CN106371365A - 一种基于4g无线通信的电力设备状态检修方法 - Google Patents

一种基于4g无线通信的电力设备状态检修方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于4G无线通信的电力设备状态检修方法，基于4G无线通信技术的智能终端参与电力设备状态检修及电力设备全寿命周期管理，首先利用平板电脑连接4G网络访问外网服务器，实现电力设备状态检修与全寿命周期管理等现场作业的规范化管理，作业中通过4G网络实时与后台数据融合。本发明提供的具有4G通信功能的智能终端可实现对电力设备台账信息的快速查看，并能实时提供电力设备运行状态监测数据和运行环境监测数据，服务于电力设备的全寿命周期管理工作。

Description

一种基于4G无线通信的电力设备状态检修方法
技术领域
本发明涉及电力设备状态检修技术领域，具体涉及一种基于4G无线通信的电力设备状态检修方法。
背景技术
随着经济和社会的高速发展，社会各行业和居民生活对电力的需求量在不断加大，对供电质量和供电安全可靠性的要求也日益增强。传统的电力设备使用的维修方式是定期检修，由于定期维修周期无法准确确定，会造成电力设备出现维修不足或过度维修的情况，过度维修会增加维修费用，增加维修成本，甚至出现无故障却维修出故障的现象；而维修不足造成电力设备不能达到可靠性的要求，会影响电力设备的正常运行，造成设备障碍，甚至还能引发设备事故、造成人身伤亡。
电网系统在长期运行中，不可避免的会引起性能逐渐下降，可靠性降低，故障率增大，进而危及系统的安全运行，因此必须对电网系统的运行状态进行监测。
传统的电力设备状态监测方法是经常性的人工巡视与定期预防性检修、试验，这种经常巡视与定期检修的制度对于电力设备的安全运行起了一定的保证作用，但随着电网系统的发展，对发电、输电、供电和用电的可靠性要求越来越高，同时电网系统改制正在进一步深入，使得发电、供电企业的检修、运行人员越来越少，电网检修的规模和成本越来越高。为此，电网系统从传统检修到状态检修的转变势在必行。
状态检修，即通过对设备状态进行监测，然后按设备的健康状态来安排检修的一种策略。由于状态维修方式是以设备当前的实际工况为依据，通过状态监测，判断设备的状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度、故障发展趋势等做出状态评估，在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修。其针对性强，经济合理，智能化程度高，能够降低系统的故障率和综合维修费用，具有明显的社会效益和经济效益。
但由于现有的状态监测在数据来源方面存在管理、技术等诸多方面因素限制，导致在数据融合方面没有办法拿到第一手的信息，往往与调度、继电保护等生产I区数据交互都是通过自动化系统映射接口的准实时性数据，在状态监测建设方面往往以生产III区数据为主，依据管理性导则对存在问题的设备进行评价，无法通过系统的方式来检测出需 要进行状态评价的设备。
另外，由于状态评估水平的局限性，以往的技术实现主要以数据集成为主线，展示设备信息，对于设备评价与评估工作主要以人工干预，进行评价打分为主，由于评价与评估工作方面存在工作量大、人工投入成本高、效率低、耗时长等问题，在系统智能化评价方面有待完善与提高。
所以我们必须加强电力设备状态检修，确保发供电可靠性，降低检修成本，减少检修风险。电力设备状态检修既能够及时发现设备状况，又能减少设备检修时间及检修费用，降低运维成本。随着电网资产规模的扩大、设备数量的增加，电力设备状态检修技术的提高迫在眉睫。
例如，现有技术中专利号为201410258757.0的发明专利《输电设备状态检修的系统性控制方法》中就公开了一种输电设备状态检修的系统性控制方法。该方法将输电系统状态检修分为输电设备信息采集和系统性状态检修策略制定两大步骤。输电设备信息采集包括设备状态信息采集和输电系统运行信息采集。系统行状态检修策略制定首先形成检修策略基础数据库 ,采用状态检修系统控制算法求解 ,并校核及输出得到最优的检修安排策略。该发明可靠性差，运行不稳定。