学位论文 n 悱个糸统i l li i i + l ：i i ：幔j 1 i l 化改衙1 个川! 的l i 喽i j j 饼jj 壬将i i l ，j 介、i 卜j p i 竹销l 勺并1 ：i i li 1 2 箭 j j l “f 刈，j 川钐l i jl 獒j il lj ，：次树的f ，i i i 构彳r 放= i 、i j 敏川阡- i - 仇敝笛口川人f j ”j 川j ( c h l f i 4 览、企订u 、统计、分析等) 以及提供给系统的其它模块共享，保证全j 设备的一致 性和统一。 设备管理与其它系统模块是完全相通的，不仅其它应用模块可以共享设备管理 所维护的没符，而r lj l ! 设符竹理q ，可通过设符入i | 榆索刽枪修、试验、缺陷、。i 改i 蝾、 计级? 川火的运 j ：信息，a u 剑改衙的：i jj 义f ，i ：、安犍洲试史f ，l ：、设汁义f ，l ：、广：。l i i i 说i 刿义件、运i j ：胤在等相关文档。i f 【i 向设备的安全管理机制可实现设备的横向和纵 向全方位管理，从而形成一个统一的整体，充分体现了面向设备的系统开发特点。 2 3 1 2 功能模型 设备管理所涉及的功能模块按照实际业务情况进行分类和组织，得到的设备管 理的功能模型如图2 3 。 一 图2 3 设备管理的功能模型 2 3 1 3 功能描述 1 台帐档案管理 ( 1 ) 变电设备管理 所需数据由供电部录入和维护，其他部门具备所有查询功能，可以根据单位、 设备名称、型号、厂家、设备定级的类别等对设备情况进行查询和汇总，形成设备 履历档案，产生相应的数掘报表并可以打印。 7 华北电力大学工程硕士学位论文 一次设备：主要包括以下设备台帐：主变压器、站用变、断路器( 少油、多油、 真空、s f 6 ) 、隔离开关、母线、避雷器、电压互感器、电流互感器、耦合电容器、 并联电抗器、串联电抗器、g i s 、绝缘套管、电力电缆、绝缘子、阻波器、熔断器 向蟹 奇。 二次设备：主要包括继电保护和安全自动装置、收发讯机、保护专用结合滤波 器、分频器、二次电缆清册、充电器、蓄电池、直流系统等。 无功设备管理：主要包括并联电容器、消弧线圈、v q c 等。 ( 2 ) 线路设备管理 所需数据由检修二部录入和维护，其他部门具备所有查询功能，可以对不同单 位进行数据汇总，产生相应的数据报表并可以打印。 线路管理：主要包括编制说明、线路概况、地理分布图( 位图或失量图) 、常 用导线的电阻、电抗、经济输送容量及持续允许负荷一览表。 线路参数管理：主要包括基本参数( 线路全长、海拔高度、杆塔总数、气象条 件、污区划分，线路分支长度) 、导地线参数( 型号、使用应力) 、绝缘配合、金具 组合图、接地装置图、基础形式及简图、设备变更记录、线路走径图。 杆塔管理：主要包括各类型杆塔数量、杆塔明细表、相序图( 示意图) 、杆塔 类型图( 位图或失量图) 。杆塔明细表包括杆号、型号、档距、耐张段( 个数及距 离) 、拉线( 型号及型号、形式) 交叉跨越( 物、线路及被跨距离) 。 ( 3 ) 通讯设备管理 光纤设备的管理：主要包括光端机、光缆、光纤路由图。 主站设备的管理 ( 4 ) 自动化设备 变电站监控设备管理、主站自动化设备管理、集控中心设备管理 ( 5 ) 仪器、仪表的管理 仪器、仪表的档案管理：包含器具的参数，维护检定情况，出厂信息等。包括： 绝缘摇表、接地摇表、单( 双) 臂电桥、变比测试仪、秒表、钳型表、相位伏安表、 万用表、频率表、相位表、静电电压表、高频电压表、电子仪器仪表等工具仪表， 盘式仪表，变送器、最高标准计量表、工作计量器具、工具表、热工压力计量器具、 变送器等。 2 设备异动管理 提供设备异动登记、查询、统计等功能。 