基于移动运维平台的二次设备风险隐患评价系统

国网新疆电力有限公司电力科学研究院、国网辽宁省电力有限公司、中国电力科学研究院有限公司、南京国电南思科技发展股份有限公司的研究人员杨帅、南东亮、杨飞、王文焕、汤小兵，在2020年第9期《电气技术》杂志上撰文，针对现场二次设备运维工作现状，提出了一个基于移动运维平台的二次设备风险隐患评价系统。

该系统改变了以往人工收集信息的方式，利用移动运维平台的优势来对信息进行采集；通过这个评价系统对收集上来的二次设备信息进行评价、评估，使运维人员掌握变电站、变电站间隔、二次设备的评价评估结果，从而执行相应的运维、检修策略，减少了人工核算的繁琐和失误。该系统能够极大提高收集信息的效率和准确性，省去以往繁杂的统计表格，减轻一线人员的工作负担。通过在某变电站的试验，达到了预期的效果。

设备隐患风险评价能够为人们对设备运行、维护、检修、试验、技改等生产管理工作的决策提供依据。在此之前，二次设备的风险隐患评价只能够依靠传统的人工统计方法，人工统计时二次设备的数量多，任务重，且统计数据容易出现缺项、错项、漏项，从而对二次设备隐患风险的评价产生影响，造成最终评价不准确，其结果也不能够作为判断设备运行隐患严重程度的依据。

同时，在获取二次设备的各类隐患、缺陷信息之后，传统的人工统计要对各类隐患进行人工分级，从二次设备再到间隔、变电站，整个过程十分繁琐，对一线统计评价人员来说工作量巨大，且效率低下。不仅如此，还有可能造成最终二次设备风险评价的不准确，失去本项工作的意义。

本文根据现场工作的实际需求，提出了一套基于移动运维平台的二次设备评价系统，不仅在数据采集阶段能够准确录入设备的信息、隐患、风险点等，而且对已录入的信息还能够进行处理和智能化评价，减少了数据错误的几率，并且极大地减轻了一线人员的工作量。系统经过评估之后，运维人员可以根据评估结果执行相应的运维、检修策略，保证二次设备的安全稳定运行。

1  移动运维平台的功能特点

继电保护移动运维平台充分利用当前成熟的物联网技术，结合高速网络通信和移动终端技术，对继电保护设备进行全寿命周期管理，使运行维护工作实现移动化、无纸化、自动化及智能化，从而提高现场运维工作的高效性、正确性和安全性。

继电保护移动运维管理平台的功能架构如图1所示。

图1  继电保护移动运维管理平台功能架构图

继电保护移动运维平台简化了运维工作，主要有以下几点：

1）简化台账录入。运维单位在维护新投设备台账信息时，输入保护设备识别代码后，自动从出厂信息库导入设备出厂信息。

2）设备管理精细化。继电保护设备依靠保护设备识别代码，实现了设备从制造、调试验收、运行维护、技改大修直至报废的全过程管理，最终实现继电保护设备的全寿命周期管理。

3）现场作业管控。现场作业时，工作人员使用移动终端扫描粘贴在保护设备上的电子标签确认工作设备，无误后方可进入工作任务。按照标准化作业指导书预定的工作程序，提示工作人员每步的工作内容和技术要求，并填写规定的记录信息后才能进行下一步工作。

4）状态检修协同工作。运维人员利用移动终端的便携性和可移动性进行变电站现场的运行巡视和专业巡检工作，按照标准化工作程序，逐项进行工作条目的执行，并将执行结果自动形成标准格式工作报告，并将采集的信息数据回传至状态检修工作平台。

5）检修指挥管理。移动终端具备全球定位系统（global positioning system, GPS）定位功能时，在继电保护现场工作管控平台可查询工作人员的位置信息，以便合理调配抢修人员，提高抢修效率。抢修过程中，抢修人员可将视频、图像信息传送至现场工作管控平台，便于专家实时进行远程指导。

2  评价系统的设计思路

2.1  评价系统的架构 

二次设备风险隐患评价系统是基于继电保护运维管理平台实现的，其主要由两个要点构成：①数据的收集，首先是对变电站信息的收集，如变电站间隔的岗位等级、间隔故障概率、间隔故障后果的严重程度等信息，其次是变电站内每一个二次设备的基本信息，如设备名称、设备电压等级、场站电压等级、设备的反措执行、设备的家族性缺陷等；②对收集到的信息进行分类处理，最终评价出设备的健康等级、风险等级和综合评估等级。

基于上述构想，结合移动运维平台的使用，评价系统的架构如图2所示。

2.2  评价流程

二次设备风险隐患评价评估流程主要分为以下3个步骤：

1）数据通过移动终端（如IPAD）扫描二维码获取二次设备信息，在移动终端上确认二次设备的信息是否有误。

图2  二次设备风险隐患评价系统架构图

2）经过无线网络将设备信息通过虚拟专用网络（virtual private network, VPN）和平台前置服务器接口上传，录入移动运维管理系统。

3）通过运维管理系统将数据调入设备评价系统，评价系统再根据所获得的信息进行评价评估，最终评价评估的结果可以表征二次设备的整体状态。

3  评价系统的数据采集及评价方法

二次设备风险隐患评价系统是基于移动运维平台来进行评价的，总体上分为两个部分，一个是数据采集模块，另一个是评价模块。

3.1  数据的采集

在移动运维平台构建的过程中，每一台二次设备都有1个独立的二维码，二维码上记录了二次设备的信息，如设备场站、设备间隔、设备名称、设备电压等级、设备型号、设备所属单位、设备场站类型、设备生产日期、设备投运日期、设备保护型号、设备资产单位名称、制造厂家等信息。

