计算机技术在电力巡视中的应用
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关键字:GPS、RFID、GPRS、PDA、电力巡视、电力资产
电力设备的巡视是电力缺陷、隐患发现的重要途径,通过有效的巡视可以及时将电网隐患消灭于萌芽状态。反之,如果巡视不到位,不能准确、及时发现运行设备的缺陷,由此造成的损失和事故也屡见不鲜。如何保障巡视人员巡视到位,提高巡视质量,及时发现运行设备的缺陷和异常,是电力企业管理者经常头痛的事情。随着计算机技术的发展,采用新技术应用到巡视中,能较好的解决这个问题。
在电力企业的电网运维生产中,电网缺陷发现、消缺、检修等生产闭环流程中,巡视是不可或缺的一环。巡视的质量直接关系着电网的安全,如此重要的工作但往往因为技术手段和管理手段的缺乏显得薄弱。常规的巡视,需要巡视人员有丰富的电力设施设备知识,有设备缺陷的大量经验,一方面巡视人员需要有专业的技能,但野外巡视工作也同时让巡视工作变得辛苦甚至危险。往往因为这些问题形成管理上的怪圈,甚至直接导致巡视的不到位。
围绕电力巡视,电力企业、为电力企业服务的信息化服务商,都在积极的推动先进技术在巡视中的应用。诸如远程视频监控、在线状态监控等手段都有所尝试,但成本难题往往难以解决,也导致这些技术手段主要用于高压和特高压线路中或者仅仅试点了事。
寻找到更经济可行的巡视技术手段,将极大的提高电力企业电力设施设备的巡视水平。随着计算机技术和相关电子技术的发展,利用GPS定位、射频技术、GPRS通讯、PDA设备等技术和设备电力巡视方案正在广泛的尝试和应用中。
2 PDA在巡视中的应用
在电力线路、设备的巡视中,以往采用纸质记录的方式,而巡视中某种设备的缺陷类型,在长期积累的经验中已经形成一些模板,纸质记录往往做着重复书写的过程。
PDA技术已经普遍应用在电力业务中,最早出现在抄表中,目前在现场标准化作业等方面也有应用。PDA技术应用于电力巡视,由于PDA上进行汉字输入效率较低,不能简单的替代纸质记录的功能。PDA在巡视中的应用往往需要使用PDA内置的红外、GPS、GPRS、无线、照相等接口,其主要的手段如下:
- 通过丰富的可扩展升级的设备缺陷知识库,使得PDA上记录巡视缺陷信息可以简单的勾选,而不需要录入汉字。
- 通过红外接口可以与设备上的红外接口实现通讯定位,直接调取定位设备的基础信息。
- 通过GPRS接口可以与远端服务器进行及时的设备信息、巡视信息的传递。
- 通过GPS接口可以实现误差范围内的巡视设备定位。
- 通过照相功能可以将现场缺陷的实况记录。
- 通过无线接口与设备上的RFID卡进行通讯实现设备定位。
PDA功能的充分挖掘,可以极大的方便巡视工作的开展,但目前PDA技术仍然有些缺陷,主要表现为:
- PDA电池容量不能支持长时间的巡视工作。故PDA设备选型时应该选择容量大或者容易更换后备电池的型号。
- PDA屏幕背光效果较差,在野外阳光较强时,使用体验不好。
- PDA输入汉字效率较低,在缺陷知识库无法满足的情况下,输入新类型的缺陷信息不很方便。
另一方面,随着智能手机的发展,直接采用手机替代传统PDA设备也变成可行,这个PDA应用的拓展提供了又一种方向。
3 GPS在巡视中的应用
GPS定位在车载导航中已经普遍应用,而电力巡视中采用GPS定位技术,是一种新颖实用的方法。目前,具有GPS定位功能的手机和PDA已经较为普遍,GPS定位技术也已经成熟,通过GPS定位电力设备进行巡视与射频技术的应用有这相同的地方,都能确保巡视到位。
GPS又称为全球定位系统(Global Positioning SystemGPS)是美国从上世纪70年代开始研制历时20年完成。GPS系统包括三大部分:空间部分—GPS卫星星座;地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS信号接收机。GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。GPS的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息。
