基于移动互联技术的新型电力设备在线监测与诊断系统研究与应用

摘要：本文分析了移动应用的优势，并以变压器油色谱在线监测装置为例，介绍了将移动应用技术直接应用到电力系统日常生产运营管理中的实现方法，为移动应用在电力系统各个部门日常生产运营管理中的应用提供了参考。

关键词：移动应用; 油色谱; 在线监测

1、引言

随着移动互联网的飞速发展，移动应用技术给我们的生活带来了飞速的变化，以手机为中心的智能设备，成为“万物互联”的基础，车联网、智能家电、移动支付、智能化应用场景等一大批移动应用已经完全融入了千家万户的生活和工作中。根据CNNIC发布第41次《中国互联网络发展状况统计报告》，截至2017年12月，我国手机网民规模达7.53亿，占比全国网民总数的97.5%[1]。虽然移动互联网在电力系统中的应用已经非常广泛，但将移动应用直接参与其运营管理的却比较少。如果能够将移动应用普及到电力系统各个部门的生产运营管理中，将会改变电力系统的日常生产管理工作模式，提高工作效率。

2、移动应用的优势

随着科技的发展，移动终端技术不断成熟完善，将智能终端设备应用于现场生产管理，极大的丰富了现场作业的管理手段，目前移动应用已经在电力系统的电能抄表、电费缴纳、应急现场[2]作业等方面有所应用，其优势逐步显现。

（1） 信息查询操作简便

不需要浏览器和繁琐的手机输入，在手机上轻轻点击即可以浏览设备信息、设备运行状态，快捷方便。

（2） 信息查询即时即地

手机客户端可以在各种手机上运行，无论身在何地，都可以通过手机第一时间获取到需要的信息，最大限度的扩大了移动应用的时间和空间。

（3） 设备状态全方位显示

手机客户端具备丰富的信息容量，无论是设备运行状态还是产品资料，都可以在手机上呈现。

（4） 数据信息共享

移动终端可以与各种网络相连接，并与网络共享数据。移动应用中的所有数据可以为被授权的网络所共有，网络中的数据可以为移动应用所读取和编辑。

3、现有变压器油色谱在线监测装置应用存在的问题

变压器色谱在线监测装置的使用，大大提高了电力变压器状态检修的工作效率，然而，经过多年的实践经验表明，其目前的应用方式存在如下几点弊端：

（1）在线监测软件基于传统的C＼S或B＼S人机界面，且只能通过桌面电脑在办公场所联网查看状态监测数据，无法做到“随时随地”关注变压器运行状态;

（2）数据报警信号采用传统的多媒体声光电及手机短消息方式输出，声光电报警信号只能现场感知，责任人员无法在非工作时间获取报警信息，同时，由于受技术限制，手机短消息方式报警信号展示不够友好，数据不够全面，责任人员无法在第一时间获取更多有价值的信息;

（3）基于桌面方式的在线监测软件，其人机操作基于“拉”模式，即责任人员需要主动登录系统，同时有针对性的去查询相关数据信息。这种方式不仅效率低下，且获得的监测数据实时性也不高;

（4）检修人员很难有条件在工作现场通过在线监测软件查看变压器运行状态，因此，也无法及时对其检修工作的有效性进行评估;

（5）在线监测软件安装部署复杂，且使用操作相对繁琐，需要详细的操作手册进行技术支持，大大降低了相关人员的使用兴趣，不利于软件的普及和工作展开。

4、移动应用在变压器油色谱在线监测装置运维管理中的实现

将移动应与变压器油色谱在线监测装置相结合，实现设备状态通过移动终端智能提醒，实时查询，能提高对该设备运维管理的即时性，应对突发事故的能力大大提高，并能够极大的减少该装置运维人员的工作量。

（1）实现框架

移动应用系统支持两种类型的网络架构：APN专网和3G/4G公网，依据项目的实际情况可选择具体的组网方案。

电力企业用户可以申请专用APN，专用APN以专网的形式，直接接入在线监测系统中心平台，形成一个相对独立的网络环境，所有数据都在无线APN内网传输，无需经过公网，使网络具有很高的安全性。移动端手机设备想要能接入APN专网，需要一张SIM卡，并为其开通了此专用APN服务，在使用时只要将3G/4G的接入点名称设置为专用APN接入点名称即可。