在此基础上，可以根据需求添加设备的其他信息，如设备的家族性缺陷、反措的执行、是否超期未检、超期服役等二次设备风险隐患评价评估所需的信息。在移动终端的软件上，也可以根据需求来修改这些信息，保证信息的准确性和正确性。二维码所包含的信息如图3所示。

利用移动运维平台的优势，数据的收集比之前人工收集、复核的方式更加简便，对二次设备的各种信息、设备状态都能够一次性通过现场扫码得到，且能够根据具体设备调整不正确的信息内容，减轻了现场人员统计、汇总的工作量，提高了二次设备隐患风险评价评估的准确性。

3.2  二次设备的评价

二次设备风险隐患的评价评估分为风险评估和健康状态评价，风险评估与健康状态评价均分为3类，如图4所示。

图3  二维码包含的信息

图4  二次设备风险评估和健康状态评价分类

在移动终端获得代码信息之后，确认信息的正确性，将这些信息通过无线网络VPN、移动运维平台的前置服务器接口上传到移动运维平台上，移动运维平台再将设备信息调入二次设备评价系统中。

3.3  二次设备风险评估

变电站风险评估分为4个等级。评估原则是以建站时本站在系统内的重要程度来进行评估：若本站故障，带来的影响越大，则风险等级越高，最高为一级风险；反之，若影响越小，则风险等级越低，最低为四级风险。

间隔的风险评估原则是根据变电站风险等级、间隔岗位等级、间隔故障后果和间隔故障概率进行评估。按照间隔风险等级=[变电站风险等级(10、8、5、2)×0.7+间隔岗位等级(10、8、5、2)×0.3]×间隔故障后果(10、8、6、4、2、1)×间隔故障概率（0≤P≤1），将间隔风险等级分为4级，分别为一级风险间隔（高风险≥75分）、二级风险间隔（50分≤较高风险＜75分）、三级风险间隔（25分≤稍有风险＜50分）、四级风险间隔（一般风险＜25分）。

二次设备的风险评估原则是根据变电站设备所在间隔风险、设备岗位、故障后果、故障概率来评估，按照设备风险等级=[0.7×间隔风险等级(10、8、5、2)+0.3×二次设备可能损失等级(双套：0.7×误动损失+0.3×拒动损失。

单套：0.3×误动损失+0.7×拒动损失)]×[0.5×设备事件等级(10、8、6、4、2)+0.5×电网风险等级(10、8、6、4、2)]×设备故障概率（0≤ P≤1），将设备风险等级分为4级，分别为一级设备（高风险≥90）、二级设备（80≤较高风险＜90）、三级设备（65≤稍有风险＜80）、四级设备（0≤一般风险＜65）。

3.4  二次设备健康状态评价

二次设备的健康状态评价原则是根据变电设备年限寿命、反措问题、家族缺陷、检修维护、缺陷情况、精益化查评等因素进行评价。设备状态评价得分=150 (2×年限寿命+4×反措问题+4×家族性缺陷+2×检修超期情况+0.5×运行缺陷)精益化得分指数。

将设备评价等级分为4类，分别为一类健康设备（设备状态良好≥140）、二类健康设备（120≤设备状态较好＜140）、三类健康设备（100≤设备状态较差＜120）、四类健康设备（150≤设备状态很差＜100）。

3.5  二次设备的综合评估

二次设备的综合评估根据设备风险评价、设备健康状态评价进行综合分析评价，形成设备运维的等级运检管控策略，开展有针对性的站线级、间隔级、设备级运检管理。二次设备风险与健康状态综合评估见表1。

表1  二次设备风险与健康状态综合评估

根据所需，二次设备风险隐患评价系统能够自动将变电站、间隔、二次设备的风险与健康状态评价评估出来，且对其进行综合评估，再分别对应不同的运维、检修策略，从而保障二次设备的正常运行。

4  评价系统的发展远景

1）二次设备风险隐患评价系统可以根据需要，对评价方法进行修正，通过不断改进来提高对二次设备评价、评估的准确性。

2）基于移动运维平台的发展，未来各运维系统将接入调控云，实现数据全局关联与全面共享，数据“一次采集，处处使用”。继电保护运维管理系统实现与二次设备在线监视分析系统、图档管理系统、定值管理模块等系统的数据获取和利用。

二次设备风险隐患评价评估系统既可以跟随移动运维平台将所评价评估的数据上传至调控云，使得评价评估结果随时可用、随时可查，也可以直接从调控云获得数据，对变电站和间隔、设备进行评价评估，再返回上传至调控云。二次设备风险隐患评价系统的远景如图5所示。

图5  二次设备风险隐患评价系统的远景图

5  结论

本文针对二次设备风险隐患评价领域的问题，提出了一个基于移动运维平台的二次设备风险隐患评价系统。该系统不仅减少了基层人员收集二次设备信息时可能出现的错误和人工采集、汇总的繁杂工作量，而且能够自动上传信息，评价出二次设备的风险隐患，极大地提高了基层工作效率，提高了二次设备状态评价评估的准确性。

同时，本系统区别于以往的运维管理系统，能够对设备状态信息进行收集，还能够根据设备的具体状态进行评价评估，使得运维人员掌握二次设备运行的状态，给后续的运维和检修工作提供依据，避免因设备问题而导致事故。

本文在二次设备风险隐患评价方面提供了一个很好的思路，也为其他繁杂的统计、评级类工作提供了一个方向。随着移动运维系统的逐步推广和二次设备风险隐患评价能力的提高，二次设备的运维、检修水平一定会有一个质的提高。

本文编自2020年第9期《电气技术》，标题为“基于移动运维平台的二次设备风险隐患评价系统”，作者为杨帅、南东亮、杨飞、王文焕、汤小兵。