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西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 安全稳定的电力保障是社会生活中的一件大事，电力运行中出现的任何 故障都可能给正常的社会生活生产带来严重的影响并造成巨大的经济损失。 变电站在保障电力安全稳定中具有极其重要的作用，传统的变电站设备巡检 由巡检工作人员携带纸质表格到现场巡视设备并记录巡检缺陷数据，存在巡 检工作人员不到位，工作效率低下，漏检和人为错误因素过多等问题，是变 电站运行的一大安全隐患。 随着计算机技术和网络技术的发展，移动终端设备的发展十分迅速，在 要求实效性，移动性的今天得到了广泛应用。特别是近年来，p o c k e tp c 在 室外作业和现场信息采集中的应用越来越广泛。其移动性的特点能满足变电 站设备巡检室外作业的要求，因此可以在变电站巡检系统中得到很好的应 用。 本文首先介绍了变电站巡检系统的研究现状，对变电站巡检业务进行需 求分析，结合射频电子识别标签( r f i d ) 技术，提出建立基于p o c k e tp c 的 变电站巡检系统的移动解决方案。重点研究了移动解决方案中的关键技术， 主要有移动终端技术、移动数据库技术、自动识别技术。和以往使用m i c r o s o f t e v c 开发p o c k e tp c 程序不同，本文研究如何基于微软公司的n e t 平台精 简版( n e tc o m p a c tf r a m e w o r k ) 进行巡检终端程序开发，用面向对象的系 统设计方法、统一建模语言( u m l ) 对变电站巡检系统进行了分析设计，并 在此基础上实现了一个具有实际应用价值的变电站巡检系统。 关键词：变电站巡检；自动识别；p o c k e tp c , 移动数据库 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 a b s t r a c t a ss u b s t a t i o ni se s s e n t i a l l yi m p o r t a n ti no u rs o c i a ll i f e ，w en e e dt oe n s u r e t h es a f ea n dr e l i a b l eo p e r a t i o no fs u b s t a t i o ne q u i p m e n t c o n v e n t i o n a lc h e c ko f s u b s t a t i o ne q u i p m e n ti sd o n eb yt h ec h e c k i n gw o r k e r s ，c a r r y i n gp a p e rf o r m st o d oas i t ec h e c ka n dc o p yt h eb u gd a t a , i nw h i c he x i s ts u c hp r o b l e m sa st h e w o r k e r s a b s e n c e 1 0 we f f i c i e n c y , m i s d e t e c t i o na sw e l la sh u m a ne l t o r t h i s c o n v e n t i o n a lc h e c ki sah i d d e ns e c u r i t yt r o u b l et ot h eo p e r a t i o no fs u b s t a t i o n w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rs c i e n c ea n dn e t w o r kt e c h n o l o g y , m o b i l e t e r m i n a ld e v i c ed e v e l o p sr a p i d l y i t s e x t e n s i v e l ya p p l i e dt o d a y , a na g et h a t r e q u i r e se f f e c t i v e n e s sa n dm o b i l i t y e s p e c i a l l yi nr e c e n ty e a r s ，p o c k e tp ci s w i d e l yu s e di no u t d o o rw o r k 黯w e l la ss p o ti n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n i t sm o b i l i t y c a nm e e tt h er e q u i r e m e n to fo u t d o o rs u b s t a t i o ni n s p e c t i o n ，t h e r e f o r e ，p o c k e tp c c a nb ew i d e l ya p p l i e di ns u b s t a t i o ni n s p e c t i o ns y s t e m f i r s tt h ep r e s e n ts i t u a t i