（电力系统及其自动化专业论文）地区电网输变电管理信息系统的应用研究.pdf

华北电力大学工程硕士专业学位论文 摘要 基于先进的计算机、网络及数据库技术的输变电信息系统的建设，无疑可大大 提高输变电生产业务层的工作效率。我提出在鄂尔多斯电业局建设一套输变电信息 系统；提出系统原则框架结构并一面组织我局生产部、变电运行所、变电检修所、 高压所的相关技术人员着手开展需求分析和详细功能设计，经过不断的建设现已形 成覆盖全局的统一的输变电管理信息平台，实现了生产管理数字化、信息化、规范 化，彻底实现了无纸化办公。 本系统为实现输变电生产管理现代化，由计算机硬件、软件及其网络设备组成， 完成相关信息的收集、传输、加工和利用等任务的有机整体。其核心职能是利用计 算机及网络技术，实现输变电生产管理全过程的数字化。 关键词：输变电，管理信息系统，鄂尔多斯电业局，网络 a b s t r a c t d o u b t l e s s l y i tw o u l db r i n gh i g h e rw o r ke f f i c i e n c yt ot h ep o w e rt r a n s f o r m e r p r o d u c t i o ni n d u s t r y ，i ft h ec o n s t r u c t i o ns y s t e mc o u l db eb a s e do nt h ea d v a n c e dc o m p u t e r ， n e t w o r ka n dd a t ab a n kt e c h n o l o g yp o w e rt r a n s f o r i f l e ri n f o r i l l a t i o ns y s t e m t h e r e f o r e i h a v es u g g e s t e dt h a tw es h o u l dc o n s t r u c tas e to fi n f o r r f l a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi n e r d o se l e c t r i c i t yi n d u s t r yb u r e a u ，a n dp u tf o r w a r dt h ep r i n c i p l ef r a m es t r u c t u r eo ft h i s s y s t e m i na d d i t i o n 1h a v eo r g a n i z e dt h et e c h n i c i a n sw h ow o r k i n gi np r o d u c t i o n d e p a r t m e n t ，c h a n g e st h ee l e c t r i c i t ym o v e m e n ti n s t i t u t e 。c h a n g e st h ee l e c t r i c i t yo v e r h a u l i n s t i t u t e ，a n dt h eh i g hp r e s s u r ed e p a r t m e n t t os t u d yt h en e e da n a l y s i sa n dt h ed e t a i l e d f u n c t i o nd e s i g n a f t e ra l lt h e s ec o n s t r u c t i o n 1 a t e l y w eh a v ea l r e a d yf o r m e dau n i f yo f p o w e rt r a n s f o r m e rm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np l a t f o r m ，w h i c hc o v e r e da l ld e p a r t m e n t s a n dh a v er e a l i z e dt h e p r o d u c t i o nm a n a g e m e n td i g i t i z a t i o n ，t h ei n f o r m a t i o n ， s t a n d a r d i z a t i o n t h o r o u g h l yt or e a l i z e dt h ew o r kn o tt oh a v et h ep a p e r i no r d e rt or e a l i z et h ep o w e rt r a n s f o r m e rp r o d u c t i o nm a r l a g e m e n tm o d e r n i z a t i o n ， t h i ss y s t e mi s b yt h ec o m p u t e rh a r d w a r e s o f t w a r ea