智能巡检系统在二级水电站中的应用

朱建伟，杨永宏

（中国南方电网调峰调频发电公司天生桥水力发电总厂，贵州 兴义 562400）

某二级水电站处在珠江流域的南盘江上，位于广西、贵州、云南3省交界处，是中国“西电东送”的重要电源点，也是南方电网的重要枢纽中心之一。该水电站为引水式发电站，引水隧洞3条，发电厂房安装6台220 MW的发电机组，总装机1 320 MW，配有500 kV GIS和220 kV GIS开关站各1个。

设备巡检工作是发电站运行的重要日常工作，而传统的电子巡更系统具有效率低、巡检数据不全面等缺点，不能实现设备的可控与在控。随着设备状态检修的开展和风险管理体系的建立，检修决策需要全面的设备日常运行数据作为支撑，这对运行巡检提出了更高的要求。为此，一种基于手持终端的智能巡检系统取代了传统的电子巡更系统，该系统将手持终端和条码相结合，实现了运行巡检工作的智能化和规范化。

1 电子巡更系统及其缺点

该水电站的电子巡更系统建立于2005年，由信息钮、巡更棒、通信座、巡检管理系统构成，如图1所示。该系统利用信息钮技术，在现场安装巡更信息钮，通过巡更棒与信息钮的接触来读取信息。巡检员携巡更棒按预先编制的巡检班次、时间间隔、线路巡视各巡更点，读取各巡更点信息，将巡更棒采集到的数据通过通信座下载到电脑中，并进行整理分析，这样就可显示巡更人员是否按时到达、有无漏检等信息。但是，该系统需要巡检员将设备的运行数据抄录在巡检表上，并手动输入到电脑中。

图1 电子巡更系统结构

但该巡检系统有如下缺点：

(1)无法对巡检数据进行有效管理，设备运行数据、运行状况统计分析困难；

(2)需另行记录巡检发现的缺陷，无法与巡检记录产生关联；

(3)巡检人员工作效率低；

(4)难以监管巡查质量；

(5)巡检项目、周期不明确，巡检数据格式不规范；

(6)不便于为设备状态检修提供基础数据和辅助决策。

2 基于手持终端的智能巡检系统

2011-11-15，该水电站基于手持终端的智能巡检系统正式上线运行。此智能巡检系统由巡检终端、数据通讯模块、后台管理系统3部分组成。其中：巡检终端由手持PDA和条码组成，用于巡检任务的接收、现场数据的采集、巡检结果的存储及任务的上传；数据通讯模块是指PDA与后台管理系统之间进行通信的中间接口系统，主要负责巡检任务下载、上传数据通信操作，通过USB接口与计算机串口连接；后台管理系统主要负责巡检任务的制定、修改和下达，工作人员在巡检完毕后可将巡检终端中存储的巡检记录回传到后台数据库并存储。智能巡检系统使用流程如图2所示。

巡检员登录时在手持终端上输入用户名和密码，验证未通过时提供错误提示，登录成功后显示巡检系统首页。然后点击下载任务栏下载未执行任务，再点击采集数据栏进入巡检任务列表。选择任务列表后显示地点列表及条码输入框，通过扫描条形码或输入条形码编号的方式检查是否按照线路行走及条码输入是否正确。进入项目列表后，如果项目未巡检则进入填写界面；如果项目已巡检则进入编辑界面，逐一完成后回到系统首页，最后上传巡检任务至巡检系统后台。

基于PDA的智能巡检系统自投运以来运行基本稳定，但在使用过程中也出现了以下问题：

(1)手持终端PDA无线设备兼容性不好，只能采用USB接口与PC机进行通讯，并且每天多次插拔会导致PDA数据接口与PC机接口连接不稳定，经常出现通讯连接不上、数据丢失等问题；