o no fs u b s t a t i o ni n s p e c t i o ns y s t e mi si n t r o d u c e di n t h i sa r t i c l e s ，t h e ni t s r e q u i r e m e n t sa r ea n a l y s e da n dam o b i l er e s o l u t i o no f s u b s t a t i o ni n s p e c t i o ns y s t e mb a s e do np o c k e tp cb ya p p l y i n gr a d i of r e q u e n c y i d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) t e c h n o l o g yi ss u g g e s t e d t ob es e tu p a st ot h em o b i l e r e s o l u t i o n ，t h ek e yt e c h n i q u e s ，s u c h 雏p o c k e tp c ，m o b i l ed a t a b a s ea n d a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o na r em a i n l yr e s e a r c h e di nt h i sa r t i c l e a l s oi nt h i st h e s i s ， t h ea u t h o rd i s c u s s e st h ed e v e l o p m e n to fc h e c k i n gt e r m i n a lp r o g r a m sb a s e d o n n e tc o m p a c tf r a m e w o r k ，w h i c hi sq u i t ed i f f e r e n tf r o mt h a ti nt h ep a s tw h e n p e o p l eu s e dt od e v e l o pp o c k e tp cp r o g r a m sw i t hm i c r o s o f te v c ，a n db ym e a n s o fo b j e c t o r i e n t e dd e s i g nm e t h o d sa n du m l , a na n a l y t i c a ld e s i g ni sa l s o p e r f o r m e di nd e s i g n i n gt h ei n s p e c t i o ns y s t e m ，t h u sas u b s t a t i o ni n s p e c t i o ns y s t e m w i t ha c t u a lf e a s i b f l i t yh a sb e e na c c o r d i n g l yf f m a l i z e do nt h i sb a s i s k e yw o r d s ：i n s p e c t i o ns y s t e m ；r f i d ；p o c k e tp c ：m o b i l e d a t a b a s e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 本文研究背景 第1 章绪论 1 1 。1 本文的背景 安全稳定的电力保障是社会生活中的一件大事，电力运行中出现的任何故 障都可能给正常的社会生活生产带来严重的影响并造成巨大的经济损失。因此 对电力系统的安全稳定运行的要求也越来越高，随时掌握电力设备运行状况是 必须的。 目前变电站行业采用了多种计算机实时监控系统采集电力设备运行过程中 的各种状态参数，能在第一时间发现设备运行故障并在尽可能短的时间内采取 相应的解决措施。因此实时监控系统对实时数据监控和突发性事故的预警是行 之有效的，基本实现了变电站管理的自动化，信息化，甚至有相当多的工作可 以实现无人值守n ，。 但对电力设备的安全运行而言，仅仅有实时采集系统是不够的。有多种因素 致使电力设施老化、疲劳、氧化和腐蚀，甚至表面破损。如不及时发现和消除， 存在的隐患就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁。 而设备这种外观性检查等非数据量数据无法通过实时监控系统采集。人工到现 场对设备巡检依然是必须的，即变电站设备巡检。 变电站设备巡检是指电力部门对其所管辖范围内供电设备进行的定期巡 视、检查以保证供电设备的稳定运行。 1 1 2 我国变电站巡检的现状 变电站巡检工作越来越被意识到是一项非常重要的基础工作。结合当前的 技术环境，我国已经逐步改变传统的人工巡检工作方式，一些有针对性的系统 已开发出来并在巡检工作中得到了应用。但我国的信息化水平整体比较落后， 起步也比较晚，目前应用了现代化的巡检设备及技术的变电站仍然是少数，特 别是一些中小型的变电站基本仍沿用传统的手工巡检方式。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 我国大多数的中小型变电站仍然采用传统的人工加纸质的巡检方式，即 停留在巡检工人手工抄录阶段。