n dt h en e t w o r ke q u i p m e n t i s c o m p o s e d ，m o r e o v e rc o m p l e t e st h et a s ki n c l u d i n gt h ec o r r e l a t i o ni n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n ， t h et r a n s m i s s i o n ，t h ep r o c e s s i n ga n dt h eu s ea n ds oo n i t sc o r ef u n c t i o ni su s e st h e c o m p u t e r a n dt h en e t w o r k t e c h n o l o g y r e a l i z a t i o n p o w e rt r a n s f o r m e rp r o d u c t i o n m a n a g e m e n te n t i r ep r o c e s sd i g i t i z a t i o n k e yw o r d s ；m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，e r d o se l e e t r i e i t yi n d u s t r yb u r e a u ， n e t w o r k 华北电力大学工程硕士专业学位论文 声明 本人郑重声明：此处所提交的工程硕士专业学位论文地区电网输变电管理信息系 统的应用研究，是本人在华北电力大学攻读工程硕士专业学位期间，在导师指导下进 行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其 他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 雌血 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文：学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期：沁6 、d 导师签名： f i期： 华北电力大学工程硕士专业学位论文 1 1 选题的背景及其意义 第一章绪论 由新技术革命引发的信息技术革命，在世界范围内掀起了持久不衰的信息化熟 潮，由信息技术革命催生的知识经济时代的来临把我们推到了一个波涛汹涌的信息 化时代。特别是美国“信息高速公路”的提出，西方发达国家纷纷响应，不少发展中 国家也争先把信息化作为本国经济发展的推动力。 为了适应新的市场环境，企业改革已成为时代的主流，信息化在企业改革的环 境中处于越来越重要的地步。它通过对信息流结构的重新处理和调整来辅助企业经 营模式的改造。改革的指导思想决定着信息化建设的形式，而信息化的建构格局和 实施又很大程度上影响着改革的彻底性和最终效果。而信息化在企业改革中的重要 地位是通过企业领导的认可、授权、组织、支持才能得到确认的。应该说信息化是 企业领导者大胆变革的技术障碍，也是使变革得以成功实施的主要工具。目前世界 各国都在抓紧研究实施国家信息化。关注全球信息化的发展动向，发展信息技术、 实现信息化成为各国政治、经济、科技、军事乃至综合国力较量的焦点。信息化的 水平已成为衡量一个国家、一个行业、一个部门和一个企业的重要标志。 近年来，鄂尔多斯电力发展迅速，目前拥有3 5 k v 及以上变电站5 4 座，主变总 容量3 7 2 3 m v a ，输电线路3 ，4 4 7 公里，供电范围达8 6 万平方公里，年售电量大 约8 0 亿k w h ，近几年的增长速度始终保持4 0 以上。由于企业规模的不断扩大， 各变电站地理分布又极为分散，依照传统的手工方式对各种输变电运行、检修工作 进行管理，越加困难，同时也越来越难以满足企业现代化建设需要。 基于先进的计算机、网络及数据库技术的输变电信息系统的建设，首先可大大 提高输变电生产业务层的工作效率。系统中设置的操作票、工作票自动生成、网上 流转功能，可完全取代原来的手工开票，在变电站与工区之间依靠人工传递的工作 模式；r t u 数据自动截取以及各种运行记录、报表自动生成、汇总功能，可使变电 站值班人员再无需手工制作各种报表，所级管理人员可完全依靠计算机自动完成各 种运行报表、记录的统计、汇总等工作，基本不需人工参与。对于检修工作，系统 中提供了检修工艺卡、定额卡自动生成功能，检修工作开始前，只需确定待检修的 设备及检修项目，系统即可自动生成其检修工艺及检修所需材料和工器具定额，这 不仅可大大减轻检修前的准备工作量，也对保证检修质量起到积极的作用。 此外，输变电信息系统的实施可使输变电生产过程信息数字化和各项工作可视 化，各级管理人员可全面、准确、实时掌握各项工作进展情况，对各种生产问题能 华北电力大学工程硕士专业学位论文 够快速响应。系统在数据规划期间，认真分析、总结了输变电生产各项工作产生及 需要的信息，并对此进行了统一分类、编码、存储，这样，可使生产过程的每一项 工作都能得到全面的记录和描述，系统中功能模块的设置可使一线人员在工作的同 时，自动完成各种数据的录入工作。