3 接线图管理 8 华北电力人学j l ：程硕十学位论文 ( 1 ) 变电站主接线图：所有电压等级的变电站主接线图，并支持图形查询设备 档案( 并且可以查询变i 乜站负荷情况) ( 2 )：次埘接线| 冬i ：j p i 仃电爪锋级的嵌i i _ l j 站：次j j 毖线h ，j i ：支持h 形 “改 箭档案。 4 备品备件管理 主要功能是提供一些备用主设备的信息。 2 3 2 运行管理 2 3 2 1 概述 运行管理是保证供电生产的正常运行，提高电网的供电可靠性、维护设备的正 常运行，输电和变电设备运行状态管理，主要包括设备巡视管理、设备缺陷管理、 设备定级管理、各种标准化记录与报表管理等。具备查询、分类汇总、统计等功能， 可以生成不同形式的报表。 2 3 - 2 2 功能模型 设备管理所涉及的功能模块按照实际业务情况进行分类和组织，得到的运行管 理功能模型如图2 4 。 叵 矗j 蓝i 凶到出 图2 - 4 运行管理功能模型 1 设备巡视管理 设备的运行巡视是设备r 常运行管理中的重要组成部分，在巡视的过程中，可 以发j i l 5 i 设备存在的缺陷和隐心，做到及时上报，及时处理，最大限度的捉岳设备运 行的可靠性。 输变电运行巡视管理模块主要是为提高电力生产管理的科学化和提高其办事 效率。其主要功能是对各种输变电设备进行巡视，及时发现缺陷、障碍或事故，以 便能够把获得的一线资料详细地提供给缺陷、事故处理部门，使缺陷、事故、障碍 得以及时处理。该模块功能及与其他模块的关系如图2 5 。 9 华北电力大学工程硕士学位论文 图2 5 巡视管理模块功能示意图 2 设备缺陷管理。 所谓设备的缺陷系统指运行中( 包括备用中的) 输变配电设备因过载或由于本 身特性变化和绝缘不良、机械损伤、外界影响等因素而构成威胁安全运行的问题， 统称为缺陷。缺陷管理是电力生产管理中的最重要的任务之一。 各个部门可以方便查阅设备缺陷的p d c a 循环过程，可以看到所有设备的缺陷 内容及处理结果，并按照设备缺陷的各种分类进行汇总，为设备大修、技措提供决 策依据。 ( 1 ) 缺陷的分类 设备缺陷分为i 类、i i 、i i i 和类共四类。 i 类缺陷：性质严重，情况危急，必须立即处理。否则将发生人身伤亡、设备 损坏及停电事故。 i i 类缺陷：性质严重，情况严重，虽尚可继续运行，不致立即发生事故，但已 影响设备出力及不能满足系统正常运行的需要或短期内将发生事故，威胁安全运 行。 类缺陷：性质一般，情况较轻，短时间内不会劣化成严重缺陷或危急缺陷， 对安全运行影响不大。 类：性质轻微，情况较轻，较长时间内不会劣化成严重不会劣化成严重缺陷 或危急缺陷，对安全运行影响很小。 ( 2 ) 缺陷管理原则 l o f i i 匕i i l ，j 人iw 埘! i 乍f i 仑迎 缺j j l ：1 1 川! 的j 。小改汁心路为：发乍缺m ，次。吱入，个j j 0 ：，j 。ej z ：咿化进 行审核录入，由系统自动生成唯一编号。该记录保存了该缺陷从发现到消除整个生 命周期各个阶段的完整信息，如发现信息、处理意见、消除情况、验收情况等，并 进入设箭的履历档案。 缺l ；i ：1 价 ：k 亿l 叫i ：j l 。：i ，办便符绒 川i 返ij ：榆修人厶j “枪索。缺阶j ，jl 叫i ：f 逊聚川l ：作流披术实现，i i j 以将发现的缺陷j j 过例络根 l i ：j ；婴任意或受i 驳地化送厢1 分发。系统通过1 矿格的刈象管理权限控制，可以确保一条缺陷中的各段数据只有相 关的人员在特定的处理环节上可以填写或修改，非授权的数据只能查看，不能改动。 这样的设计保证了缺陷数据的一致性和安全性，实现缺陷信息的主动传递，并保证 针对缺陷的各种统计分析的精确性。 设备缺陷管理业务流程如图2 6 。 ( 3 ) 缺陷查询、多级分组及统计 可按变电站与线路、缺陷类别、电压等级、设备类型、发现时间、处理时间、 是否消除、是否超期、报告f 确性等各种条件组合查询全局缺陷，还可以查询特定 类型的缺陷，如只查询所有的渗漏缺陷或查哟所有的绝缘缺陷等。查洵结果可进一 步层次化分组统计，如自动将今年一季度发现的所有缺陷先按变电站分组统计，再 按类别统计各变电站各类缺陷的数量以及它们的明细列表，还可以继续按电压等级 或缺陷类型( 渗漏、绝缘、外力破坏等) 分类。所有的这些分组统计操作只要用鼠 标拖动即可完成。 ( 4 ) 逾期未消除缺陷查询 对于指定处理截止日期的缺陷，若已到期或超期，系统将自动收集并提示，并 转入评级管理模块。 ( 5 ) 缺陷统计和分析 各检修、试验班组和运行班组缺陷管理专责人，每月将发现和消除的i 、i i 类 和i i i 类，类缺陷的情况进行统计，并计算i 、i i 类缺陷消除率和i 类缺陷消除率。 基层单位每月对本单位的设备缺陷情况汇总整理，将发现、消除各类缺陷的情 况，i 、i i 、i i i 类缺陷消除率及遗留的i 、i i 、i i i 类缺陷填入供电设备缺陷统计表， 同时将未消除的类缺陷报设备部。 华北电力大学工程硕士学位论文 图2 - 6 设备缺陷管理业务流程图 3 设备评级管理 设备的定级是电力企业技术管理的一项基础工作。对设备进行定期评级既可全 面掌握设备的技术状况，又可对症下药地加强设备的维修和改进，使设备经常处于 完好状态下运行。以设备定级为基础的设备完好率是电力企业的主要考核指标之 一。 设备定级的主要依据是运行和检修中发现的缺陷，并结合试验和校验的结果， 进行综合的分析，权衡对安全运行的影响程度，并根据其技术管理状况来核定的设 备的等级。设备评级对设备的评价比较全面和透彻。 设备的定级分类和设备缺陷是既有区别又相联系的两个方面。设备的定级管理 是比较全面的基础管理工作，而缺陷管理则是指设备某一方面存在问题的程度，但 设备缺陷的存在影响设备的升级，因此也是相辅相成，互为促进的，同样都是为了 1 2 f 卢北i u 力人学i ：“坝i ：学化论文 一个i i 标1 ；好设衙，确保安全运行的两项j 是础1 - ：川：作。捉。设衙充盘r 术，必须 和汝笳的缺陷j 1 ；川! 。鬃晰结合，也来。 设备定级一般每年进行一次，由基层单位供电运行和检修人员进行。设备经过 定级后，应及时进行分析、汇总，做出报告，系统提供查询各设备的当前定级和定 级历史信息的功能，各个单位可以方便的查询各基层单位的设备定级情况，并且进 行汇总分析，进行定级统计和完好率计算。 根姚没衙定绂枷i 准的划分，、：炎波箭属j ：允受ri 5 乏箭，i 类砹符槭j ：4 i 介格 改舒，系统- u 楸抛驶备当l ，j 定级t 占况进i j ：分fj 别类的统汁，时计算i 焚各完好率。 系统可按不同的统计范围和统计分类进行设备完好率计算，包括统计各基层单 位和全厂的设备完好率，按设备规范统计设备完好率如主变压器的设备、输电线路 等的完好率，可对各类设备进行纵向比较。按电压等级统计设备完好率：如统计 1 1 0 k v 及以上设备的完好率可掌握主设备、主线路、主系统的设备健康状况，并可 呈j 醍一j 二级部门备案。 设箭定级i l j 。采川计鲐机 j 动统汁与人上双结合方式，i ：肜成柚应数抛资料供查 询、产生报表等。 4 生产运行报表管理 包括电网及设备负荷情况日统计报表、电网及设备运行情况同统计报表和电网 i _ | 报。 2 3 3 检修试验管理 输变电设备检修管理模块按业务需求划分，可分为变电设备检修管理和输电线 路检修管理两大部分，每一部分又可分为生产计划管理、检修技术管理和高压试验 管理。 2 3 3 1 功能模型 检修试验管理包含三两大模块：检修计划管理、检修技术管理和高压试验管理。 