此方案组网弹性较大（适合所有的系统规模），且组网成本低，网络结构简单，易于维护。

（2）主要功能

基于多年的电力设备在线监测行业经验，结合手机APP软件的功能特点和使用习惯，对移动APP应用系统功能进行分解和规划，并设计、开发、构建和组装各个功能模块，最终形成功能完整、结构统一的变压器色谱在线监测系统前置业务应用平台。系统功能规划如下图所示：

依据建设内容要求，移动APP应用系统由安全认证、GIS展现、数据查看、谱图分析、故障诊断、设备参数、消息推送、辅助管理等八大模块组成，系统积极探索“互联网+电力”应用的新模式，将传统的在线监测软件功能和互联网应用思维有机的结合起来，实现优势互补。

（3）变压器油色谱在线监测装置运维管理APP的优势

²安全性高

系統采用基于权限的用户管理机制，只有经过授权的用户才能使用本系统，因此，安全登录机制不仅可以提高在线监测数据的保密性、业务操作的安全性，同时，也可以基于多样化的用户角色（管理角色、数据角色、运维角色等），为不同用户定制个性化的业务应用界面，做到“一人一界面”。

²工作效率高，实时性强

使用变压器油色谱在线监测装置运维管理APP可以即时对设备工况信息进行收集，通知运维人员设备运行状态，发生故障即使提醒。智能设备内嵌的GPS模块，时刻记录着所运维的各个监测设备的位置信息与运行状态信息。发生监测设备无数据等故障现象时，即使联系现场运维人员拍照取证，并发送给设备厂方排除故障。

同时，用户可以创建工作交流群，并邀请与自己业务相关的用户加入交流群，通过及时通讯功能，交流群可以就某一电力故障突发事件召开联席会议。旨在通过联席会议的形式，加强彼此的联系与沟通，相互学习并借鉴经验，研究探索新的工作流程、新的工作方法，进而提高工作效率。当然，通过系统设置，及时通讯功能也支持用户间点对点的交流与沟通。

²历史数据查询方便

历史数据是对一段时间内的油色谱浓度数据和设备状态数据进行集中分析和展现，并提供报表、趋势图两种展现方式。用户可以选择不同的时间段对历史数据进行查询并分析展现。如果系统配置成带微水的类型，则系统还将以报表的方式显示微水、水活性等数据信息。变压器故障的发生是一个渐进的过程，即故障从正常到严重有一个缓慢发展的过程。从这个意义来说，历史数据趋势分析也可以作为一种评估的手段。

²故障诊断功能强大

变压器油色谱在线监测装置运维管理APP内嵌专家诊断系统，采用三比值法进行分析与诊断，对数据进行全面剖析，从而准确地确定故障原因。

故障诊断模块是本系统的核心模块之一，主要对发生报警的组分浓度数据进行进一步的诊断，从而来确定引发变压器数据异常报警故障的可能原因，本系统的色谱故障诊断技术采用了IEC60599标准以及改良的模糊三比值法、大卫三角形、立方图示法等多种方法，用户可任意选择。

²数据自动同步

变压器油色谱在线监测装置完成一次数据采集后，服务器即时通过无线（WIFI、GRPS、3G 、4G）等连接方式，将数据自动同步到移动终端。

²其他数据采集功能扩展

除提供变压器油色谱在线监测装置运行状态功能外，还可以拓展变压器高管绝缘在线监测装置、变压器局部放电在线监测装置等其他设备状态信息的采集。

4、结束语

电力系统中很多设备如变压器、电抗器、断路器、GIS、电力电缆、高压套管等均有对应的在线监测装置，如果将移动应用扩展到所有的在线监测装置，将会提高该设备的运维管理工作效率，如果将移动应用扩展到整個电力系统的各个部门，将会打破传统工作模式，提高电力系统整体的工作模式。

随着互联网时代的发展，移动设备和技术的不断提高，移动应用将会在各行各业不断的拓展。电力系统的生产管理工作正应该把握机遇，将移动应用与信息服务、物资管理、流程规范等各个部门的管理工作大范围相结合，打破传统工作模式，让工作效率跟上发展的步伐。

参考文献

[1]中国互联网络信息中心（CNNIC），第41次《中国互联网络发展状况统计报告》，（2018年1月）.

[2]余勇，林为民，移动互联网在电力系统的应用及基于等级保护的安全防护研究（2012）.

作者简介：邓立林（1981-10）男，浙江宁波，宁波市数字经济产业发展有限公司，高级工程师，经济师，硕士，数字经济项目开发与管理