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遠程維護主要指維護人員借助通信網絡實現對異地設備的狀態監視和故障分析,并依據監視與分析結果,對故障采取維護指導或直接處理等措施。電力系統設備遠程維護工作的內容既包括對電力設備進行故障診斷,又包括對設備故障采取遠程處理措施。隨著通信技術的不斷發展,在不同的地點保持通信聯系不再困難,通過微機監測網絡、無線網絡、路電網絡和市電網絡等各種技術手段,可以在任何地點和時間實現電力系統內部或者電力系統與其他系統的信息共享與交換,這為電力系統設備的遠程維護創造了有利條件。
2電力系統設備的構成及作用
2.1開放設備中的網絡設備
網絡設備主要通過網管技術與TELNET技術實現對電力系統設備的遠程維護。前者是指維護人員利用圓形界面,查看異地電力系統設備工作狀態、誤碼率與數據流量等參數,獲取授權后可以對網絡設備進行維護與管理。后者是指維護人員利用計算機網絡遠程登錄電力系統設備,并對其進行查看與管理等方面的操作。
2.2封閉設備
封閉設備無法通過直接和外界交換數據而實現對電力系統設備的遠程維護,但是隨著技術的發展,封閉設備可以向開放設備進行演變,如傳統電源屏已經被智能電源屏取代,從而實現將設備的電流、電壓和工作狀態等傳輸給外接設備,并接受外來指令對工作狀態進行調整。同時,維護人員可以利用微機監測設備進行聯網,從而獲取電力系統設備在現場運行時的工作參數,并判斷出其工作狀態,進而為維護工作提供指導意見。
2.3專用設備
專用設備是以CPU為核心部件,并按照預先編制程序進行運行,其只能通過專用通信協議與數據格式等完成與外界的信息交換。為了實現對電力系統設備的遠程維護,維護人員需要依據實際情況,對故障采取相應的處理措施,如更換程序、遠程關機、遠程復位和更改系統的配置文件等,并依據這些需求研發遠程遙控與維護的軟件。
3電力系統設備遠程維護的現狀及發展方向
3.1電力系統設備遠程維護的現狀
由于電力系統設備維護點較多,分布地域比較廣,所以電力系統設備遠程維護的現狀難以盡如人意,主要體現在兩個方面:一方面是維護的對象單一,電力系統設備分布和維護人員分布無法適應;另一方面是維護的功能較少,無法滿足電力系統因廣域分布和復雜性等帶來的維護問題,電力系統設備要求的快速修復和高素質的維修人員及時到達無法統一,這為電力系統設備遠程維護的發展造成了阻礙。
3.2電力系統設備遠程維護的發展
(1)開放性方向發展。雖然電力系統設備采用計算機技術,但是由于其不遵循通用網絡協議,使得數據信息的交換難以實現,因此電力系統設備需要依靠通用技術,向開放性方向進行發展。同時,為了滿足電力系統設備與外界之間的信息交換與資源共享要求,為設備的遠程維護提供便利,電力系統設備也需要符合開放性發展的要求。(2)綜合化方向發展。傳統電力系統設備彼此間信息相互孤立,通過信息化和網絡化技術,將電力系統設備向綜合化和網絡化方向發展,既有利于實現信息和資源動向,也為電力系統設備遠程維護的實現打下了基礎。同時,電力系統的運轉涉及到很多的環節,各個環節之間需要順暢銜接,設備遠程維護向綜合化方向發展,可以帶動系統運行中的各個環節發展,從而使電力系統的運行更為安全平穩。(3)智能化方向發展。由于電力系統的重要性及其設備特殊性,有些設備不能完全采用開放與通用的技術,而為了實現對設備的遠程維護,在進行軟件開發時需要考慮到遠程維護手段和維護方式的需求,編制功能各異的軟件內置于電力系統中,提高電力系統遠程維護的安全性與可靠性。同時,在電力系統設備遠程維護需要向智能化方向發展,借助微機監測技術,做好電力系統的維修與監測工作,如變壓器油氣色譜的分析、變壓器局部放電的監測和變壓器絕緣狀態的監測等,從而實現電力系統設備的正常運轉與遠程維護。