(2)巡检数据量非常大，导致数据传输交换的速度变慢，巡检人员在上传或下载巡检任务时耗费的时间较多；

(3)需要巡检的设备众多且每个设备需要检测的项目也多，而手持终端PDA内存有限，造成巡检终端运行速度较慢；

(4)手持终端PDA内置电池容量不足，在巡检过程中经常需要更换电池；

(5)手持终端PDA屏幕小，分辨率低，运行人员在查看巡检内容时操作不方便。

针对上述缺点，2013年6月该水电站用IPAD代替PDA作为手持终端，较好地解决了上述问题。

3 智能巡检系统应用效果

3.1 巡检线路及周期的规范化

传统的巡检方式受到各方面的制约，电站巡检线路、巡检周期的设置不够规范，运行巡检与检修、水工部门的专业巡视没有充分结合，造成人力资源和设备的浪费。在智能巡检系统使用前，该水电站日常巡检有3条巡检线路，每天需要5人专门巡视，工作效率较低。

使用智能巡检系统后，根据设备的重要程度、运行环境、寿命周期、缺陷数量、管辖部门等信息，合理规范了巡检线路和巡检周期。目前，该水电站共有28条巡检线路，其中运行日常巡检线路2条，其他为水工及检修班组巡检线路。厂房及室外出线设备每天巡检1次，励磁、调速器、压油装置、水轮机等主要设备每晚增加巡检1次，每天安排2人巡视。这不仅提高了生产效率，还确保了设备运行处于受控状态，降低了设备缺陷的发生率。

3.2 巡检任务的标准化

传统的人工抄表巡检方式容易出现漏检，巡检质量也得不到有效控制，使用纸质记录不能全面反映设备运行状态和设备缺陷等信息。

图2 智能巡检系统使用流程

智能巡检系统建立的巡检管理平台，明确了巡检设备的检查项目、检查标准、检查周期及巡检数据的记录格式(见表1)，使巡检任务的执行标准化。标准巡检项目包含对应设备的若干巡视内容，巡检内容分为选项型、数值型以及字符型等。选项型用来记录巡视设备正常和异常的运行状况，数值型用来记录抄表数据，字符型用于对发现问题的描述。巡检人员下载系统自动生成的巡检任务，到现场扫描设备条码，对应的巡检项目在手持终端显示，巡检员按照显示内容核对设备状态，选择是否正常或填写设备数据。

表1 励磁变压器巡检标准

3.3 巡检数据分析的智能化

智能巡检系统的后台管理系统集成在电站原有的生产MIS系统中，共用设备台账等基础资料，与MIS系统中原有的设备缺陷管理流程相结合。若在巡视过程中发现异常数据，可以通过巡检系统启动设备报缺工作流程，形成“巡检任务启动—发现缺陷—消缺”的闭环管理。通过生产MIS系统，运行管理人员可以直接查看到设备的巡视情况，为管理人员在编制生产计划和电网建设等工作中起到辅助分析作用。此外，运行管理人员还可以通过设备台账信息查询设备每天的巡检数据，分析设备运行状态和运行趋势，为设备检修、运维等工作提供基础数据。

4 结束语

随着计算机信息技术的发展，电站巡检系统从主要依靠人工抄录信息的电子巡更系统发展到智能巡检系统，使巡检工作规范化、标准化、信息化，为电厂设备的稳定运行提供了科技保证。而在实际应用中，由于设备震动、环境光线弱、条形码浸水或残缺等原因，巡检人员手持终端扫描部分条形码存在困难，若能够将射频识别技术(RFID)与IPAD结合起来，形成一种全新的智能巡检系统，将进一步提高运维人员的巡检效率。

1 刘更生，郑扬亮，冉学彬．天生桥局输电线路巡检系统开发及应用[J]．电力系统保护与控制，2010(6).

2 杨冬锋，刘迎迎，金 山．基于标准化作业的计算机辅助巡检系统[J]．华东电力，2012(11)．

3 范建强，万正喜．移动GPRS智能巡检系统在电厂的应用[J]．华东电力，2009(4).

4 陈 勤．创新运行巡检模式，提高设备安全水平[J]．电力安全技术，2012(6)．