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，首先利用平板电脑连接4G网络访问外网服务器，实现电力设备状态检修与全寿命周期管理等现场作业的规范化管理，作业中通过4G网络实时与后台数据融合，既实现对电力设备台账信息的快速查看，并能实时提供电力设备运行状态监测数据和运行环境监测数据，服务于电力设备的全寿命周期管理工作。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，智能配电终端通过平板电脑连接4G移动运营商内部网络，再通过移动运营商与物联网主站间的有线专线连接到主站系统的信息外网，信息外网的应用服务器与信息内网的数据库服务器之间加装信息安全网络隔离装置，可实现对电力设备台账信息的快速查看以及传输实时动态数据至主站数据库服务器。
智能配电终端对电力设备的静态数据和动态数据进行科学管理，利用先进的数据挖掘技术对数据进行高效地分析处理，判断电力设备的运行状态。
对电力设备的运行状态判断主要分为两类：一、对电力设备静态数据的管理，二、对电力设备动态数据的分析。
其中电力设备的静态数据描述了电力设备自身的特征和属性，包括设备品牌配置、在投运期间的试验数据、检修记录、存在缺陷，通过定期对静态数据的维护及分析。
判断电力设备当前可能存在的安全隐患，在安全运行情况下考虑设备运行是否经济。
电力设备动态数据主要记录设备的实时运行情况。
通过分析设备实时运转情况，判断设备是否故障、超负荷、电压等等异常情况，为电力设备的安全、可靠运行提供诊断依据，为制定状态检修工作提供依据，为提高电力设备的运行维护水平提供支撑。
所述智能配电监控终端外涂覆抗电磁材料层，抗电磁材料层，由下列重量份的原料制成 ：二氧化硅45～55份、聚硅氧烷8～12份、二乙烯基硅油5～8份、镍粉 2～4份、中空玻璃微珠6～10份、锂粉1～3份、铜粉4～6份、聚乙烯醇1.5～2.1份质量分数组成。
有益效果：本发明提供的基于4G无线通信的电力设备状态检修技术，解决了针对不断扩大的电网资产及设备数量的装修检修技术水平的提升，以及做好对电力设备的管理、维护、运行等全寿命周期管理，为保证电网安全、改善电能质量、提高供电可靠性和资产运营效率等都具有重要的参考作用。电力设备运行状态在线检修通过智能终端，智能配电终端采用工业级双DSP的硬件平台，具有完善的嵌入式UCLinux操作系统；智能终端可对配 电变压器的运行信息进行采集，完成配电变压器计量总表监测、剩余电流动作保护器监测、状态监测、负荷管理、动态无功补偿、三相不平衡治理、谐波治理、安全防护、互动化管理、资产管理、环境监测和分布式电源接入管理功能；智能配电终端采用4G无线通信技术实现实时数据的传输,在线监测采集各监测点的实时数据，实现监测及管理的层次化与集中收集。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
如图1所示，一种基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，智能配电终端通过平板电脑连接4G移动运营商内部网络，再通过移动运营商与物联网主站间的有线专线连接到主站系统的信息外网，信息外网的应用服务器与信息内网的数据库服务器之间加装信息安全网络隔离装置，可实现对电力设备台账信息的快速查看以及传输实时动态数据至主站数据库服务器。
智能配电终端对电力设备的静态数据和动态数据进行科学管理，利用先进的数据挖掘技术对数据进行高效地分析处理，判断电力设备的运行状态。
对电力设备的运行状态判断主要分为两类：一、对电力设备静态数据的管理，二、对电力设备动态数据的分析。
其中电力设备的静态数据描述了电力设备自身的特征和属性，包括设备品牌配置、在投运期间的试验数据、检修记录、存在缺陷，通过定期对静态数据的维护及分析。
判断电力设备当前可能存在的安全隐患，在安全运行情况下考虑设备运行是否经济。
电力设备动态数据主要记录设备的实时运行情况。
通过分析设备实时运转情况，判断设备是否故障、超负荷、电压等等异常情况，为电力设备的安全、可靠运行提供诊断依据，为制定状态检修工作提供依据，为提高电力设备的运行维护水平提供支撑。
智能配电监控终端采用永诺电气有限公司生产的AI2000智能配电监控终端。
实施例二
