基于PMS 2.0的带电检测数据管理系统

刘佳鑫，杜 威

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

基于PMS 2.0的带电检测数据管理系统

刘佳鑫，杜 威

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

带电检测是发现电网设备潜伏性运行隐患的有效手段，然而传统的带电检测系统存在数据滞后、可靠性不高等问题。介绍一种基于PMS 2.0的带电检测数据管理系统设计方案。该系统由电力内网Web端和离线客户端构成，具有高度的灵活性、安全性和可扩展性。此外，该系统采用解耦建模、信息集成、数据挖掘等分析和设计方法，使带电检测数据管理更加实用化、智能化。

带电检测；PMS；Web数据库；数据管理

近年来，电网设备检修经历了由故障检修到定期检修再到状态检修的发展过程。带电检测作为状态检测的重要分支，由于其无需停电，测试时间短，对传感器和测试仪器可靠性要求不高等诸多优点，得到越来越广泛的应用。带电检测试验数据作为重要的设备状态表征参量，已成为开展电网设备状态评价的重要数据来源。

现阶段，带电检测更多依赖于现场试验人员手工记录试验数据。这种方式下不便于对试验数据进行归档、统计和分析。随着电力系统信息化的深入推进，部分网省开发了信息系统对带电检测数据实施管理［1－3］，但存在较多问题：试验数据需在内网环境录入，数据时效性不高；随着带电检测项目类型和指标的不断增加，系统的兼容性和可扩展性明显不足；数据利用水平不高，对设备状态评价支持力度有限。

本文所介绍的带电检测数据管理系统采用了内网Web端和离线客户端相结合的设计方式。通过对PMS 2.0系统数据库的二次开发，将带电检测数据与在线监测、检修试验、运行巡视数据相结合，实现对设备状态的动态评价，并最终为电网调度运行提供支持。

1 带电检测应用现状

随着传感技术、数字信号处理技术和人工神经网络等综合智能系统在状态监测及故障诊断中的应用，状态检修已成为电力系统中的一个重要研究领域。状态检修是依靠先进检测手段和试验技术采集电气设备各种数据信息，根据运行经验和运行工况综合分析判断后，确定设备检修周期和项目［4］。状态检修有助于提高设备可用率，减少检修工作量，保障电网设备安全、稳定运行。

状态监测是状态检修模式的重要手段，可以归纳为在线监测和带电检测两类技术。在线监测通过安装于电网设备上的各类监测仪表，对设备运行状态进行连续自动监测并上传监测平台，具有较高的实时性。然而，在线监测在方法和标准上还尚不成熟，且监测设备运维困难，数据可靠性不足，因此其发展具有一定局限性，目前仅少数运行状态参数具备可以实施在线监测的条件。带电检测通常运用便携式仪器仪表，对电网设备运行状态进行短时间的现场检测。目前带电检测技术发展日趋完善，检测手段丰富，数据可靠性高，使得带电检测的范围和精度不断提升，其实用化的特点对于状态检修尤为重要［5－6］，而与信息系统的融合将使其借助于智能化的优势飞速发展。

2 PMS 2.0生产管理系统

国网设备（资产）运维精益管理系统PMS 2.0是覆盖电网生产全过程的标准化生产管理系统。该系统以设备管理为核心，以运检业务为导向，充分突出运检环节实物资产和设备运维项目精益化管理的工作重点；通过运维项目主线和检修设备实物资产主线相互衔接，通过运维项目管理、检修设备实物资产有机融合，实现从运维项目立项、实施到检测设备台账的闭环联动；建立全面的设备、运行、评价体系和相关业务流程，对实现集约化、精细化、标准化管理，提高运行管理水平，推动设备管理向资产管理、设备管理向电网管理的两个转变，具有十分重要的意义。

缺陷管理是对运行巡视、检测、在线监测、试验等工作过程中发现的设备缺陷进行记录和管理，跟踪管理电网设备从发现缺陷到消除缺陷的整个过程。运用PMS系统，做好缺陷管理，掌控设备的健康水平，对运行工作中发现的设备缺陷应及时启动设备缺陷管理流程，做到真实准确反映设备缺陷情况。