如图2 7 。 检修试验管理 i 枪修计划竹硝! 检修技术瞥即 i 岛门；试验竹理 图2 7 检修试验管理功能模型 检修计划管理：自动生成输电线路和变电设备的生产计划，在输变电设备台帐 管理子系统中取到线路或各项设备的检修、试验或校验周期及对应的上次检修、试 华北电力大学工程硕士学位论文 验或校验时间，系统按一定的算法自动进行推算，自动生成某一年度的生产计划， 并可手工修改。针对某种设备，如果到期未检修、预试或校验，则可自动列入到下 月的生产计划中，并可人工调整、编辑。 检修技术管理：主要对检修管理所需各步骤的信息进行维护，根据设备缺陷或 生产计划申请检修任务，检修申请单获得批准后，填写工作票，从工作票的处理流 程中可体现检修的过程；工作完成，填写检修记录，若是消除缺陷，则要在检修完 成后返回缺陷管理系统生成消缺报告。其中检修周期管理：主要针对输变电设备的 大修、预试、和保护设备的校验周期进行维护；输变电设备的大修、预试和保护设 备的校验周期都有标准以供参考：可以根据输变电设备的大修、预试、和保护设备 的校验周期标准来对输变电设备具体的大修、预试和保护设备的校验周期来进行校 正。 1 检修计划管理 检修计划管理的目的是保证输电设备和变电设备的正常运行，保证各级对安全 生产的可控和在控。包括检修计划的制定( 定期检验、临时检修、消缺) 、查询设 备检修实施和验收情况，可以查询检修工作记录的试验结果。 ( 1 ) 功能模型，如图2 8 。 图2 8检修计划管理功能模型 ( 2 ) 功能描述 要求生产计划基本能以智能的形式自动生成( 可以手动进行修正) ，检修计划 批准后以文件形式通过o a 系统自动下发。自动生成生产计划的依据来自以下几个 方面：设备的检修周期、设备的预防性试验周期、保护设备的校验周期、设备的投 1 4 华北电力人学i ：氍颂一b 学化论文 运同期、设备的上次检修同期、设备的上次预防性试验同期、保护设备的上次校验 日期、设备的事故情况、设备的各类缺陷情况、技措计划，安措和反措计划。 计划核f l i 皮一季度一厂jj 辽一删计划进行逐绒分解j j j 能j 越涌。矗i i ii l i 、1 i 核、批 7 f i ， i ，以，! 口 1 1 1 1 i ii 廿箭徘w 兮榆修il 训i l i 乡，l ， 部j i 会1 i 幺胍7 f | j 。：l ? 边，设箭郎j 友汁划i i i 竹乍j 虹洲坡邮i j 执i j 伫i u 。乍j 托计划迮心j i 仆落实剑川汁划。 临时检修或检修计划变更后，须向厂领导上报备案。检修计划管理与设备缺陷、检 修管理和运行管理相互关联，还应与调度信息管理模块相联系。 2 检修技术管理 为全面丌展规范化检修，提高检修工作的质量，抓好检修工作的过程控制，完 善各种设备检修工作的检修工作包，设备检修工作包主要包括检修前工作准备、危 险点预控，现场工作三项措施、安全措施票，检修导则、工艺等内容。 检修包管理包括设备的检修实施和验收情况，施工方案的组织过程严格按流程 化控制，涉及检修定额管理、工艺标准、危险点预控、检修规程及技术标准检修等。 班组按照检修计划完成设备的检修工作，并记录设备检修情况；试验班组完成设备 的试验工作并记录，对试验档案进行管理。 功能模型如图2 9 。 图2 - 9 检修技术管理功能模型 设备检修包主要由基层单位制定，有关专业管理人员进行审核、下发，检修班 组在检修过程中进行执行。 3 高压试验管理 试验数据管理：从一次设备台帐模块中调用设备台帐，由试验班组在相应设备 窗口进行试验数掘的录入工作。录入的数据与试验标准模块中的标准进行自动比较 ( 直接比较、经计算后比较) 后，自动判断数据是否超标，并将不合格数据进行标 注。录入完成后将数据上传至有关专责人审核，审核完成后将试验数据永久存储， 不合格的试验情况由审核人交付缺陷管理模块，进入设备跟踪监督流程。 