如图1所示，一种基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，智能配电终端通过平板电脑连接4G移动运营商内部网络，再通过移动运营商与物联网主站间的有线专线连接到主站系统的信息外网，信息外网的应用服务器与信息内网的数据库服务器之间加装信息安全网络隔离装置，可实现对电力设备台账信息的快速查看以及传输实时动态数据至主站数据库服务器；
智能配电终端对电力设备的静态数据和动态数据进行科学管理，利用先进的数据挖掘技术对数据进行高效地分析处理，判断电力设备的运行状态。智能配电监控终端采用永诺电气有限公司生产的AI2000智能配电监控终端。
实施例三
如图1所示，一种基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，智能配电终端通过平板电脑连接4G移动运营商内部网络，再通过移动运营商与物联网主站间的有线专线连接到主站系统的信息外网，信息外网的应用服务器与信息内网的数据库服务器之间加装信息安全网络隔离装置，可实现对电力设备台账信息的快速查看以及传输实时动态数据至主站数据库服务器；
智能配电终端对电力设备的静态数据和动态数据进行科学管理，利用先进的数据挖掘技术对数据进行高效地分析处理，判断电力设备的运行状态。
对电力设备的运行状态判断主要分为两类：一、对电力设备静态数据的管理，二、对电力设备动态数据的分析。
其中电力设备的静态数据描述了电力设备自身的特征和属性，包括设备品牌配置、在投运期间的试验数据、检修记录、存在缺陷，通过定期对静态数据的维护及分析（每周一次），判断电力设备当前可能存在的安全隐患，在安全运行情况下考虑设备运行是否经济；电力设备动态数据主要记录设备的实时运行情况，通过分析设备实时运转情况，判断设备是否故障、超负荷、电压异常情况，为电力设备的安全、可靠运行提供诊断依据，为制定状态检修工作提供依据，为提高电力设备的运行维护水平提供支撑。
电力设备运行状态在线检修通过智能终端，智能配电终端采用工业级双DSP的硬件平台，具有完善的嵌入式UCLinux操作系统；智能终端可对配电变压器的运行信息进行采集，完成配电变压器计量总表监测、剩余电流动作保护器监测、状态监测、负荷管理、动态无功补偿、三相不平衡治理、谐波治理、安全防护、互动化管理、资产管理、环境监测和分布式电源接入管理功能；智能配电终端采用4G无线通信技术实现实时数据的传输,在线监测采集各监测点的实时数据，实现监测及管理的层次化与集中收集。智能配电监控终端采用永诺电气有限公司生产的AI2000智能配电监控终端。
实施例四
如图1所示，建立智能终端的电力设备状态检修技术
电力设备运行状态在线检修通过智能终端在线监测采集各量测监测点的实时数据，实现监测及管理的层次化与集中收集。电力设备检修经历了故障检修、计划检修及状态检修三大阶段，对电力设备的运行状态进行检修能有效的提前发现电力设备中存在的问题，并做到及时检修，对提高电力设备的可靠运行有重要的作用。
本发明通过智能终端对电力设备实时运行状态进行监测，并获取电力设备的实时动态运行数据，通过对实时电力设备信号的收集、传输、处理以及分析等一系列数据挖掘处理，对电力设备的运行状态进行科学的辩证分析，以实现电力设备静态数据和动态数据的全面管理及应用。
建立智能终端通过平板电脑连接4G网络实现与实时系统的通信技术
如附图1所示，智能终端通过平板电脑连接4G移动运营商内部网络，再通过移动运营商与物联网主站间的有线专线连接到主站系统的信息外网，信息外网的应用服务器与信息内网的数据库服务器之间加装信息安全网络隔离装置，可实现智能终端对电力设备台账信息的快速查看以及智能终端传输实时动态数据至主站数据库服务器。
4G通信技术关键特征是网络融合，传输速率更高，同时在安全和认证方面也提出了更高的要求。本发明在通信安全和认证过程中，通过移动终端与无线接入网建立了基于数字认证的双向身份认证机制，并在安全接入和安全传输方面，采用移动终端和无线接入网建立加密网关，在信息内网和信息外网间加装信息安全网络隔离装置，从而终端和主站系统侧都能安全、可靠的收发数据。
实现电力设备的全寿命周期管理
通过对电力设备的静态数据和动态数据进行科学管理，利用较为先进的数据挖掘技术对数据进行高效地分析处理，判断电力设备的运行状态，为制定状态检修工作提供依据，为提高电力设备的运行维护水平提供支撑，从而最大限度提高电力设备的运行效率，这将为电力设备安全、可靠、经济运行起到非常重要的作用。