因此，各级管理人员借助各种报表、缺陷、日 志等查询模块，可对各项工作进程一目了然。 容易看出。面向主体业务的输变电管理信息系统的实施不仅可显著提升企业的 现代化管理水平，而且还可大大减轻一线生产人员工作负担，使各项运行、检修工 作更加规范、有序、高效，以更好地保障整个电网的安全、可靠和经济运行。 1 2 国内外研究动态 目前国内大多输变电信息管理系统，以c s 结构居多，偏重于数据的录入和 日常工作的辅助管理，忽视了对各类数据的整合以及提炼和分析，而且不能直观的 与实际拓扑结构图有机的结合起来，不能真正发挥计算机网络网络以及数据库技术 强大的信息处理能力，不能充分的服务于生产管理。 部分输变电m i s 没有综合查询分析功能，不能充分处理好信息资源分散与集中 的关系，应该应用综合查询分析系统去要求、规范各数据源建设，使数据源充实、 提高综合查询分析系统功能，做到互为补充、互相促进。 随着信息技术的大规模应用于电力生产管理过程，国内外也出现了一些针对 变电站设备管理的信息系统，一般说来，这些信息系统的结构多数分为c l i e n t s e r v e r 即c s 结构和b r o w s e r s e r v e r 结构。c s 结构具有开发较为便捷，响应速度快等方 面的优点，但是c s 结构大部分采用v i s u a ls t u d i o 、p o w e r b u i l d e r 、d e l p h i 等工具开 发，容易受操作系统平台的限制，兼容性不好，每台终端都要安装配置数据库系统， 给系统的管理带来了不便，软件升级后需要为位于不同地点的各个终端重新安袈、 配置系统，如果终端数目很多，则给管理人员带来不必要的重复性工作，增加了维 护成本，效率不高。 随着互联网技术的飞速发展，了解和使用i n t e r n e t 的人也越来越多，一种新的 管理信息系统解决方案一b r o w s e r s e r v e r 结构得到了应用和发展，采用这种结构开 发管理信息系统，可以简化客户端的安装、配置，降低软件开发费用、大大减少维 护人员的工作量。而且b s 结构具有跨平台的优越性，界面美观，操作方便，b s 结构的这些长处弥补了了上述c s 结构的不足，是信息管理系统的一种很好的解决 方案。 对于大多变电站设备信息管理系统而言，以c s 结构居多，偏重于数据的录 入和日常工作的辅助管理，忽视了对各类数据的整合以及提炼和分析，而且不能直 观的与实际拓扑结构图有机的结合起来，不能真正发挥计算机网络网络以及数据库 兰韭皇查查堂三塑堡主主些兰壁笙壅 技术强大的信息处理能力，不能充分的服务于生产管理。本课题主要借助于a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 技术，以o r a c l e9 i 数据库为数据库平台，结合现场设备管理 的实际需求，采用b s 结构，开发出基于图形界面管理的变电站设备管理系统。 1 3 本文的主要工作 在供电企业应用输变电管理信息系统的主要目的是： ( 1 ) 信息数字化 ( 统一信息平台) 通过系统的实施与应用，能够将企业生产过程产生及需要的各种信息进行统一 分类、编码，存入数据库，从而形成企业数据平台，这一目标称为信息数字化。 它的实现，可将原来以纸质报表、文本、大脑等形式存贮的信息、知识均以数 字编码形式存贮、从而可很好满足信息大规模、快速传输、加工、利用等各种需求， 为企业各种生产活动提供永远的信息、知识支持。 ( 2 ) 工作规范化( 统一管理控制平台) 系统能够把企业的各项制度、标准，通过程序控制落实到企业各项工作活动中 去，通过对工作流进行设置与监控，从而能严格控制企业的活动的各项动作，实现 事务的有效管理，称作工作规范化。 如缺陷流程、停电申请流程、工作票流程、计划流程等的设置可很好保证各项 工作的规范、统一。 ( 3 ) 决策科学化( 辅助决策支持平台) 系统能够利用现代计算机、通讯技术和决策分析方法，通过建立数据库和分析 模型，向企业的决策者提供及时、可靠的业务、指标等信息，帮助决策者对未来经 营方向和目标进行量化的分析和论证，从而对企业生产经营活动做出正确的决策。 如高压试验数据的综合分析、检修计划的优化。 ( 4 ) 工作可视化( 管理信息实时化) 系统能够对企业的各项生产活动进行准确、完整的描述，通过相关的查询模块， 使每项工作的进程、结果实时、清晰可见，这一目标称为工作可视化。 如变电运行管理系统的实施，可随时查看任一变电站当天接受多少调度令、 工作票，开了多少张操作票，进行了那些操作或检修以及设备的运行状况等等。 - 工作可视化的实现可使各级管理人员可实对掌握各项工作进程，能够对 各种生产问题快速响应。 系统缺陷、运行日志、班长工作日志、检修记录、报告、预试记录、报告、事 故记录、报告等综合查询模块均为实现该目标而设计。 ( 5 ) 业务处理自动化 系统能够综合利用专业知识、人工智能以及运行、检修相关信息，代替工作人 t 华北电力大学工程硕士专业学位论文 员，自动进行业务处理，这一目标称为业务处理自动化。 