也就是说按照记录本进行巡检( 或签到) ，现 场手工采集数据后登录到相应表格上，然后录入到电脑，由分析软件( 如 e x c e l ) 进行处理，对于发现的缺陷还要重新在计算机录入。在我们的调查 研究中发现，一次标准的变电站设备巡检最多的时候需要携带的纸质表格有 1 6 0 页之多，巡检工作人员即使不巡检设备，只对照相应的检查项目直接打 勾就需要4 0 多分钟，而后期对巡检表格数据的查阅就更困难。因此这种巡 检方法实在不可取，存在很多弊端，主要弊端如下； ( 1 ) 工作效率低下，工作量巨大 用表格采集、保存巡检数据效率低下且工作量巨大。巡检人员需要随身携 带大量的表格极为不便，靠手工抄录巡检数据，后期需再次由人工将巡检数据 录入计算机系统才能对数据进行有效的处理等等都造成巡检工作量巨大且效率 低下，发现问题不及时，延误问题的处理。 ( 2 ) 人为因素过多容易出差错 人工抄写及录入巡检数据会因为大量的人为因索导致巡检数据记录! 乌错。 由于填写的数据量大，并且存在多个人工处理数据的环节，而每个环节都可能 因为人为的因素，或者是巡检人员的疏漏，表格填写经常有错误，造成一些电 力设备故障不能得到准确反映，延误故障及时排除，难以保证巡检质量。 ( 3 ) 缺乏灵活性不适应任何变化 以纸张为载体的数据记录不灵活。如果因为增加新的巡检设备或者是有新 的巡检设备类型，或者是新的巡检要求，表格就需要重新设计重新印刷。巡检 内容有任何改变都需要重新印制表格，造成极大的浪费。 ( 4 ) 设备缺陷消除不及时，存在安全隐患 人工巡检方式效率低下，设备巡检无法及时发现缺陷、处理缺陷。从派出 巡检人员进行设备巡检到人工再次将巡检数据录入计算机系统，并利用相关数 据处理软件进行数据的分析处理，决策管理人员最终得到有关设备故障设备维 修的有效数据这一工作周期太长，而电力设备的任何一个小故障都必须在第一 时间发现并解决。这与当前对电力安全运行的严格要求是极为不符的。 ( 5 ) 不能保证巡检到位 另外一个不容忽视的问题是传统的巡检方式无法对巡检工作人员进行有效 监督。巡检工作人员完全可以在签到后不到现场实地巡检，随意伪造巡检数据。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 存在这样的管理漏洞也无法保障电力的安全运行。 基于以上情况，变电站巡检需要更有效率的工具。因此对于巡检工具和巡 检工作方式进行研究显得非常必要。 1 2 主流巡检技术研究现状 传统变电站巡检模式的弊端越来越明显，当今社会朝着信息化、网络化 发展的步伐不断加快，变电站巡检的信息化水平也不断提高。特别是随着计 算机技术、网络技术、特别是无线网络技术和智能手持终端技术的快速发展， 使室外移动作业方式得到了根本性的改变，变电站巡检也不例外。 所谓移动作业是指人们在工作过程中无法固定在一个位置完成工作，其 地理位置要经常发生改变以适应工作需要，比如销售人员进行逐门逐户进行 推销，勘测人员野外采集数据等。移动作业系统主要是指通过计算机技术和 网络技术，特别是无线网络技术和智能移动终端技术应用到移动作业过程中 实现数据传输和资源共享而形成的解决方案。反映其特征的主要是移动终端 设备。 移动终端设备主要指p d a ，p d a 是p e r s o n a l d i g i t a la s s i s t a n t 的缩写， 字面意思是“个人数字助理”，即通常所说的掌上电脑p o c k e tp c 。近几年来 p d a 的技术飞速发展，这种手持设备集中了计算、电话、传真和网络等多 种功能。它不仅可用来管理个人信息( 如通讯录，计划等) ，更重要的是可以 上网浏览，收发e m a i l ，发传真，甚至还可以当作手机来用。尤为重要的是， 这些功能都可以通过无线方式实现【2 l 。当然，并不是任何p d a 都具备以上 所有功能。即使具备，也可能由于缺乏相应的服务而不能实现。但可以预见， p d a 发展的趋势和潮流就是计算、通信、网络、存储、娱乐、电子商务等 多功能的融合。 移动终端设备和无线网络技术的结合，形成了一个移动计算环境，不再 满足传统的有线网络和固定主机环境中默认的隐含假设，如：固定有线网络 连接、主机节点固定等。移动计算是一种新型的计算技术，它使得用户使用 便携式计算机或其他信息设备通过无线通讯接口实现对信息网络的访问，而 不受实际物理位置变化的影响。移动环境中，涉及到比较多的数据管理也必 须使用数据库技术，那就是在移动计算环境下的移动数据库技术。移动数据 库通常应用在诸如掌上电脑、p d a 、车载设备、移动电话等嵌入型设备中。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活，计算平台的移动性、连接 的频繁断接性、网络条件的多样性、网络通信的非对称性、系统的高伸缩性 和低可靠性以及电源能力的有限性等因素对移动数据库的性能提出了相当 高的要求。要求移动数据库系统可以支持移动用户在多种网络条件下有效地 访问所需数据完成数据查询和事务处理；通过移动数据库的复制缓存技术或 者数据广播技术即使在断开网络连接的情况下用户也可以继续访问所需数 据，这使得移动数据库系统具有高度的可用性。 目前主流的巡检系统都采用移动终端设备作为巡检终端，利用移动数据 库技术实现巡检数据的管理。结合自动识别技术实现设备定位。后台管理系 统则开发基于数据库系统的管理信息系统，实现了从设备台帐、人员管理、 计划任务管理、缺陷管理等等的电子化，信息化，数字化。 