试验数据的查询、统计：每一个设备绝缘履历模块使用者( 绝缘监督管理者、 绝缘试验工作人员、各级领导) 均可以实时查询数据，并对设备试验数据进行分析， 1 5 华北电力大学工程硕士学位论文 可以多重条件检索和统计工作完成情况，包括时间段、变电站名称、设备运行编号、 额定电压、试验性质、试验结果“合格 与否等。 试验数据分析：对设备针对某项试验，以图表、图形方式查询指定试验项目指 定时间段内的历史数据及该指标变化趋势( 导入e x c e l ) 。对同类设备可复选，进行 设备间对比。还应运用个别成熟的专家判断方法进行数据分析，得出设备状况的结 论。 试验数据管理涉及的设备：电力变压器、变压器套管、所用变、电抗器、多油 断路器、少油断路器、气体断路器、真空断路器、断路器并联电容、电流互感器、 电压互感器、电容式电压互感器、消弧线圈、氧化锌避雷器、耦合电容器等设备。 除以上三项外，该模块还包括检修记录和报告管理，主要登记检修的全过程检 修记录，自动产生检修及试验报告。 2 3 4 两票管理 2 3 4 1 概述 两票管理包括工作票管理和操作票管理，两票是电力安全生产的重要操作依 据。工作票管理是根据设备检修计划等，产生工作任务，按照电力部门的安全要求， 办理相关的工作票，并在工作流程结束后，将设备缺陷等信息反馈回系统。操作票 管理是指在工作的过程中，按照电力部门的有关规程，办理操作票，完成操作步骤 后，更新数据库。 两票管理实现两票的填票、签发、签字、审核、检查、抽查的计算机工作化， 减轻两票的审批工作，实现高效率的审批签字，提高日常办公的效率。“两票 的 办理过程基本上都是开票、各部门负责人或三种人审批签字、工作结束、部门或厂 部检查审核这样的一种线性办理过程。 2 3 4 2 工作票管理 本部分模块包括收到工作票，工作许可开工，收、复工作记录，工作负责人变 更，工作任务变更，工作延期，工作终结，工作票终结和工作票作废共九个步骤。 用户在使用时，首先执行收到工作票进行新票的填写，收到工作票后，根据实 际情况，决定工作票是作废还是许可开工，如果执行工作票作废，工作票流程结束， 执行工作票许可开工后，新票正式开工，才可以对新票进行收、复工作记录，工作 负责人变更，工作任务变更，工作延期，工作终结和工作票终结等操作。执行工作 票终结操作，工作票流程结束。 工作票管理流程如图2 1 0 。 1 6 华北电力人学一i ：科硕十学位论文 2 3 4 3 操作票管理 图2 1 0 工作票管理流程图 实现操作票的全程管理：从接收调度令歼始，然后开具操作票，一直到该张票 操作结束。系统的流程平台主要是用来完成从接令到执行完毕等整个操作票相关的 流程。 1 接收调度令 选择发令时间，发令人，受令人，预定时间，操作任务，填写预令自编号，操 作目的，完成接令操作。可以单个接令也可以成批接令。 2 新开操作票 选择未开票的令或者开过票但是作废的令，选择拟票人，进入开票界面。 提供四种开票方式：图形开票、自动丌票、手工丌票、典型票开票。 1 7 华北电力大学工程硕士学位论文 可以采用预先设置好的开票序列自动开票，也可以调用典型操作票开票，还可 以采用直接操作图形上设备的方式逐项生成操作票，同时把手工开票作为以上三种 开票方式的补充。 当拟票人拟好操作票并确定无误时，需要提交审核，这样审核人才可以看到。 在提交审核之前，拟票人可以对票进行修改，在提交审核之后，如果审核人发 现错误，本张操作票只能重新开过。 3 操作票审核 审核人找到需要审核的操作票，进行审核操作票。对于每一张操作票，每一个 人只能进行一次审核。 如果审核人发现操作票存在问题，可以进行不通过处理，这样，这张操作票需 要在新开操作票中重新开过，重新提交审核。 