电力设备运行状态在线检修通过智能终端，智能配电终端采用工业级双DSP的硬件平台，具有完善的嵌入式UCLinux操作系统；智能终端可对配电变压器的运行信息进行采集，完成配电变压器计量总表监测、剩余电流动作保护器监测、状态监测、负荷管理、动态无功补偿、三相不平衡治理、谐波治理、安全防护、互动化管理、资产管理、环境监测和分布式电源接入管理功能；智能配电终端采用4G无线通信技术实现实时数据的传输,在线监测采集各监测点的实时数据，实现监测及管理的层次化与集中收集。智能配电监控终端采用永诺电气有限公司生产的AI2000智能配电监控终端。
实施例五与实施例四的区别是：所述智能配电监控终端外涂覆抗电磁材料层，抗电磁材料层，由下列重量份的原料制成 ：二氧化硅45份、聚硅氧烷8份、二乙烯基硅油5份、镍粉份、中空玻璃微珠6份、锂粉1份、铜粉4份、聚乙烯醇1.5份质量分数组成，智能配电监控终端连接外界触摸控制器，智能配电监控终端的天线伸出涂覆抗电磁材料层。
实施例六与实施例四的区别是：所述智能配电监控终端外涂覆抗电磁材料层，抗电磁材料层，由下列重量份的原料制成 ：二氧化硅55份、聚硅氧烷12份、二乙烯基硅油8份、镍粉4份、中空玻璃微珠10份、锂粉3份、铜粉6份、聚乙烯醇2.1份质量分数组成，智能配电监控终端连接外界触摸控制器，智能配电监控终端的天线伸出涂覆抗电磁材料层。
实施例七与实施例四的区别是：所述智能配电监控终端外涂覆抗电磁材料层，抗电磁材料层，由下列重量份的原料制成 ：二氧化硅50份、聚硅氧烷10份、二乙烯基硅油6份、镍粉3份、中空玻璃微珠8份、锂粉2份、铜粉5份、聚乙烯醇1.8份质量分数组成，智能配电监控终端连接外界触摸控制器，智能配电监控终端的天线伸出涂覆抗电磁材料层，涂覆厚度为5mm。
实施例五、六、七的终端的在使用2年后均没有出现一次信息丢失，信息未被干扰。而实施例采用现有技术的抗电磁材料，1年出现信息丢失2次。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述，以说明本发明的原理和应用，但应该理解，本发明可以在不偏离这些原理的基础上用其它方式来实现。

Claims (8)

1.一种基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：智能配电终端通过平板电脑连接4G移动运营商内部网络，再通过移动运营商与物联网主站间的有线专线连接到主站系统的信息外网，信息外网的应用服务器与信息内网的数据库服务器之间加装信息安全网络隔离装置，可实现对电力设备台账信息的快速查看以及传输实时动态数据至主站数据库服务器。
2.如权利要求1所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：智能配电终端对电力设备的静态数据和动态数据进行科学管理，利用先进的数据挖掘技术对数据进行高效地分析处理，判断电力设备的运行状态。
3.如权利要求2所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：对电力设备的运行状态判断主要分为两类：一、对电力设备静态数据的管理，二、对电力设备动态数据的分析。
4.如权利要求3所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：其中电力设备的静态数据描述了电力设备自身的特征和属性。
5.如权利要求4所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：电力设备自身的特征和属性包括设备品牌配置、在投运期间的试验数据、检修记录、存在缺陷。
6.如权利要求5所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：通过定期对静态数据的维护及分析，判断电力设备当前可能存在的安全隐患。
7.如权利要求6所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：在安全运行情况下考虑设备运行是否经济；电力设备动态数据主要记录设备的实时运行情况。
8.如权利要求7所述的基于4G无线通信技术的电力设备状态检修方法，其特征在于：通过分析设备实时运转情况，判断设备是否故障、超负荷、电压异常情况。
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