自动识别技术目前国内外主要采用g p s 技术、信息钮、信息螺栓和条 形码以及射频电子识别标签( r f i d ) 等技术。g p s 技术主要用在线路巡检 中实现设备定位和巡检线路导航，特别在长途线路巡检系统中更显出它的优 势并且基本是最佳选择。通过事先将具有不同编号的信息按钮沿光缆重要地 段安放，包线员在巡检时，每个包线员需配置手持g p s 接收机，处理中心 的g p s 接收装置实时接收各包线员位置信息进行存储、分析及处理；因为 一般而言电力线路分布地理范围广，g p s 技术容易实现线路设备的定位，并 且还能起到导航的作用。但对于设备地理分布范围较小以及室内设备的巡 检，利用g p s 技术来定位导航就不大适合。各巡检系统可以根据应用环境 的不同结合不同信息采集技术：射频电子标签( r f i d ) 技术、信息钮、信 息螺栓和条形码技术来实现。但不管采用何种技术，以及其实现原理的不同， 他们都同属自动识别技术。 综上所述，变电站巡检涉及的技术主要有计算机技术和网络技术、又特 别是无线网络技术和移动终端设备技术从根本上改变了传统的变电站巡检 工作方式，提高了变电站巡检的信息化水平。基于移动终端设备的交电站巡 检系统主要解决的是实现移动数据库与后台数据库的数据交换，保证数据的 一致性、数据安全性等关键问题。另外，自动识别技术则实现了变电站巡检 中的人员到位管理和设备信息的自动获取，使变电站巡检的可靠性得到了进 一步的保障。 目前国外已经研发了相当多的信息化水平很高的变电站巡检系统和产 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 品，但并不能完全适用于我国变电站巡检的情况。我国的电力信息化水平在 不断提高，但总的来说信息化整体水平不高，电力系统也是如此，依然需要 加大研究和开发的力度。 1 3 本文课题的提出及研究意义 本系统即是受成都某变电站所托，在具体的变电站环境进行开发的基于 p o c k e tp c 的变电站巡检系统。 变电站巡检是室外作业，巡检工作的核心内容在于巡检数据的现场采集 和巡检设备缺陷消缺，移动终端技术和移动数据库技术刚好能满足变电站巡 检的这一要求。在本文中我们采用p o c k e tp c 作为巡检终端设备，p o c k e tp c 是掌上电脑的英文缩写，是近年来发展起来的基于更快处理器和功能更强、 更全面的p d a 中的一种。p o c k e tp c 因为其更灵活，更轻便，为人们提供了 除p c 、笔记本之外的移动i t 解决方案【3 】。目前世界著名的i t 、电子、通讯 厂商都纷纷推出了各具特色的p o c k e tp c 。由于掌上电脑设备体积小，重量 轻( 1 5 0 9 左右) ，功耗低，供电时间较长( 一般待机6 - 9 小时) 便于携带，有丰 富的接口，操作系统的功能也很强大，有越来越多用于掌上电脑开发的软件 开发工具，特别是移动数据库技术使开发基于p o c k e tp c 的功能强大的巡检 系统成为可能【4 1 。 本文在研究变电站巡检主要技术的基础之上，主要是研究移动终端设备 技术、移动数据库技术、自动识别技术、结合变电站巡检的需求分析，研究 如何把这些先进的技术应用在变电站巡检中，使变电站巡检实现数字化、信 息化、电子化管理。最终实现了基于p o c k e tp c 的变电站巡检系统的移动解 决方案。系统分为后台管理系统和巡检终端系统。巡检终端系统采用p o c k e t p c 来录入巡检数据，结合移动数据库技术实现巡检数据的现场存储，信息 查询方便。使用的p o c k e tp c 设备是h p 品牌的i n t e lx s c a l e4 1 6m h z 主频、6 4 m r a m 、w i n d o w sm o b i l e5 0 的机器作为巡检终端，带c f 接口射频识别器，可 以插接r f i d 读取器使p o c k e tp c 具有对电力设备自动定位的能力。在巡检结 束后可以通过有线或无线的方式将移动数据库中的数据复制到后台管理系 统中。后台管理系统可以完成包括人员管理、设备台帐管理、巡检工作管理 和巡检报告的分析处理等巡检工作的全数字化管理。 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 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 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“准时至位”。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1 1 4 本文主要工作内容及组织 第章主要介绍论文研究背景及选题，确定本文将要完成的主要工作内容 及论文组织结构。 第二章详细分析变电站巡检业务，分析系统的参与者，用u m l 建立变电 站巡检业务的用例模型，业务流程。 第三章将根据系统需求研究巡检系统相关技术，主要有移动终端设备技术、 移动数据库技术、自动识别技术，提出系统总体解决方案。并设计系统的软件 结构和系统总体功能结构。最后进行数据库设计，数据库设计包括概念模型设 计和逻辑模型设计。 第四章研究了系统实现过程中的关键技术，主要有m v c 设计模式在本 系统的实现、a d o n e t 和n h i b e r n a t e 的o gm a p p i n g 数据库访问技术及在 系统中的实现，w e bs e r v i c e 的数据交换技术及在本系统中的实现。