如，自动开写操作票、工作票，运行日志自动分解，检修工艺卡、定额卡自动 生成等模块均是为实现业务处理自动化而设计。 业务处理自动化的实现，可大大减轻工作负担、提高生产效率 系统建设总目标：通过它使各项规章、制度得以贯彻落实，生产管理从而面向 计划管理、指标管理过渡到面向过程管理。 因此，本文的主要研究内容有： ( 1 ) 总结和研究输变电管理系统的现状，确定输变电管理系统的功能和定位： ( 2 ) 构建输变电管理信息系统软件的框架，提出该软件系统的主要设计指标； ( 3 ) 设计输变电管理信息系统各予模块的功能； ( 4 ) 结合系统的应用，对该系统的功能进行进一步的完善，并进行效益分析。 4 华北电力大学工程硕士专业学位论文 第二章输变电生产管理系统的功能和体系 2 1 什么是生产管理系统 为实现输变电生产管理现代化，由计算机硬件、软件及其网络设备组成，完成 相关信息的收集、传输、加工和利用等任务的有机整体。其核心职能是利用计算机 及网络技术，实现输变电生产管理全过程的现代化( 数字化) 。因此，输变电生产 管理系统的功能体系也应是面向输变电生产的全过程。 2 2 输变电生产管理系统的构成 输变电生产的全过程包括：业务处理过程、管理过程、决策过程。 业务处理过程：生产一线人员完成各种生产任务的过程。 管理过程：中层职能部门对各种生产数据进行统计、分析、监督，以便及 时发现生产中存在问题，从而迅速响应的过程。 决策过程：高层领导根据企业内外各种信息，对企业工作计划、发展方向 做出决定的过程。 对应生产系统功能体系三个层面：业务层、管理层、决策层。 业务层面向基层班组应用，主要职能是负责数据的录入( 全系统数据 源) ，提供智能化、自动化工具，减轻工作负担，提高工作效率。 管理层面向管理层应用，主要职能是完成各类统计、汇总、浏览、流 程控制等，使管理人员能够及时了解各项工作进程，从而能够对各种生产 问题快速响应。 决策层面向高层管理者，其主要职能是针对系统的海量数据进行综合 处理、发现规律( 亦称数据挖掘与知识发现) ，并依据各种决策模型、专家 知识和企业内部、外部的生产经营信息，为企业的高层管理者提供辅助决 策功能。 显然，业务层担负着整个生产系统的信息收集工作，是整个系统的数据源头， 没有这个数据源，关于数据分析、利用的一切工作都是空中楼阁，无源之水。 目前生产管理系统现状是：多数m i s 厂家功能体系主要局限于管理层，提供 台帐、报表、记录的管理。缺乏业务层及决策层功能，导致系统数据源问题不能很 好解决，系统难以正常运行。基于这一重要原因，系统功能设计面向供电企业全过 程。只有这样，才能使生产管理系统真正服务于电力系统安全、经济运行，也是 华北电力大学工程硕士专业学位论文 m i s 出路只所在。 生产系统功能体系结构( 横向) 如图2 1 所示。 图2 - 1 生产系统功能体系结构 生产系统功能体系结构( 纵向) 如图2 - 2 所示。 图2 - 2 生产系统功能体系结构( 纵向) 2 2 1 业务层功能分布 ( 1 ) 智能操作票系统 图形开票、自动开票、电子模拟盘、五防系统连接， ( 2 ) 智能工作票系统 图形手动开票、自动开票、网上流转， 华北电力大学工程硕士专业学位论文 ( 3 ) 检修工艺卡自动生成，任意修改 包含内容：检修项目、流程及各项目的工艺要求有助于检修工作顺利进行 ( 4 ) 检修工器具、备品备件定额卡自动生成 有助于检修前期准备工作 ( 5 ) 运行目志自动分解 例：一般地事故发生后，变电运行值班人员需填写如下记录： 运行日志 开关跳闸记录 保护动作记录 事故记录 使用运行日志自动分解，仅需填写运行日志即可，它包含开关跳闸、保护动作 信息等，填写完成后，自动刷新相关记录，达到：信息一次录入，多处复用从而： 减轻工作负担，避免同一数据多次录入，杜绝数据不一致问题。 ( 6 ) 生产计划制定 班组周期性工作计划自动生成，与缺陷自动关联。 以上这些是生产管理系统面向班站层的部分职能，显然，他们在提高工作自动 化、智能化的同时，使各项工作也更加规范，使工作过程管理得到一定加强。信息 收集的准确性，完整性、及时性和自动化程度 2 2 2 管理层功能分布 通过构建指标、报表和综合查询等系统，使管理工作可视化、自动化。 ( 1 ) 生产指标管理 可根据基层班站的各种检修、预试、校验、运行记录和定点抄录的电压、电量 数值，自动计算、生成各种生产指标。如线路损耗、电网损耗、变压器损耗、电压 合格率，开关跳闸次数，继电保护动作正确率、等等。从而可为各级管理人员节 省大量时间，对系统中存在的各种运行、管理问题，进行分析和研究。 在指标管理系统计算出的指标基础上，通过定制方式，以标准表格形式输出各 种报表。 ( 2 ) 综合查询系统 通过w e b 浏览器，可随时随地查询设备档案、各项生产指标，各项工作进度， 缺陷及停电等信息，实现工作可视化。 ( 3 ) 工作流程管理 任意定制、任务提示，允许动态修改，使各部门之间的协同工作更加高效 7 华北电力大学工程硕士专业学位论文 作用：各种生产数据进行统计、分析、监督，以便及时发现生产中存在问题， 迅速响应。 基础：业务层提供大量生产数据。 