嘉兴地区变电运行管理信息系统的设计与实现
朱维政
（嘉兴电力局，浙江省嘉兴市314000）
摘要：介绍了已在浙江嘉兴电力局投运的变电运行管理信息系统。它基于分布式结构，采用了面向班组、面向基础数据的设计思想。由设备管理、运行管理、抄表管理、操作票管理、班组管理和安全管理6大功能模块组成。其投运不仅大大减轻了变电运行人员的工作负担，而且对提高整个输供电企业的运行及管理水平起了积极的推动作用。
关键词：变电运行；管理信息系统；基础数据
1 概述
变电运行是电力生产的一个重要环节。变电生产中要同各种各样的电气设备打交道，因此要经常查询设备参数及设备使用状态。同时，生产中变电运行人员还要定期向局内有关生产主管部门上报各种生产报表，这些日常生产管理工作繁而杂。变电运行人员所要收集、整理、归类、查找的信息量非常大，容易造成信息的遗忘、丢失，从而造成管理上的混乱。
本文介绍的变电运行管理信息系统以面向基础数据、面向班组的设计思想，采取“自上而下”的方法进行数据规划［1，2］，把运行、管理人员从大量的重复性工作中解脱出来。该系统自2000年5月在嘉兴电力局投入使用以来，收到了较好的效果。
2 系统网络结构
嘉兴电力局下辖高压工区、检修工区、线路工区、生技处及几个县供电局。110 kV及以下电压等级的变电站和集控站由县供电局管理。高压工区负责7座220 kV变电站的运行管理工作。这7座220kV变电站，距离运行工区从几十到上百公里不等，从通信条件到运行效率都不可能采用局域网运行方式。本文介绍的变电运行系统按分布式系统设计，在各变电站及变电工区分别建立局域网系统，变电站与工区之间定期（或根据需要）交换运行、设备、缺陷等方面的信息，一方面保证变电站、工区系统的工作运行效率，另一方面保证信息的上传下达。
变电站与工区之间的数据传输，借助数据库的复制功能来完成。同时考虑到现有的通信条件，系统之间采用了事务复制技术。该技术可以把系统对通信通道的依赖性减少到最小，变电站与工区只需要在欲传输数据时才建立通道连接，并不需要实时的网络连接。另一方面，该技术传输的数据仅仅是系统改变的数据，这样就极大地降低了传输的信息量，既可以提高传输效率，也可以降低对通道质量的要求。因此，现有的各种通道都可以满足。
该系统可以根据实际情况单独安装在变电站内，实现值班的微机化管理，也可安装在变电工区、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，以供有关生产、管理部门的领导及时了解现场实际情况等。嘉兴电力局变电运行的网络结构如图1所示。该系统是电力局MIS网的一个重要组成部分，负责管理变电运行方面的数据。局MIS网的其它部分包括变电检修管理信息系统、送电线路管理信息系统和办公自动化系统等。它与局实时信息网通过网络交换器联接。由于系统采用开放式数据库，因此保证了它可与局内其他开放式MIS子系统及实时信息系统实现数据共享。
3 系统总体设计
为了最大限度地减轻运行人员的工作负担，提高变电运行管理水平，系统设计从实用性出发，将变电运行的主体业务分由6个功能模块完成，它们分别是设备管理、运行管理、抄表管理、班组管理、安全管理和操作票管理。
3．1 设备管理
针对变电站运行管理及维护的需求，设备管理规范、系统、完备地提供了设备台帐管理、缺陷管理、定级管理及检修管理等功能。其中台帐管理包括一、二次设备台帐管理、变电站台帐管理、设备报表管理等功能，可以方便、灵活地对变电站一、二次设备的铭牌参数、所属间隔单元、投运日期等进行登录、查询与统计。
缺陷管理模块用于完成缺陷登记、消缺处理、缺陷查询、缺陷月报、缺陷统计汇总等功能，运行管理人员可随时查看变电站设备的完好率、消缺率等重要指标。设备的定级管理可根据设备发生的缺陷和消缺情况对其进行自动或手动定级报表。并可对已经定级的设备进行分类查询、统计，形成定级报表。
作为设备管理的一项重要内容，检修管理主要完成检修记录、检修周期统计、查询等功能。其中检修到期、预期提示功能可根据设备的检修周期和上次检修时间，对快到期和已到期的设备进行提示，以便安排生产。
3．2 运行管理
以变电站值班人员的日常工作为核心，运行管理提供了运行日志管理、运行记录查询、记录簿管理、运行维护管理等功能。运行日志系统包括交接班签名、交接班小结，其中操作票记录、工作票记录、缺陷记录、停电申请记录、事故记录、开关跳闸记录等记录簿，由运行日志自动分解入库。运行日志的这种自动分解入库功能一方面可省去大量的记录簿录入工作，大大减轻运行人员的工作负担，另一方面也可避免同一数据多次重复录入造成的数据不一致问题。利用运行记录查询模块，可随时了解工作票、操作票执行情况、设备缺陷情况以及防误闭锁和开关跳闸等情况，另外，亦可方便地进行运行日志查询、停电申请查询、事故记录查询等。变电运行报表模块可根据用户提出的具体要求，提供各种报表输出，例如变电运行月报、继电保护运行月报，并联电容器投切情况报表、主变分接头调整情况表，变电运行统计年报等。