4電力系統設備維護裝置的布線與軟件設計
4.1維護裝置中的布線設計
電力系統設備維護裝置的布線關系到系統設備的正常運行,所以布線工作非常重要。在布線時需要采取如下技術設計措施:(1)由于單一電源層無法降低噪音,會導致系統因此出現問題,所以在電源和電線間需要設計去耦電容,如在電源輸出處放置1~100μF旁路電容,在每個元器件電源與地線間放置0.01~0.1μF電容;(2)加寬電源與地線的寬度。采取四層PCB的布線技術,中間兩層可以以電源與地為敷層,屏蔽電磁干擾,強弱電信號之間、模擬與數字之間、數字地和模擬地之間都需要采區分開處理;(3)晶振走線與兩角和IC之間走線盡可能短而粗,走線中既不能打孔,也不能出現相互交叉,并且需要用地線包圍兩端的連線。數據線或者地址線需要保持相同寬度,并采取集中走線方式,中間不能有其他的信號線,走線的拓撲結構需要堅持總長度最短的原則。
4.2維護裝置中的軟件設計
TCP/IP協議實現是電力系統設備維護裝置軟件設計的關鍵。由于其直接編寫相對困難,可以利用支持TCP/IP協議的嵌入式操作系統完成,如uClinux系統,其Linux內核由互聯網曾、傳輸層、套接字層和應用層構成,其中互聯網層主要將分組發往網絡并使其獨立傳向目標;傳輸層是用來傳輸數據,并利用重發機制保證數據傳輸的準確性;套接字層主要是管理基于IP的UDP和TCP之間端到端的互聯;應用層是以MMS為協議,對系統通信進行控制。各組成部分之間相互銜接,共同保障TCP/IP協議的實現。
5電力系統設備遠程維護中需要注意的問題
5.1安全問題
(1)電力系統設備的遠程維護需要異地實現,允許維修人員直接對系統設備進行修改操作,這為授權用戶越權維護和非授權用戶非法登陸等提供了機會,避免出現這些問題是保障設備遠程維護工作順利開展的關鍵;(2)維護裝置工作環境復雜,容易受到電磁波干擾,在遠程維護設計中需要做好抗干擾的措施。例如在裝置布局方面,可以采取如下措施:將整機電路依據功能分成數量眾多的電路單元,依據電路流程安排其位置,保障傳輸信號的穩定性與方向一致性;以功能電路核心元件為中心進行布局,減少與縮短元器件間的連接與引線;高頻工作電路中,相互干擾元件需要分開或者進行屏蔽,保持元器件的平行排列,以利于安裝和保持美觀等。
5.2責任劃分問題
由于電力系統設備眾多,其遠程維護涉及到眾多工作內容,為了提高遠程維護質量與效率,維護人員需要明確各自的維護責任與維護權限,依據維護要求做好本職工作,這樣既可以在設備出現故障后可以得到及時有效的處理,又有利于在維護不利時追究相關維護人員的責任,使遠程維護工作更為規范化和條理化。
5.3管理問題
由于電力系統設備的遠程維護為新技術,其發展和應用都存在很多不完善之處,而加強遠程維護工作的管理是推動其發展的有效途徑,所以建立健全管理規章制度非常必要,例如遠程維護工作的監管制度、日常巡查制度、維修人員的培訓制度和獎懲制度等,這樣既可以調動維護人員工作的積極性與主動性,又可以使設備維護工作向制度化和標準化方向發展。
6結語
總之,電力系統設備的遠程維護工作不但關系到電力設備維護的質量與效率,而且關系到社會經濟的平穩可持續發展,其重要性不容忽視。隨著電力系統規模的擴大,電力系統監測與控制設備的不斷更新,電力系統設備遠程維護工作的難度也逐漸加大。在電力系統設備的遠程維護中,只有認真分析電力設備的特點及功能,注重電力設備向開放性、綜合化和智能化方向發展,并對設備維護中的安全問題、責任劃分問題和管理問題等采取有效解決措施,才能真正提高電力系統設備遠程維護的質量,保障其可以安全平穩運行。
作者:胡軍 單位:鄂爾多斯電業局