每一张操作票至少需要两个人来审核。 4 操作票打印执行 调度发正令，填写正令信息，包括正令时间，发令人，受令人，以及操作人， 监护人，值班负责人签名以后，才允许打印出来进行操作。 如果不执行，需要填写取消时间，发令人，取消原因，值班负责人确认。 5 操作票执行情况 在操作票操作完成以后，需要填写执行情况信息，就是需要监护人确认操作开 始时间，操作结束时间，哪些操作项执行了，如果某些操作项没有执行，为什么没 有执行等内容。 至此，一张操作票的工作结束。操作票管理流程如图2 1 1 。 华北电力人学l ：稃硕十学位论文 图2 1 l 操作票管理流程幽 2 3 5 安全管理 2 3 5 1 概述 现代大型电网一旦发生事故或故障，不仅会给国民生活带来巨大的损失，也会 给电力部门本身造成设备的损失，因此，保障安全生产是电力企业的首要任务。安 全管理主要用于对班组的各项安全活动、安全措施等进行管理，包括安全记录管理、 安全记录牌管理、安全工器具管理、一类障碍事故管理、安全事故管理等。 2 3 5 2 功能描述 1 安全记录管理 该模块包括班组的各安全活动记录、安全奖惩记录、安全考试汜录和查询与统 计等。其中安全工作记录包括两季安全大检查整改项目完成情况统计、二措项目完 1 9 华北电力大学工程硕士学位论文 成情况汇总、安全设施检查、安全学习文件资料和安全奖惩管理等。 2 安全记录牌管理 该模块显示当前系统日期、时间以及变电站的安全和安全无责任事故运行天 数。 3 安全工器具管理 该模块提供安全工器具及电动用具的管理功能，包括：安全工具和电动用具台 帐、安全工具和电动用具检查记录和安全工具和电动用具统计查询。 4 一类障碍事故管理 该模块主要提供一类障碍事故报告的管理功能，包括：一类障碍事故记录、一 类障碍事故原因、一类障碍事故不正确保护情况、一类障碍事故损坏设备情况、一 类障碍事故派生情况和一类障碍事故报告。 5 安全事故管理 该模块提供人身伤亡事故的登记及查询统计功能。 2 4 小结 本章对包钢供电厂变电运行管理业务进行了整理和系统分析，完成了业务功能 模型的建立和详细描述，并对流程进行了优化设计。理解了用户需求，确定了变电 运行管理信息系统系统的开发内容和具体逻辑功能，为系统设计和开发打下了基 础。 华北电力人学l ：样硕十学化沦文 第三章系统设计弟二早系现。龊丌 信息系统设计的任务是依据系统分析的资料，采用正确的方法，为实现某一个 系统，应该设计几个功能模块，这些模块由哪些程序组成，它们之间又存在什么关 系，将设计的结果表达出来，并考虑实现系统功能的需要，进行数据库详细设计， 编码设计、人机界面设汁等。限于篇幅，本章重点介绍数据库设计，他足整个变电 管理信息系统的重要组成部分。为了信息和数据交换的标准化，参照公共信息模型 的相关理论，给出了电力设备信息模型，设计了主要数据库。 3 1 公共信息模型 3 1 1 概述 公共信息模型( c o m m o ni n f o m a t i o nm o d e l ，简称c i m ) 是i e c 6 1 9 6 8 和i e c 6 1 9 7 0 系列标准定义的重要部分。它是一个抽缘模型，通过提供一种用对缘类和属性及他 们之问的关系来表示电力系统对缘的标准方法，基本上包含了所有与电力生产相关 的类模型。 c i m 用面向对象的建模技术定义。c i m 规范使用统一建模语言( u m l ) 表达方法， 它将c i m 定义成一组包。每一个包包含一个或多个类图，用图形方式表示该包中的 所有类及它们的关系。然后根据类的属性及与其它类的关系，用文字形式定义各类。 基于c i m 建立的数据库具有可扩展性和非局限性，可以补充设备管理系统需 要的其他信息，而且能够在数据结构上和其他遵循i e c 6 1 9 7 0 标准的组件相