带电检测是状态检修的主要业务环节，能够帮助收集设备状态信息。将带电检测数据管理系统与设备状态信息收集环节建立连接，能够及时对设备故障状态进行预警和诊断，有助于设备状态评价、检修决策建议和状态检修计划的实施，实现PMS系统的深化运用。PMS 2.0系统设备动态评价业务流程如图1所示。

图1 PMS 2.0系统设备动态评价业务流程

3 系统设计

3.1 总体架构

带电检测数据管理系统总体上分为内网Web端和离线客户端两大部分，其总体架构如图2所示。该架构的数据流向大致如下。

a.试验前，试验人员将本次试验对应的被检测设备台账和检测项配置文件从内网Web端导出，并导入离线客户端。

b.试验人员通过客户端程序在试验现场及时录入试验数据，并通过安全移动存储介质将数据加密并压缩传输至内网环境。

c.试验数据经内网Web端解析入库，生成检测报告，并实现对试验结果的集中管理和分析调用。

这种设计具有较好的灵活性、安全性和时效性，可以提高专业人员的工作效率，对于实现设备状态的动态评价提供了良好支撑。

图2 带电检测数据管理系统总体方案

3.1.1 电力内网Web端

电力内网Web端是带电检测数据管理系统的主站端，Web端前台负责实现配置导出、数据导入、任务管理和报告生成等功能，并集成了数据的集中管理和分析调用功能。Web端后台负责管理PMS台账数据库和带电检测数据库。

a.配置导出模块：负责将被检测设备台账信息和检测项配置导出，供离线客户端导入使用。

b.数据导入模块：负责将试验任务和数据压缩包解析并导入带电检测数据库（自动录入）。

c.任务管理模块：负责提供试验任务的查看、编辑和删除功能以及Web界面下的试验数据录入功能（手动录入）。

d.报告生成模块：数据经过确认无误后，负责根据模板生成检测报告。

e.集中管理功能：通过后台专业算法，定期对试验数据进行处理和分析。

f.分析调用功能：通过Web Service平台对外开放接口调用。

3.1.2 离线客户端

离线客户端利用平板电脑作为终端平台，跟随试验人员进入作业现场，可灵活实现数据录入。离线端程序采用轻型数据库SQLite［7］，资源占用率低且处理速度快，配置灵活方便。SQLite中仅保存被检测设备台账、检测项配置等元数据，试验数据和附件均保存在本地文件系统的同一文件目录下。离线客户端提供配置导入、数据录入、任务管理和数据导出等模块。

a.配置导入模块：负责导入Web端生成的被检测设备台账和检测项配置，并在本地的SQLite元数据库中进行更新。

b.数据录入模块：由试验人员选择被检测设备和检测类型，随后录入相应的试验数据。

c.任务管理模块：负责提供试验任务的查看和编辑功能。

d.数据导出模块：负责将试验数据和附件打包并压缩，供Web端解析。

3.2 数据库建模

带电检测涵盖的设备类型广，检测手段丰富，随着带电检测工作实际的发展，设备类型和检测指标还会不断增加，因此在数据库建模时，既要全面涵盖现有检测类型和检测项目，还要考虑到数据库模型的可扩展性。以被检测设备为依据，可以分为SF6断路器、组合电器、开关柜、变压器等17类交直流变电设备；以检测指标为依据，可分为红外、紫外、局放和SF6检测等20余种带电检测项目。被检测设备与检测指标的对应关系如表1所示。

本系统中Web端带电检测数据库模型如图3所示。设备类型与检测项定义之间经过解耦处理，根据表1所示的设备与检测项映射表重新建立关联。这种设计使得前台展示页面具有通用性，当设备类型或检测项需要增加或变更时，只需进行少量的数据库操作（添加记录、新建数据表）即可，因此系统的可扩展性大大提高。此外，将检测项定义表与检测项字段定义表分离，使得系统的灵活性大大增强。Web端前台页面可以实现查询和编辑功能，而客户端前台页面只能实现查询功能，每次试验前通过Web端导出的配置文件对离线客户端进行同步。离线端的轻型SQLite数据库只存储元数据，如台账表、设备类型表、检测项定义表、检测项字段定义表、映射关系表等，不仅占用资源少，而且真正实现了免维护。