3．3 抄表管理
在变电站运行人员的日常工作中，抄录各种运行变量值（如母线电压，变压器，电路有功、无功功率，有功、无功电量等），编制各种运行报表（如变电站运行日报，主要分时计量每日抄、关口电能月末抄见电量表等）。在变电运行管理信息系统中，变电站的抄表数据是主要的基础数据来源。为了最大限度地减轻运行人员的工作负担，同时又能保证基础数据的来源，在抄表录入模块中增加了RTU上传数据的自动截取功能，它可自动地从RTU输出端截取上传数据，存入相应的数据库。如果RTU上传数据较为丰富，大部分需抄录的数据都在上传信息中，则RTU的自动截取功能可大幅度地减轻运行人员的抄表工作量。抄表报表管理模块可自动形成各种需要的报表，把运行人员完全从编制各种报表的劳动中解脱出来。
3．4 班组管理
班组是企业直接组织职工完成生产任务的基本单位，是企业生产的第一线，担负着企业设备的直接操作、维护管理等任务。企业班组的好坏直接关系到企业的兴衰。系统中班组管理模块是为完善班组的现代化建设而设计，不仅适用于变电站，也适合其他部门的生产班组。该模块包括班组日常管理、岗位培训管理、考勤管理、规章制度管理以及质量（QC）管理等。
班组日常管理提供各种工作记录（如班务记录、运行分析记录、合理化建议记录等）、工作计划与总结以及班长工作日志的录入、修改与查询功能。班组岗位培训管理为岗位培训（包括班组内考问、事故预想、技术问答、反事故演习、运行分析等类型）提供交互式的对话工具，按照培训类型的不同将培训过程分为出题、答题、评价，既可做为学习工具，也可用作考核工具。班组考勤管理提供日常考勤记录、加班登记、班组成员考勤统计以及相关报表功能。班组规章制度管理主要完成班组规章制度维护及查看任务。由于采用开放式的数据结构，因此规章制度的层次关系可任意定义而不受限制。
3．5 安全管理
现代大型电网一旦发生事故或故障，不仅会给国民经济建设和人民生活带来巨大的损失，也会给电力部门本身造成设备损坏和人身伤亡，因此，保障安全生产是电力企业的首要任务。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。它包括安全记录管理、安全记录牌管理、安全工器具管理、安措管理、一类障碍事故管理、安全事故管理等功能模块。
班组的各种安全记录（如安全活动记录、安全教育记录、安全考试记录、安全计划总结记录等）的录入、查询与统计由安全记录管理模块完成。一类障碍事故管理主要用于一类障碍事故原因、事故报告、事故派生情况、事故损坏设备以及不正确保护动作情况等的登录与查询。安措计划及其实施情况的管理、人身伤亡事故的登记与查询功能等分别由安措管理和安全事故管理2个功能模块完成。
3．6 操作票管理
在电气设备上进行检测、试验等工作时，操作票制度是保证安全生产的有效组织措施。目前，在许多发电厂、变电所操作票仍由工作人员手工编写，这是一艰巨而责任重大的工作。为最大限度地减轻运行人员的工作负担，提高工作效率，本系统提供了操作票管理功能模块，它具有操作票自动生成、手动生成、模拟操作以及对生成操作票自动进行分类存贮、统计等功能。
操作票系统采用全图形界面设计，提出并应用了群组状态转移推理的理论和方法。当进行自动开票时，首先通过鼠标将一操作任务输入系统，然后系统自动在线采集各设备当前状态，在此基础上，系统通过内部推理机制，自动形成该操作任务的操作序列即操作票。手工开票功能允许用户按自己的意图在图形上操作设备形成操作票。操作过程中，计算机使用五防逻辑进行检查，当发现错误时会给出警告并提示错误信息。模拟操作是为防止产生各种误操作以及培训的目的而设计的，用户通过鼠标在电子模拟屏上进行模拟操作的过程中，如果发生操作错误，系统会发出警告，操作3次错误后会提示正确操作步骤。另外，操作票系统具有和五防闭锁控制的接口，当配以电脑钥匙及编码锁后，就能成为一套功能齐全的变电站防误操作闭锁系统。
4 系统主要特点
4．1 运行日志自动分解
变电运行日志是日常工作的流水帐，在本系统中，采用分类短语的方法记入。它是变电运行数据的重要入口。当要记录一工作内容时，只需将鼠标移到日志的文本框内，按右键即能弹出如图2所示的快捷菜单，然后根据要记录的内容选择相应的菜单项，比如选择“缺陷登记”菜单项，系统即会弹出如图3所示的模板，其中，“发现人”等框中的内容都可以从下拉框中选择，亦可手动填入。当相应各项内容填好后，点击“确定”按钮，即可在工作日志中形成一条记录“陈永根发现一般缺陷，设备名称：1＃主变瓷瓶，内容：破损”。与此同时，自动形成了一缺陷通知单，并在相应的设备缺陷库中自动追加记录，以供统计与查询。
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