GPS定位系统应用在电力巡视中不需要实现在电力设备中安装其他辅助设备和工具,但也需要完成GPS坐标与电力设备之间的数据绑定。
l GPS定位巡视特点:
- 不需要进行过多的硬件投资即可实现设备定位,从而保证巡视到位。
- GPS定位巡视可以通过设置误差范围进行坐标范围内的设备搜索与定位,从而避免近距离接触某些高压危险环境。
- GPS定位通过坐标和设备之间的数据绑定,而非实物绑定,不存在类似射频卡丢失的问题。
- GPS定位巡视可以深入应用,实现巡视路线导航,结合GIS地图,更加能够直观寻径。
l GPS定位巡视弱点:
- 对于室内设备的定位可能因为信号丢失而无法定位,更适合于线路及室外设备巡视。
- GPS定位初始化速度较慢,巡视终端需要持续导航定位,电池要求高。
- GPS定位巡视是通过GPS坐标和设备进行数据上的绑定,当设备发生迁移或者更换时,资产信息需要及时更新。
- GPS定位受天气影响,存在定位失败的可能。
l GPS定位巡视与电力资产异动
GPS定位巡视不依赖其他辅助设备进行定位,可以通过首次巡视时对资产的GPS坐标进行初始化。电力企业普遍已经建设完成生产信息系统,运行资产信息作为生产系统的重要资料,巡视中也必不可少,建设巡视系统应该共享使用这些运行资产信息,避免重复建档。线路巡视工作以杆塔为线索,运行资产信息中应该有杆塔基础信息。通过充分利用运行资产数据,能够让资产活用。巡视系统的正常运行要求生产数据,特别是运行资产中的杆塔、变压器等基础数据完整度、正确性。使用好巡视系统,对基础数据的准确性有促进作用。
4 RFID在巡视中的应用
RFID卡在物联网时代,作为设备、物资的标记技术,得到了广泛的使用。RFID卡采用无线射频技术,最基本的射频系统由三部分组成:标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。
应用到电力巡视中,有如下特点和优点:
- 具有全球唯一号码,不可复制;非接触式,读取距离远,在安全距离外能够进行设备定位识别。
- RFID信息容量大,能加密,适应恶劣环境,寿命长,可以伴随电力设备整个生命周期。
- 定位精确,能准确识别设备。设备和RFID终身绑定,一个RFID就是一个设备的身份识别码。
- 能够避免不到现场的虚假巡视,保证巡视质量,从而提高电网完全。
但由于目前电力运行中的设备没有预置射频卡,射频技术应用在电力巡视中也存在如下缺点:
- 需要对巡视设备一一安装射频卡,并进行资产信息的配置。存在大量工作。
- 电力设备繁多,重新安装需要进行进行额外的投资,并且外置的射频卡往往与设备的物理绑定上存在一定的脱离可能,甚至丢失射频卡。
在上述巡视技术中,现代通讯技术得到广泛应用。通过各种通讯技术的应用,大大提高了电力巡视的及时性、可控性、可靠性。
- 短距离无线通讯的应用:PDA终端通过无线射频技术实现了对设备的定位,信息采集。
- GPRS等移动通讯的应用:通过GPRS、CDMA、3G等应用通讯技术,实现巡视信息的及时反馈,电力企业管理层可以实时掌握巡视动态,可以通过GIS地图标记实时观察巡视路线。PDA等巡视终端设备也能通过移动通讯技术实现巡视任务、缺陷模板等信息的及时更新。移动通讯在这其中起着远程办公的网络作用。
- 卫星通讯:GPS定位应用了单向的卫星通讯,通过卫星发送的定位信息,使得电力巡视定位成本大幅降低。结合GIS、GPRS技术,巡视工作将变得及时、可控、方便。
6 几种技术的比较
项目 | GPS+PDA | RFID+PDA | 单一PDA |
投资成本 | 低 | 高 | 低 |
实施工作量 | 较小 | 大 | 小 |
现场定位 | 具备 | 具备 | 无 |
巡视监管考核 | 容易 | 容易 | 难 |
定位准确性 | 较好 | 好 | 无 |
综合评定星级 | ★★★★★ | ★★★ | ★ |
综上所述,计算机技术的应用能对电力巡视起着极大的促进作用,通过选择适合的技术进行巡视,能提高电力企业巡视质量,减少电网安全隐患。随着电子信息技术的进一步发展,电力巡视必将远离传统纸质记录的巡视方式,逐步发展为远程监测、监控、现场定位巡视等多种手段并用的智能化巡视。