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章变电站巡检需求分析 2 1 变电站巡检概述 电力线路及设备由于长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电 力负荷的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟 害等外力侵害。多种因素将会促使线路上各元件老化、疲劳、氧化和腐蚀，如 不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构 成威胁。设备巡检管理是有效保证变电设备安全的一项基础工作”1 。通过巡视检 查来掌握设备运行状况及环境变化，发现设备缺陷和隐患，提出具体的检修内 容，以便及时消除缺陷，预防事故发生，将故障限制在最小范围，保证设备的 安全和电力系统稳定。 。 本项目中的变电站是一个中小型变电站，负责成都市周边城市的电力供 应。变电站主体有一个主变核心设备和多个间隔设备，一个间隔负责向一个 区域供电，间隔内包括又包括一组设备，某些设备还有附属设备。比如一个 主变内包括2 2 0 k v 侧套管、1 1 0k v 侧套管、本体、冷却系统、主交保护等 类型的多个设备；一个间隔内包括c t 、p t 、安全工具、母线、开关、接地 刀闸等类型的多个设备。不同类型设备的检查项目一般不相同。以p t 检查 为例，检查项目有：各接头接触良好，无过热现象；瓷瓶应清洁，无裂纹、 破损及放电现象；无异响和异味，二次接线盒密封完好等等。变电站设备还 包括变电站线路，线路按电压等级和所属变电站进行定义。 变电站根据国家对变电站安全运行管理办法制定了巡检计划，比如直 流、蓄电池记录是每月1 号，每周三都要进行巡检；正常巡视是每天进行， 即每日巡检：在发生特殊情况的时候还有特殊巡视，比如一旦遭遇雷电后就 需要进行雷电、泄露电流记录检查，在没遭遇雷电的情况下每个月末也要进 行此项检查。 变电站巡检管理人员依据巡检计划，制定设备巡视卡，即巡检任务表。巡 检任务表一般按设备类型分别制定。巡检任务表确定任务相关信息，任务主要 内容包括任务基本信息和巡检设备列表、设备检查内容。下面分别给出几种主 要的变电站设备巡视作业书。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 表2 - 1 变电站设备巡视卡作业书 巡视时间：年月日巡视人：确认人： 侯 侯侯 设1 号 序鲁 石 石 旁 太侯太母 主 逛视内容西 东路东西线联 号名变 线 线2 1 5 线 2 6 4 2 1 2 称 2 0 1 2 6 12 6 22 6 3 l开 双重编号相序深清楚正确。 关 无异常声音、异味及放电现象。 各部分瓷件表面清洁无杂物、无裂 纹、破损痕迹。 分、合指示正确，分、合闸线圈完好。 分控箱内的密度计在环境温度为2 0 。密度计指示为0 6 ：密度计为0 5 2 时发出泄露信号：0 5 时，总闭锁 信号。 分控箱内分，台闸的储能弹簧应到 位，储能指示正确。 分控箱内各端于导线无锈蚀松动现 象，标示清楚 总控箱内各端子、导线无锈蚀松动现 象，标示清楚。 总控箱内的“远方一就地”切换开关 运行中应在“远方”。 总控箱内的储能电源开关应完好并 在。合”位 总控箱内各元件无发热现象和异味 分控箱密封良好无渗漏水现象。 总控箱密封良好无渗漏水现象。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 接地装置完好，固定螺丝压接良好， 基础无下沉、倾斜 与开关连接部分无发热现象。 连接线无散股，断股现象。 双重编号清楚正确。 相序漆正确、清楚。 油位指示正确无突升、突降现象。 无渗漏油现象 开 瓷质部分完好，无裂纹、闪络痕迹及 2关 放电痕迹 c t 无异响和异味 二次接线盒密封完好，端子接触良 好，无开路现象。 接地装置完好，固定螺丝压接良好， 基础无下沉、倾斜 接地良好，接地扁铁无锈蚀、断裂现 象 与2 2 0 k vi 母连接部分无发热，无松 动。 双重编号清楚正确。 刀闸触头无烧伤、变形、锈蚀；接触 隔良好；无发热现象。 离支柱瓷瓶无裂纹、放电痕迹及电晕现 3 刀象。 阐 相序漆正确、清楚。 操作连杆及机械各部分应无损伤、锈 蚀：各机件应牢固，位置正确，尢松 动、脱落等现象。 分、合位置应正确。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 表2 - 2 安全工具检查表作业书 安全工具检查表 巡视时间：年月 日巡视人：确认人： 序 检查项目检查内容捡查结果 号 检查标签、台格证：是否完善并在试验合格 的有效期内 外观情况，表面有无损伤和是否清洁；有灰尘 和污垢的应擦拭干净；表面损伤的和有烧灼痕迹 的不得使用：不得有裂缝、破洞，毛刺、划痕等 缺陷 l 绝缘手套充气试验：将手套朝手指方向卷曲，观察有无 漏气或裂口 试验周期为6 个月( 工频耐压试验) 放置处不得直接接触地面、墙面防止受潮、 脏污 要和其他工器具分开放置，以免损伤绝缘手奁 绝缘手套应成双，定置摆放 检查标签、台格证：足胥完善，井在试验合格 2 绝缘靴 的有效期内 外观情况：表面有无损伤和是否清浩；有灰尘 和污垢的应擦拭干净：表面损伤的和有烧灼痕迹 的不得使用：不得有裂缝、破洞、毛刺、划痕等 缺陷 绝缘鞋的使用期限，制造厂规定以大底磨光为 