2 2 3 决策层功能分布 ( 1 ) 设备健康状态管理 各种预试数据趋势分析、数据录入越限报警、依据预试及运行数据，健康状态 评估，并据此给出是否安排检修的建议 ( 2 ) 停电计划的优化 按线路、间隔、设备分类、汇总各类计划，依据系统安全、可靠性要求，给出 计划安排建议 ( 3 ) 电力系统故障诊断 依据故障录波的信息( 如保护动作、开关跳闸) 信息，准确定位故障及性质， 可能的话，给出故障恢复建议。 决策层功能的完善是m i s 应用的最高境界，也是数字电力的建设目标。 基础：业务层提供大量生产数据+ 构建各种决策模型。 ( 1 ) 生产管理系统的构建，包括面向班站层和面向管理层、决策层应用系统 的建设。系统的实施，可提高工作自动化程度，规范管理，帮助人们及时掌握各项 工作进程，发现生产中存在的问题，从而迅速采取措施，加以解决，并具备一定的 辅助决策功能，使生产管理从面向计划、面向指标过渡到面向过程管理。 ( 2 ) 生产管理系统一定要从构建基层班站应用系统开始。它担负着整个生产 系统的信息收集工作。生产线人员在完成本职工作的同时，可自动将各种信息录 入，是整个系统的数据源头，没有这个数据源，关于数据分析、利用的一切工作都 是空中楼阁，无源之水。 ( 3 ) 恒量一个系统，不仅要看其信息的分析、利用功能是否丰富，更重要的 是考察其信息收集的准确性，完整性、及时性和自动化程度，它是系统的基石。 华北电力大学工程硕士专业学位论文 3 1 业务建模 第三章构建输变电生产管理系统 解决系统问题域及系统责任问题，业务建模的过程实际上即是系统功能规范建 立的过程。 3 1 1 问题域确定 首先要定义系统要解决哪些方面的问题。问题域的确定就是要根据当前人力、 物力、财力状况以及生产的需要，决定当前工程要解决哪些方面的问题。对于电力 ( 网) 生产管理系统而言，涉及到的主要内容包括： 变电运行管理，变电检修管理，输电工作管理，生产技术管理、调度业务管理， 安全监察管理，故障信息管理，物资管理等。 对于一个具体工程项目，这些子系统哪些包括，哪些不包括，哪些先上，哪些 后上，需要生产主管部门及各级领导共同参与决策。同时推进，无论是财力、物力， 还是人力，都难以满足工程需求。只能循序渐进，逐步完成。但是要做好工程前期 的统一规划工作，保证陆续投运的系统能够协调高效工作，无缝连接，否则又将是 一个又一个信息孤岛。 3 1 2 系统责任确定 其次要定义每个子系统应具备的功能和实现方式。系统责任的确定过程就是 对系统中的每个功能模块的实现进行描述的过程，这是系统设计的一个重要工作。 3 2 数据建模 这里要解决数据库及编码设计问题，是建立数据规范的过程。数据建模的主 要任务是： ( 1 ) 认真分析各项生产活动需要及产生的数据； ( 2 ) 对各种数据进行统一分析、归类，完成数据结构及编码设计，这是系统 设计的又一个重要工作。 华北电力大学工程硬士专业学位论文 3 3 系统结构( 空间) 设计 3 3 1 数据库结构设计 存在二种结构形式： 集中式：整个系统仅设置中心数据库服务器，集中管理全系统所有数据，在 各应用单位、工区、班组、变电站仅设置工作站( 客户端) 。 优点：数据编码、数据库管理、编程简单。 缺点：要求通道实时连接，并具有较高的传输速度。系统在网络中断情况下， 不能工作，中心数据库故障，整个系统陷入瘫痪状态。 分布式：整个系统除设置中心数据库服务器外，在各基层单位也分别设立应用 数据库，依靠数据库的事务复制、合并复制等技术，实现数据同步。 缺点：数据编码、数据库管理、编程复杂，要求较高的规范性和科学性。 优点：不要求通道实时连接。系统在网络中断情况下，可以利用当地数据工 作，中心数据库故障，整个系统不会陷入瘫痪状态。 3 3 2 应用软件体系结构设计 主要涉及c s 与b s 模式的选择问题，这要根据系统本身的需要和技术发展水 平确定。本系统是采用二者结合的方式。 作用：设备健康状态评估，检修、预试计划的安排、审核，辅助检修前的准备 工作等 华北电力大学工程硕士专业学位论文 第四章输变电管理信息系统各子系统的功能 输变电企业( 电力局或电力公司) 生产和职能管理机构一般由变电站、变电运 行、检修工区、线路工区、调度所、生技等部门组成。随着电网规模的日益扩大以 及对电力供应安全性、可靠性和经济性要求的不断提高，依旧采用传统的手工方式 对各种生产活动进行管理将越加困难。采用先进的计算机及数据库技术进行信息管 理不仅可大大减轻各级运行、管理人员的工作负担，而且可使各部门的工作更加协 调、有序和高效，以更好保障整个电网的安全、可靠和经济运行。 电力生产业务系统的主要任务是负责生产信息的收集、加工和处理。针对输变 电企业生产各部门的地理分布、业务特征以及当前计算机通信网络的现状，系统采 用分层、分布式结构，设计的主导思想是：信息数字化、功能实用化和管理科学化， 系统建成投运后，可使企业获得一个稳定、开放的数据平台，它记录有企业各种生 产活动产生的信息，包括设备的属性、状态信息、动作行为信息以及相互关系信息。 它们可帮助各级管理人员全面、及时了解全网的生产状况，为各种生产活动及高层 决策提供信息支持，使各项管理工作更加规范，是企业现代化建设的一项重要内容。 