摘要：换流阀年度定检呈现定检项目多样性、数据记录繁杂性、定检过程非连续性、多区域并行协同性。通过整合作业工具管理、备品使用、定检项目内容、流程，提出了直流输电换流阀定检诊断系统，分析了系统原理及实现的关键技术。该系统在换流站现场应用效果良好，实现了换流阀定检过程的流程模块化、数据采集无纸化、诊断分析智能化。
关键词：换流阀；系统开发；交互式；数据采集；应用业务
引言
换流阀作为直流输电核心设备，其９８％的缺陷会导致直流系统临停或直接闭锁。换流阀作业环境高空狭窄、作业工具种类多且交替频繁、定检项目多、数据记录分析繁杂、多区域并行协作，随着特高压直流输电在发展绿色、经济电网中承担更加重要的角色，在越加有限的停电检修时间内提高换流阀定检质量、保障人与设备安全已十分迫切。针对以上问题，在现有传统机械式、单一式定检模式下，提出了基于应用业务的流程交互式换流阀定检模式，并开发了具有可操作性的直流输电换流阀定检诊断系统。
1直流输电系统概述
直流输电系统主要由换流站、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。我国目前已投运直流系统已大规模投入运行，换流阀的检修已严重制约了换流站稳定运行。
2 业务流程分析
换流阀年度定检呈现定检项目多样性、数据记录繁杂性、定检过程非连续性、多区域并行协同性特点。（１）定检项目多样性：对于单阀层（单极共３６或４８阀层），每阀层需定检项目１１大项。此外还有换流阀整体的加压及渗漏检查、均压电极结垢厚度测量、光纤测试、阀塔漏水检测装置功能检查４大项。（２）数据记录繁杂性：定检过程中需记录大量的数据或信息，包括阻抗测试数据（单极９３６或１ ４４０次）、均压电极结构厚度（单阀层１０个）、定检过程发现的问题记录（３９６或５２８子项）、现场发现问题的图片拍摄记录等。（３）定检过程非连续性：阀厅作业车数量有限，受换流变高压预试作业的交叉影响，尤其在工期较紧的情况下，定检过程难于按照阀塔的结构顺序一次性完成，作业非连续性时有发生。（４）多区域并行协同性：定检工期有限，现场作业常将作业人员分为２组以上开展作业。在工作结束后常需对记录的数据进行汇总整理。
3系统建模
依据换流阀定检主体流程，主要用例有小组负责人选定、任务定制与发布、定检数据的录入、定检工具管理功能、数据同步汇总功能、诊断分析报告功能。其中，诊断分析报告功能分为导出阻抗测试记录表、导出结垢记录表、导出诊断分析报告（Ｗｏｒｄ文档）和导出诊断分析报告（ＰＤＦ文档）４个子功能；定检工具管理功能是为了确定工作现场工具是否遗漏，可分为定检工具借出、定检工具归还２个可选子功能。结合考虑现场使用方便性，突出解决数据汇总功能的易用性与数据诊断分析的智能性。
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4系统关键技术实现
4.1系统硬件选型及配置
基于数据处理需求，结合现场应用的便携性、经济性，系统硬件配置上以平板电脑为实现平台，采用宿主机模式，可通过登陆用户的权限确定。以工作小组为单位，工作负责人对应一台平板电脑（主机），每一工作组绑定一台平板电脑（从机）。平板电脑数量由工作小组的数量决定。结合基于安卓系统的无线蓝牙游标卡尺数字显示仪，将上位机ＡＰＰ内嵌入换流阀定检诊断系统，使用蓝牙通信实现无线游标卡尺测量数据的无线传输。此外，数据汇总功能、任务发布功能也通过蓝牙通信方式实现数据交互。利用近场通信方式（ＮＦＣ）实现工具管理及识别、用户登陆的安全认证。图像数据采集利用平板电脑自带的摄像头进行。综合以上硬件需求，选用谷歌（Ｇｏｏｇｌｅ）Ｎｅｘｕｓ１０基于安卓系统的平板电脑（３台以上），该系统集成了蓝牙、ＮＦＣ模块、８００万像素图像采集模块，满足系统开发需求。
4.2系统开发架构
开发系统为安卓（Ａｎｄｏｒｉｄ）平台上的多方式通信的交互式系统，采用分层结构设计方案。用户界面由ＸＭＬ进行布局和显示，该层功能实现数据录入、定检工具管理、数据同步汇总和数据分析、导出等与用户频繁交互的操作。底层的数据接收、存储等使用ＳＱＬｉｔｅ数据库、蓝牙模块和ＮＦＣ进行操作。数据分析和文档的生成采用第三方开源代码ｉＴｅｘｔ和Ｊａｖａ２ｗｏｒｄ实现。
4.3系统多元数据归一实现
基于换流阀定检作业的区域并行性，为确保定检项目及数据的完整性，系统需能采集文本数据、图像数据、测量数据、识别数据，实现不同空间碎片化信息记录归一，开发的硬件平台Ｎｅｘｕｓ１０已内嵌ＮＦＣ模块、图像采集模块，对于手动输入的文本数据、摄像采集、ＮＦＣ标签的识别数据可直接通过通信协议实现直接采集。然而对于作业中的游标卡尺测量数据采集，由于数据的精确度及实时性要求，需按照测量数据的转换算法实现。
结语
直流输电换流阀定检诊断系统解决了定检项目多样性、数据记录繁杂性、定检过程非连续性、多区域并行协同性带来的一系列问题，实现换流阀定检过程的流程模块化、数据采集无纸化、诊断分析智能化。通过现场试用，该系统功能可靠、界面友好、操作灵活方便、实用性强，在安全生产、节能降耗、提高劳动生产率及作业管控方面发挥了作用，具有进一步推广前景。
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论文作者:董臣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
标签：数据论文; 系统论文; 作业论文; 功能论文; 蓝牙论文; 工具论文; 过程论文; 《电力设备》2017年第29期论文;