止，即当大底嚣出黄色面胶( 绝缘层) 就不适合 在电气作业中使用了 试验周期为6 个月( 工额耐压试验) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 使用后必须擦干净，放置处不得直接接触地面， 墙面，防止受潮、脏污： 要和其他工器具分开放置以免损伤绝缘靴 绝缘靴应成取定置摆放 电压等级应与电气设备或线路的电压等级相符 ( 等于或高于电气设备或线路的电压等级) 检查标签、合格证：是否完善，并在试验合格 的有效期内 外观无明显缺陷，绝缘部分和握手部分之问有 护环隔开 3 绝缘棒 试验周期为1 2 个月( 工频耐压试验) 使用完毕，应擦拭千净后放置，放置处不得直 接接触地面、墙面，防止受潮、脏污 金属制成的- t 作部分不得触发地面 要和其他工器具分开放置，以免损伤 绝缘棒应成套。定置摆放 额定电压和被测试设各电压等级相一致 分别检查t 作触头和绝缘棒的标签，合格证： 是否完善，并在试验合格的有效期内 按压工作触头初步检查验电器合格 验电前应先将验电器在带电的设备上验电证 实验f 器良好； 4 高压验电器 绝缘棒外观无明显缺陷，绝缘部分和握手部分 之间有护环隔开 工作触头和绝缘棒的试验周期为1 2 个月c 工频 耐压试验) 使用后必须擦干净，放置处不得直接接触地面、 墙面，防止受潮，脏污 要和其他工器具分开放置，以兔损伤 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 表2 - 3 主变设备巡视作业书 巡视时同；年月日巡视人：确认人： 设 序 备2 2 0 k v2 2 0 l v2 2 0 k vl l o k v l l o k v l l o k v 避视内容 号名i 母母 旁母 i 母h 母 旁母 称 各接头接触良好，无过热 现象 ( 软母线无有断股、散 股) ，母线无异物 悬瓶应清洁，无裂纹、破 母损及放电现象 l 线 相序漆正确、清楚。 母线门型架爬梯完好，标 示牌正确、完好 接地装置完好，固定 螺丝压接良好，基础 无下沉、倾斜 各接头接触良好无过热 现象。 瓷瓶应清洁，无裂纹、破 损及放电现象 无异响和异味，二次接线 2盯 盒密封宪好 端子箱内端予、保险、空 气开关完好、保险接头接 触良好无短路和锈蚀现 象。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 除标准巡检任务外，变电站还要对设备进行定期试验、切换、检查确认， 相应制定有设备定期试验、切换、检查确认表。每一个设备定期试验、切换、 检查确认表包括检查大类，检查大类需要检查的设备类型，每种设备类型需要 检查的项目，最后是检查结论。以备用站用变定期试验检查为例，两个检查大 类为：l 、站用变低压侧未装设备自投装置。2 、站用交低压侧装设有备自投装 置。站用变低压侧未装设备自投装置需要检查的设备类型有工作站用变的低压 侧开关、工作站用变的低压侧刀闸等。工作站用变的低压侧开关的检查项目为 断开工作站用变的低压侧开关，切除全站交流电源；工作站用变的低压侧刀闸 的检查项目为断开工作站用变的低压侧刀闸，工作站用变空载运行。定期实验、 切换、检查确认表的检查内容基本保持不变。下面给出部分主要的定期试验作 业卡。 表2 4 设备定期试验、切换、检查确认表( - - ) 光字牌、事故信号、预报信号、闪光信号的试验检查 年月日 检查人；确认人： 试验设备名称试验项目检查结论备注 1 、常规站 光字牌合上查灯开关，检查光字牌正常发亮 台上事故信号装置试验开关，蜂鸣器 事故信号 响 合j ：预报信号装置试验开关，预告信 预报信号 号响 按下亮盘试验按钮，所有运行的k k 开 亮暗盘切换检 关灯亮：按下暗盘试验按钮，所有运 查 行的k k 开关灯灭； 按下直流系统闪光装置试验按钮闪 闪光信号 光信号灯均匀闲烁 2 、自动化站 2 2 0 k v 设备 ( d i s a 监控系榆壹监控机上确无光字牌信呼发出 统) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 1 1 0 k v 设备 ( d i s 监控系检查监控机上确无光字牌信号发出 统) l 、2 号主变 ( d i s a 监控系检查监控机上确无光字牌信号发出 统) 公共信号( d i s a 检查监控机上确无光字牌信号发出 监控系统) i o k v 设备( b j - 2 检查监控机上确无光字牌信号发出 监控系统) 直流系统( d i s a 按下直流系统闪光装置试验按钮，闪 监控系统及直 光信号灯均匀闪烁 流屏) 点击监控机上事故信号试验，事故倩 事故信号 号发出，点击复归按钮，信号能正常 复归。 点击监控机上预报信号试验，预报信 预报信号号发出。点击复归按钮，信号能正常 复归。 备注：l 、每日交接班时进行检查 2 、在检查结论栏且打或，并填写检查人、确认人姓名；打的在备注栏说明 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 表2 5 设备定期试验、切换、检查确认表( 二) 直流系统备用充电机试验检查 年 月 日 检查人；确认人： 检查 试验项目 备注 结论 硅整流 缓慢降低工作充电机充电电流至零， 调压调流电位器 并维持控母电压保持在合格范围内 充电机负荷侧开关 断开后检查确无负荷 断开后检查充电机确已退出运行备 交流电源开关 用 各用充电机交流电源开关 投入后检查各用充电机运行正常 备用充电机负荷侧开关 投入后检查备用充电机代负荷正常 缓慢升高工作充电机充电电流至正 调压调流电位器 常浮充电流值井维持控母电压保持 在合格范围内。 