系统采用c s ( c l i e n t s e r v e r ) 结构组织应用，面向班组收集原始数据，各职能 部门通过系统提供的功能模块对数据进行加工处理，加工后的数据通过网络及时通 知相关部门和人员，使得系统能真实地反映电网当前的运行状态和职能部门当前工 作的执行情况。在各级应用中，系统提供了大量的自动化功能，如运行日志的记录 自动分检、实时采集数据的自动读入、工作票图形辅助开票、一次设备检修工艺卡、 检修定额卡以及各种提示功能等，极大地减少了应用人员的工作量，使用户充分体 验计算机所具有的强大功能。 系统由变电运行、变电检修、输电管理三个子系统组成。每个子系统既相互作 用、共享彼此的数据构成一个整体，又可以单独运行组成三个系统。在更高一级的 应用中( 如生技系统) ，三个子系统处理后的数据能够被重新组织并进行分析、统 计、汇总，提供决策支持。 4 1 系统总体结构图 班 试 检 级 华北电力大学工程硕士专业学位论文 反映系统内各子系统间的项链关系的系统总体结构图如图4 - 1 所示。 安全管理 针对检修任 务填写危险 点预控措施 带电任务； 对带电任 务直接开 1 1 种工作 票 计划管理 子系统向 其他予系 统提供数 据来源，并 对加工后 的数据进 行监控，监 视任务的 完成情况 工作票 管理 计划任务、临 停电任务t 必须首 先开停 电申请 将缺陷作为计 划任务或临时 任务交给计划 管理子系统进 计划管理 子系统 图4 - 1 系统总体结构图 1 2 停电申请 管理 根据检修任 务生成检修 工艺及检修一 卜、一 叫篆髫 管理 变电缺陷 管理 华北电力大学工程硕士专业学位论文 4 2 系统总体结构视图 总体结构视图反映出系统内所包含的重要子内容。 运行日志管理、运行记录簿、两票管理 r t u 数据读入、数据管理、报表打印 主接线圈绘制、设备挂接、设备图形查询 日常安全工作、安全工器具、安反措管理 日常管理、班组计划管理、培训管理 一、二次设备管理、设备检修记录、设备定级 缺陷登记、缺陷审核、缺陷综台查询 计划制定、临时任务、工作小结、停电申请 检修工艺卡、定额计算、检修定额卡 图形辅助开票、工作票签发、签收等 高压、检修、继保、仪表专业管理 线路台帐、杆塔台帐、耐张段、设备定级 计划管理、停电申请管理、综合查询统计 缺陷登记、归属确定、缺陷审核、消缺登记 检测记录、检修记录、工器具管理 通道管理、巡视管理、特殊区域管理 工作票填写、签发、终结，危险点预控 带电作业登记、工器具、供电量统计 图4 - 2 总体结构视图 1 3 华北电力大学工程硕士专业学位论文 4 3 系统功能组成一变电运行系统 变电运行系统，从实用性出发，采取面向基础数据，面向班组的设计思想，摒 弃了以报表组织系统的传统开发模式，从日常工作的处理着手，以主体业务组织系 统，采取“自上而下”方法进行数据规划，力求做到以管理系统帮助用户处理日常工 作，能真正地把运行、管理人员从重复、量大的劳动中解脱出来，最大限度地减轻 他们的工作负担，提高工作效率，从而提高整个输供电企业的运行及管理水平。 作为按广域网应用设计的分布式系统，变电运行系统可以根据实际情况分别装 在不同区域，借助事务复制技术实现数据传递。这样，所有应用均在当地实现，运 行速度快、可靠性高；另外数据传递对通信通道质量的要求也大大降低，只要在数 据传递时建立连接即可。变电运行系统可以单独安装于变电站内，实现值班的微机 化管理，也可同时安装于变电工区、电力局、供电局或中心集控站，便于对其所属 各变电站的运行情况和设备进行统一管理，供有关生产、管理部门领导全面及时了 解生产实际情况等。 4 3 1 设备管理 设备管理规范地提供了各类一、二次设备( 含附件参数) 的台帐管理，以及设 备变动、定级、检修管理等功能，建立了完备的设备技术档案，不仅可以查询静态 的台帐数据，也提供了设备运行及检修过程中产生的动态数据的查询入口。设备检 修管理提供设备检修记录、周期管理及检修预到期提示功能。 ( 】) 一次设备管理 一次设备管理主要提供一次设备台帐管理，按间隔、设备类型进行管理。 一次设备台帐录入：完成一次设备台帐的录入及修改功能，对次设备建立统 一格式的台帐，设备可以分相管理，每一类设备提供了更细致的、不同侧面的分类。 一次设备参数录入：提供次设备规范参数、附件、部件、自定义属性的录入 修改。 一次设备查询：查询条件可以按需组合，并可按“二级单位”、“变电站”、“设备 类型”、“电压等级”进行统计。 设备浏览器：使用树型结构按照“二级单位”、“变电站”、“间隔单元”、t c 设各， 的层次关系提供一次设备的数量、设备台帐、检修记录、试验记录、缺陷记录浏览 查询功能。若安装检修系统还可查询设备的标准定额、标准检修工艺、试验报告等 生产信息，用户界面如图4 3 1 4 兰韭皇垄盔兰三塑堡主童些堂竺笙塞 一一 图4 - 3 一次致备浏览器 ( 2 ) 二次设备管理 继电保护台帐录入：涉及变压器保护、线路保护、母线保护、发电机保护、 电容器保护等。还可管理继电器、保护装置。 直流系统台帐录入：分为蓄电池、整流设备、直流母线、其他电源设备。 防误装置台帐录入：有防误锁、电钥匙、命令指示牌、其它防误装置。 自动装置台帐录入：故障录波器、无功综合控制装置、小电流接地选线装置、 备用电源自动投入装置、同步装置、其他自动装置。 