3.3 平台间交互

系统包括Web端和离线客户端两大作业平台，平台间的数据交互采用XML报文格式，导出文件均加密压缩并通过安全存储介质进行交互，同时兼顾了功能、性能和安全性。Web端导出的配置文件包含被检测设备台账和检测项定义2项。被检测设备台账报文格式为网省—地市—变电站—设备类型—设备的多层次树形结构，如图4所示。变电站台账导出权限将受到限制，并且导出行为将生成日志表。检测项定义文件包含检测项和检测项字段的名称、编码、类型和单位等信息，其文件头部包含版本信息。当客户端导入配置文件时，设备台账直接逐条导入并进行覆盖，而检测项定义文件只导入版本号较新的配置文件并覆盖旧版本。

客户端的数据导出功能将导出一个包含多个任务文件夹的压缩包，每个任务文件夹里存放任务对应的被检测设备信息、检测试验数据及附件等文件。每个文件含有一个唯一编码，格式为YYYYM⁃MDD－hhmmss－rand，即年月日时分秒以及随机数。附件类型包括图像、视频、波形等，支持jpg／gif／avi／rmvb／txt等常见格式。

表1 被检测设备与检测项目（部分）映射表

图3 Web端带电检测数据库模型

图4 设备台账信息树形结构图

3.4 高级应用

带电检测试验数据有助于了解设备的真实运行状态，从而为设备状态评价提供必要依据。目前，该系统已经能够实现设备缺陷的初步定位，并与PMS 2.0系统的缺陷管理模块对接，综合设备在线监测、检修试验和运行巡视数据等对设备状态进行高级分析校验［7］，设备状态评价的结果将最终在PMS 2.0系统生成辅助决策建议。今后考虑进一步提升数据时效性，计划利用更加复杂的算法模型和专家规则对数据进行深入挖掘，以提高设备缺陷识别的准确度。

4 结束语

本文提出基于PMS 2.0的带电检测数据管理系统，紧密契合带电检测的专业需求和特点，采用了内网Web端和离线客户端相结合的设计方式，在灵活性、安全性和可扩展性等方面均进行了充分优化。通过对PMS 2.0系统数据库将带电检测数据与在线监测、检修、运行等数据深度整合并深入挖掘，最大程度地提高带电检测数据的利用水平，实现对设备状态的动态评价，并最终为电网调度运行提供支持。

［1］ 王少华，叶自强，梅冰笑.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状［J］.高压电器，2011，47（4）：84－90.

［2］ 韩洪刚，李学斌，于在明.“大检修”体系下状态检修技术支撑力量的建设［J］.东北电力技术，2013，34（3）：23－26.

［3］ 刘鸿斌，刘连睿，刘少宇，等.输变电设备带电检测技术在华北电网的应用［J］.华北电力技术，2009，39（8）：35－37.

［4］ 齐 飞，毛文奇，何智强，等.带电检测技术在电网设备中的应用分析［J］.湖南电力，2012，32（1）：27－29.

［5］ 洪 鹤，鲁旭臣，胡大伟.组合电器SF6气体泄漏故障分析［J］.东北电力技术，2014，35（7）：27－29.

［6］ 洪 鹤，李 斌，鲁旭臣.组合电器状态检测新技术在辽宁电网的应用［J］.东北电力技术，2014，35（8）：49－55.

［7］ 吴 辉，侯思祖.SQLite数据库在电力抄表集中器中的应用［J］.电力信息与通信技术，2013，11（7）：82－86.

Data Management System for Live Detection Based on PMS 2.0

LIU Jia⁃xin，DU Wei
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

Live detection is an effective means to find latent operation risk of grid equipment.However，traditional live detection sys⁃tem has problems such as data delay and low reliability.This paper presents a scheme of data management system for live detection based on PMS 2.0.This system，with a high degree of flexibility，security and extendibility，can be structured into an intranet Web side and an offline client side.Furthermore，this system adopts analysis and design methods，including decoupling modeling，infor⁃mation integration and data mining，to make data management for live detection more practical and intelligent.

Live detection；PMS；Web database；Data management

TM73

A

1004－7913（2015）04－0046－04

刘佳鑫（1985—），男，工程师，主要从事高压开关及带电检测技术研究工作。

2014－12－20）