检查各用充电机充电电流平稳，无波 备用充电机 动，线圈声响正常，无异噱 高频电源开关 检查充电模块各故障指示灯均无故 高频充电模块 障指示 检查台母，控母电压，浮充、负荷电 液晶显示屏 流正常 备注：l 、备用充电可转为工作充电机半年后轮换一次 2 、磁放大硅整流充电机启动应带负荷。 3 、在检查结论栏目打或x ，并填写检查人、确认人姓名：打的在备注栏说明 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 变电站巡检人员根据巡检任务负责现场设备巡检并记录巡检数据，任务中 的所有设备巡检结束形成巡检报告提交给巡检管理人员。巡检管理人员分析处 理巡检报告，如果某巡检任务中发现了设备缺陷，则巡检管理人员还要进行消 缺处理。 2 2 变电站巡检业务分析 通过对变电站的业务调研，分析变电站变电站巡检业务发现，变电站巡 检的过程如下： a 1 变电站巡检管理人员制定巡检任务 制定巡检任务的主要工作内容是指定巡检任务的巡检设备和设备的检 查项目。 b ) 巡检管理人员发布巡检任务 巡检任务制定完毕，管理人员确认不再修改就可以进行任务发布。 c 、巡检工作人员获取巡检任务 巡检工作人员需要事先获取分配给自己的巡检任务。 d 、巡检工作人员记录巡检数据 巡检工作人员到设备现场对照巡检任务表对设备进行检查并记录设备 巡检数据。 e 1 巡检工作人员提交巡检报告 巡检工作人员完成任务规定的所有设备检查并填写完毕所有的检查结 果数据后，将巡检任务表提交给巡检管理人员。 f )巡检管理人员处理巡检任务报告 巡检管理人员对提交的巡检任务报告进行处理，如果任务没有发现设备 缺陷，将任务的执行状态标记为“已完成”。如果有设备缺陷，则将安排工 作人员执行消缺。 g ) 巡检管理入员根据设备检修的结果消除设备缺陷。 变电站巡检业务流程如图2 1 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 图2 - 1 变电站巡检流程 2 2 1 制定巡检任务业务分析 在制定变电站的巡检任务时，需要制定两类巡检任务：( 1 ) 一般巡检 任务；( 2 ) 定期巡检任务。定期巡检任务是指巡检设备和检查内容都保持不 变的任务，需要在固定的时间执行。因此为方便任务的制定，将定期巡检任 务制作为模板。 制定巡检任务的主要流程如下： a ) 巡检管理人员要求系统创建一个新的巡检任务； b ) 巡检管理人员选择创建任务类型是一般巡视任务还是定期巡检 任务； c ) 巡检管理人员确定任务内容。包括确定任务基本信息：任务名 称、任务所属计划、任务负责人、确认人、任务的巡检内容、 任务开始时间、任务结束时间：确定巡检设备；确定设备的附 属设备；确定设备的巡检项目：确定巡检项目的检查明细项目。 2 2 2 获取巡检任务业务分析 巡检工作人员需要事先获取巡检任务，再对照巡检任务进行设备巡检。 获取巡检任务需要满足以下要求：( 1 ) 巡检工作人员只能获取已经发布的任 务；( 2 ) 巡检工作人员只能获取未获取的巡检任务；( 3 ) 巡检工作人员只能 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 获取分配给自己的巡检任务。 因此获取巡检任务需要遵循以下流程： a 1 巡检工作人员要求获取巡检任务： b ) 巡检管理人员获得巡检工作人员的编号； 西巡检管理人员选择分配给巡检工作人员的任务； d 1 巡检管理人员选择已发布的巡检任务； e 1 巡检管理人员选择未获取的任务； f ) 巡检管理人员将巡检任务交给相应的巡检工作人员： g ) 巡检管理人员登记已经被巡检工作人员获取的巡检任务； 2 3 巡检系统用例建模 用例模型是对一个系统或一个应用的一种单一的使用方式所做的描述， 是关于单个活动者在与系统的对话中所执行的处理行为的陈述序列。用例是 一个叙述性的文档，用来描述参与者( a c t o r ) 使用系统完成某个事件时的事情 发生顺序。用例是系统的使用过程。用例是对系统的用户需求( 主要是功能 需求) 的描述，用例表达了系统的功能和提供的服务( 6 】。 u m l 一种描述用例的可视化工具，它用简单的图形元素表示出系统的 参与者、用例以及它们之间的关系，准确地表达了参与者与系统的交互情况 和系统所能提供的服务【1 ”。用例是对系统行为的动态描述，它可以促进设计 人员、开发人员与用户的沟通，理解正确的需求；还可以划分系统与外部实 体的界限，是系统设计的起点，用例的获取是需求分析阶段的主要任务之一， 而且是首先要做的工作。参与者代表与系统接口的任何事物或人，它是代表 某一种特定功能的角色，它是一个虚拟的概念，可以是人，也可以是外部系 统或者设备。同一个人也可以对应多个参与者，因为一个人可以扮演多个角 色。【8 】。 2 3 1 参与者分析 从变电站巡检业务分析得知变电站业务巡检工作有以下工作人员：巡检管 理员、巡检工作人员。 巡检管理员：巡检管理人员的业务有制定巡检计划、制定巡检任务、发布 巡检任务、处理巡检报告、消除设备缺陷。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 巡检工作人员：巡检工作人员是巡检任务的直接执行工作任务。主要工作 业务有获取巡检任务、记录巡检设备数据、提交巡检报告。 2 3 2 变电站巡检系统用例 综合以上分析，交电站巡检系统用例如图2 - 2 所示。 