二次设备浏览器：使用树型结构按照“二级单位”、“变电站”、“安装位置”、 “二次设备”的层次关系提供二次设备的数量、设备台帐、保护及自动装置校 验记录等信息，根据设备类型查看不同的设备记录。 ( 3 ) 设备检修管理 提供一次设备预试、大修周期的查看及修改功能。计算设备下次预试、大修时 间，并根据需要提供设备的预期、到期检修提示。 提供二次设备预试、大修周期的查看及修改功能。计算设备下次校验时间，并 根据需要提供设备的预期校验提示。 生产设施检修记录 ( 4 ) 设备变动管理 1 ) 设备异动管理：设备异动申请、设备异动批准、设备异动执行 2 ) 新设备投运管理：设备投运申请、设备投运批准、设备投运执行 华北电力大学工程硕士专业学位论文 3 ) 设备报废管理 ( 5 ) 设备定级管理 设备定级单元维护：按年、半年、季度定级情况对各变电站的定级间隔单元 进行设置，选中的间隔单元将作为设备定级的目标，否则不定级。 设备定级：根据设备缺陷情况，进行设备定级。 设备定级统计：统计定级后二、三类设备的基本情况，统计设备完好率。 ( 6 ) 试验及测量器具管理 盘表台帐录入、变送器台帐录入、温控器台帐录入、便携式仪表台帐录入、现 场型仪表查询、便携式仪表查询、试验及测量器具浏览器。 4 3 2 运行管理 运行管理包括五六部分：运行日志管理、记录簿管理、运行信息查询、运行报 表、两票管理。 ( 1 ) 运行同志 分为交接班签名、运行记事、交接班小结。日志是值班员每天使用频率最高的 功能，通过日志自动分解使值班员从繁重的工作中解脱出来。运行记事提供了提前 收到工作票、工作许可、工作票作废、工作票延期、工作票退回，缺陷登记、消缺 登记，接收、执行、取消、回复调度令，电容器投退，避雷器放电记录、避雷器测 试记录、蓄电池测试记录、高频保护测试记录记录、防小动物措施记录、压力容器 测试记录，设备定期测试及维护记录，设备巡视记录等各种记录的分检功能，这种 强大的功能使得运行日志成为除设备管理以外变电运行系统的又核心功能。运行 日忠应遵循日常管理中同样的工作流程。 ( 2 ) 记录簿查询 提供了各种运行记录的查询，这些运行记录全部由运行记事自动分检得出。 ( 3 ) 记录簿管理 提供对运行记录的分析功能。包括：保护动作记录分析、上级指示记录、设备单元 运行分析记录、断路器跳闸分析、故障记录自动分析 ( 4 ) 两票管理 两票管理记录：统计工作票、操作票张数、总张数及合格率： 操作票查询：按站查询一段时间内的发生的操作票信息； 工作票查询：按各种条件查询一段时间内的发生的工作票信息。 华北电力大学工程硕士专业学位论文 4 3 3 抄表管理 抄表管理提供变电站抄表数据的维护和报表制作功能，也提供从r t u 直接截取 测量数据的功能。 ( 1 ) 抄表维护 抄表维护包括计量单元维护和r t u 点号维护，计量单元维护模块的主要功能是 维护变电站各计量单元的有关参数。r t u 点号维护模块用来描述r t u 的点号与一 个计量单元一种测量量的对应关系、换算系数、读数方式以及读数周期。 ( 2 ) 数据管理 数据管理用来录入或查询从r t u 读取的数据，包括：遥测量抄录、电度量抄录、 旁路串代计量单元电量抄表、电压监测仪抄表、断相计时仪抄表、电度表停运记录、 电能表更换记录 4 3 4 主接线图及间隔单元管理 ( 1 ) 主接线管理 主接线图作为工作票图形辅助开票的必备功能，还提供了一种直观的界面使用 户可以在主接线图上直接查询设备。接线图编辑：利用系统提供的绘图工具编辑各 站主接线图，图4 - 4 为接线图编辑主界面，屏幕上方为系统提供的绘图工具，下方 为已编辑的接线图。 图4 - 4 系统接线图 1 7 华北电力大学工程硕士专业学位论文 变电站主接线图查询：主接线图查询提供设备的图形查询功能，双击接线 图图形元素所标识的设备，即可查询设备的参数、检修记录、试验记录、试验报 告等相关信息。图4 5 为变电站主接线图界面，图的下方为点击一次设备参数信息 时所看到的内容。 4 3 5 安全管理 图# - 5 变电站接线圈查询 安全管理是面向班组设计的，主要用于对班组的各项安全活动、安全措施以及安全 事故等进行管理、它包括安全工作管理、安全记录牌管理、安全工器具管理、安、反措 管理、事故管理、消防管理等功能模块。 4 3 6 班组管理 班组管理为提高班组的标准化管理而设计，它包括班组日常管理、班组计划管理、 岗位培训管理、考勤管理、规章制度管理以及q c 管理等。 1 8 华北电力大学工程硕士专业学位论文 4 4 系统功能组成一变电检修系统 变电检修系统的总体设计目标是：对设备的属性、状态信息、动作行为信息、 相互关系信息以及各项检修工作进展情况等进行全面管理。它们可帮助各级管理人 员及时、准确了解全网的设备及生产状况，为各种生产活动及决策提供信息支持， 使各项管理工作更加规范、高效、有序。依据总目标，系统实现了如下功能： 健全设备台帐，提供设备部件、缺陷处理情况、检修周期、检修记录、及试 验报告等综合信息，完善设备运行管理： 提供设备缺陷情况、检修周期、工程项目、未校继保整定单等信息，辅助编 制生产计划，明确下阶段工作重点和工作任务；在生产计划的基础上，安排 检修工作，根据设备标准检修工作流程及工器具、材料、备品备件定额提供 检修卡和材料计划： 在检修任务小结和汇报的基础上完成检修计划的总结；提供专业技术辅助管 理工具，建立种类齐全的试验报告模板，方便试验人员统计查询试验数据； 根据材料计划生成采购计划，并实现材料、工器具、备品备件的仓库管理功 能； 贯彻安全第一的生产原则，加强安全意识，强化安全管理，辅助进行安全 教育； 提供电子报表功能，方便管理人员定期统计数据； 建立健全了行政管理，辅助部门和班组的日常事务处理，明确了岗位职责， 提高了工作效率。 4 4 1 检修计划管理 检修计划管理是整个检修系统的核心功能，包括从检修任务的制定到任务完成 后的工作小结整个过程。在计划制定过程中，可以从各专业班组的设备周期性检修 任务中自动汇总数据，也可以取出待消缺的缺陷记录作为计划的一部分进行任务布 置；计划小结采用层层向上传递的方式自动小结，系统查看每条任务的执行情况， 由周计划开始自动小结月计划，由月计划自动小结季度计划，由季计划自动小结年 度计划。临时检修任务的小结采用班组小结传递到工区，通过将工作按专业进行分 组的方式进行。在计划任务和临时任务执行过程中，系统控制整个工作按照规范的 方式进行，如停电任务必须按照从停电申请到工作票再进行实际的检修工作这样的 顺序完成。 ( 1 ) 生产计划处理 华北电力大学工程硕士专业学位论文 生产计划管理实现年度、季度、月度检修计划的制定，每周工作安排，临时任 务登记，每周工作小结，年度、季度、月度检修计划小结，临时任务小结。年计划 制定时可以自动汇总各专业班组制定的周期性检修计划，月计划制定可以取待处理 的设备缺陷作为计划任务的一部分，生产计划的主体流程如图4 7 所示。 压磊司 l 。j 图4 - 6 检修计划管理流程 兰j ! 皇垄查堂三堡堡圭童些堂垡塑塞 ( 2 ) 设备停电申请管理 停电计划管理 停电计划管理由停电计划制定及上报、单位负责人签名、停电计划调度审核、 停电计划查询功能模块组成。停电计划的制定必须以检修计划为依据，针对检修任 务制定停电计划。停电计划为停电申请单管理提供数据来源。 停电申请单管理 停电申请单作为计划管理功能不可或缺的组成部分，提供了停电申请单的登记， 各职能部门的审核以及查询打印功能，图4 - 8 完整地显示了系统实现的停电申请单 功能及流程。 图4 7 停电申请流程 4 4 2 设备检修工艺、检修定额管理 设备检修工艺结合检修任务及检修项目自动生成设备检修工艺卡，检修工艺管 理中还提供了设备试验规程的登记及设备各种试验规程的查询功能，此外还包括了 一项称为“设备检修工作流程”的附加功能。在检修工艺登记过程中，为了减少输入 量，工艺先按一类设备进行登记，通过系统提供的导入功能，导入到其他类设备进 行修改，又为了灵活性，对按类不能完全满足要求的设备其工艺可以使用“设备工艺 台帐修正”模块对具体设备检修工艺进行修正，查询工艺卡时先找修正台帐，如果没 找到，则搜索此设备所在类的工艺。 华北电力大学工程硕士专业学位论文 设备检修材料定额是以设备检修工艺为前提的功能，登记的定额必须依附于检 修工艺中定义的检修项目，通过定额计算模块生成设备检修定额，系统也提供使用 不同条件查询、统计、汇总定额以及图表显示定额的功能。图4 8 为检修工艺、检 修定额操作的完整流程 华北电力大学工程硕士专业学位论文 4 4 3 工作票管理 工作票管理涉及变电运行和变电检修两个子系统，开出的工作票通过数据库的 同步与复制功能( 若数据库不是分布式的，不需要同步) 在站端和局端进行传递， 检修人员利用本系统可在检修现场打票，节省了人力物力。本系统一大特色是提供 有图形辅助开票和典型工作票功能，开票人员可利用变电站的主接线图进行图形开 票，出系统为您完成大部分工作；开出的工作票可存为典型工作票以备在下次检修 开票时使用。智能图形工作票系统是图形化、智能化的工作票系统。它通过对电力 系统中电力设备网络拓扑结构以及检修安全措施要求的分析和归纳，总结出一套行 之有效的工作票开票逻辑，使其有机的融入系统内部，并通过图形化的表现方式， 使用户可以在变电所的一次接线图上完成几乎全部的工作票开票工作。此外，通过 对全国电力系统工作票使用情况的分析，系统实现了工作票的工作流自动化，使整 个工作票流程可控、闭环管理。同时工作票子系统也提供了对工作票的查询分析功 能。图4 9 为工作票开票主界面，图4 1 0 和图4 11 为本系统提供的工作票流程。 图4 - 9 工作票开票 华北电力大学工程硕士专业学位论文 4 4 4 变电缺陷管理 图4 1 0两种工作票流程 缺陷管理提供完整的缺陷流程处理功能，以及相应的查询和分析功能。流程处 理实现了处理环节、环节处理信息的自定义，流程处理过程中缺陷管理还可以管理 充油设备的渗漏情况、统计充油设备的渗漏点数、渗漏率。同工作票一样，缺陷管 理也涉及变电运行和变电检修两个系统，站端巡视发现的缺陷通过运行记事的记录 分检功能登记缺陷记录，班组检修时发现的缺陷通过独立的缺陷追加模块进行登 记，登记后的缺陷经过站端或检修班组审核合并后上报局端，或立即消缺或作为检 修任务交由检修计划管理处理。缺陷管理由如下的功能模块组成： ( 1 ) 变电缺陷，用图4 - 1 2 很明确体现出缺陷的流程。 华北电力大学工程硕士