泰3 强毪 墓嚣诞多妙 冷 醪 蓬多 圈2 - 2 变电站巡检系统用例图 2 4 巡检系统目标要求 传统的人工变电站巡检存在很多弊端，随着现代科技的发展，以及社会对电 力安全运行提出了更商的要求，变电站提出建立信息化的巡检管理系统，即巡 检m i s 系统。 结合在变电站实际的调查分析，主要包括了解组织机构情况，以及巡检工 作的组织管理执行情况，帮助变电站确定变电站巡检系统的目标要求。变电站 巡检系统的目标要求如下： ( 1 ) 变电站变电站巡检实现数字化、信息化管理。 随着计算机技术和信息技术的进步，管理信息系统，即m i s ( 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 ) 系统得到了广泛的应用。m i s 系统主要指的是进行日常事物 操作的系统。从构成上来讲，m i s 系统是一个由人、计算机及其他外围设备等 组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统0 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 变电站巡检应改变传统人工巡检方式，结合计算机技术和移动i t 技术实现 变电站巡检工作的全部数字化管理，即建立变电站巡检m i s 系统。要求系统能 实现从变电站巡检任务的制定、发布、到电力设备巡检数据的采集、以及巡检 结果数据的分析处理数字化、信息化管理。 ( 2 ) 变电站巡检系统有较强的适应性、灵活性。 系统应能满足巡检任务和巡检设备进行动态定义。比如电力设备的属性字 段可以动态增加，属性字段类型可以自定义为数值型、字符型、布尔型、单选 型和复选型这5 种类型；能够支持电力主设备的附属设备的自定义；支持设备 巡检项耳动态定义；支持设备巡检结论字段的动态定义，同样结论字段的类型 可以自定义为数值型、字符型、布尔型、单选型和复选型这5 种类型的巡检结 论数据。 ( 3 ) 巡检系统能够实现巡检到位管理以及防止设备漏检。 传统的电力设备巡检工作对无法保证巡检工作人员及时到位，巡检数据存 在伪造的可能。这是传统巡检工作存在的一大漏洞，无法保证变电站巡检切实 有效地进行。巡检系统能采用某种技术手段。由巡检管理人员决定是否要求在 记录巡检数据前进行设备识别，实现巡检至n 位管理。并且，系统应该具有提醒 功能，当设备未检查完而试图结束任务时，系统应提醒并显示未检查设备列表， 防止设备漏检。 ( 4 ) 便携式数字处理设备记录巡检数据。 电力设备巡检是室外作业，系统能满足现场记录巡检数据，记录的设备满 携带方便，操作方便，能存储一定量的数据。 ( 5 ) 巡检任务能快速灵活地下发，巡检报告也能及时、方便提交 传统的变电站巡检任务的下发和巡检报告的提交均是人工通知、人工领取， 受时间、地点的限制，效率低下。要求变电站巡检系统能快速灵活地提交已经 完成的巡检任务报告。 ( 6 ) 巡检系统能实现系统基础信息管理和系统维护 系统能正常运行需要一些基础信息支持，系统基础信息包括巡检人员信息 和设备信息。必须先建立这些基础信息，系统才能使用。这些信息经常是在变 化的，因此要在系统中增加基础信息管理的功能，以维护和更新这些信息。人 员管理主要包括人员基本信息的管理，比如工作人员姓名、性别、联系方式等。 能方便地实现增加、编辑或删除巡检人员。人员管理还包括巡检人员权限管理， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 不同的人员应该具有不同的功能，比如巡检管理人员拥有系统管理的功能，包 括增加、编辑、删除巡检任务等功能，而巡检工作人员则允许进行数据的记录 和将完成的巡检任务形成报告提交给巡检管理人员。 系统设备管理主要包括添加、删除、修改变电站的设备信息。把变电站所 有的管理对象都称为设备。设备有；变电站、间隔、线路、巡检设备。特别地 由于定期检查项目的设备基本保持不变，因此需要单独定义定期检查设备，这 样巡检管理人员在制定定期检查任务时就不用每次都手工选择巡检设备，形成 定期检查任务模板，方便巡检管理人员的操作。 系统维护主要包括工作数据的清除，数据的备份等工作。 除了以上要求外，当然巡检系统还应该满足以下要求： 系统使用灵活、操作界面友好、维护方便，易学易用； 系统应当具有良好的兼容性和扩充性； 具有操作界面友好、维护方便，易学易用； 具有良好的兼容性和扩充性：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； 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 2 页 第3 章巡检系统概要设计 3 1 巡检系统总体解决方案 根据第二章变电站巡检业务分析以及系统目标要求分析知道，实现电力 系统的关键是要实现巡检数据的现场数字化管理和巡检到位管理，满足变电 站巡检室外作业的移动性特点。本文在综合研究比较当前主流巡检技术的基 础之上，提出建立基于p o c k e tp c 的变电站巡检系统，即选择可编程p o c k e t p c 作为移动巡检终端，形成一个移动计算环境。移动计算环境有三种基本 酌计算模式：( 1 ) 智能计算设备+ 无线网络；( 2 ) 智能计算设备+ 调制解调 器+ 电话网络；( 3 ) 移动用户+ 系统工作站+ 系统有线网络。在本方案中我们 采用第三种模式，即移动用户+ 系统工作站+ 系统有线网络的模式。 p o c k e tp