楊艷青，馬旭，周亮，邸林濤，鄒宇星

（特變電工衡陽變壓器有限公司，湖南 衡陽 421007）

特高壓變壓器屬于重大技術裝備，屬于中國制造2025計劃的電力裝備，它的發(fā)展解決了我國能源生產(chǎn)區(qū)域和能源消耗區(qū)域不平衡的矛盾，解決了以往大量電煤運輸?shù)睦Ь?，但在輸電過程中特高壓變壓器一旦故障，可能影響幾百萬上千萬用戶，因此，特高壓變壓器的生產(chǎn)質量把控是重中之重。特高壓變壓器的生產(chǎn)十分復雜，質量檢測項目也繁多，一臺特高壓變壓器一般要進行7天的試驗，有時甚至需要12天。通過區(qū)塊鏈技術的去中心化、不可篡改、可以追溯等特性，試驗過程的公開性、有序性、可靠性，增強產(chǎn)品各方信任，打通信息流通不暢節(jié)點，提升特高壓變壓器試驗效率。

本文關于區(qū)塊鏈技術應用與特高壓變壓器試驗，實現(xiàn)特高壓變壓器制造與區(qū)塊鏈技術的融合，既是符合技術發(fā)展趨勢，利用區(qū)塊鏈技術提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，也是提升產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率。

1 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈是通過數(shù)學、密碼學、計算機學、管理學等多個學科組合實現(xiàn)的一個產(chǎn)物，從本質上看它是一個多節(jié)點的分布式數(shù)據(jù)庫，但其擁有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明等特征，這些特征使得它能實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的安全監(jiān)控和記錄，這些數(shù)據(jù)的可靠性能提升生產(chǎn)過程中生產(chǎn)方、 檢測方、購買方等各方的信任，使大家協(xié)作一致，提升生產(chǎn)效率。

區(qū)塊鏈基礎架構主要包含數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、應用層，數(shù)據(jù)層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，網(wǎng)絡層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊，應用層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。從本質上講，它是一個共享數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開透明”“集體維護”等特征。

1.1 去中心化分布式信息存儲

去中心化分布式信息存儲指的是信息及數(shù)據(jù)分散存儲，由多上節(jié)點共同完成，存儲節(jié)點無主次之分，每個節(jié)點均存有完整數(shù)據(jù)和賬目信息，因此每個節(jié)點都有平等的合法性。

與傳統(tǒng)的分布式存儲是不同的，傳統(tǒng)的分布式存儲很多是為了提升數(shù)據(jù)存取速度和數(shù)據(jù)安全，各節(jié)點數(shù)據(jù)不完整、不獨立。與雙活存儲也是不一樣的，雙活存儲一般指存儲可單獨使用，也可同時在線，同時在線時會通過仲裁實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，保證各存儲數(shù)據(jù)一致，這種數(shù)據(jù)存儲方式當部分節(jié)點損壞時，并不會影響整個業(yè)務，節(jié)點恢復時進行數(shù)據(jù)校驗，實現(xiàn)各節(jié)點數(shù)據(jù)一致。

去中心化分布式信息存儲相比傳統(tǒng)存儲各節(jié)點地位一樣，不會因為改變某一個或幾個節(jié)點數(shù)據(jù)而使其他數(shù)據(jù)變化，任何一個節(jié)點都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)獨立，不受其它節(jié)點影響，從而防止被高權限操作者進行信息數(shù)據(jù)修改，從而保障記錄信息的安全性。在特高壓變壓器試驗信息數(shù)據(jù)存儲時，至少包含客戶存儲節(jié)點、監(jiān)理存儲節(jié)點、生產(chǎn)商存儲節(jié)點。

1.2 非對稱加密傳輸

為保障信息及數(shù)據(jù)安全，需要進行加密處理，加密分為對稱加密和非對稱加密，對稱加密傳輸效率高，安全性好，但是絕對安全的密鑰傳送不方便，非對稱加密傳輸，只需傳輸公鑰而無需傳送私鑰，方便不定期及時更換密鑰，更適合于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)傳輸。

當特高壓變壓器的試驗數(shù)據(jù)在各節(jié)點進行存儲，用戶對其進行訪問時，其會根據(jù)訪問用戶的公鑰進行數(shù)據(jù)加密，加密后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舳?，用戶通過其私鑰進行解密。這種加密傳輸方式也適用于節(jié)點之間信息傳輸。

1.3 電子簽名

當每一筆記錄添加后，添加者將對其提供的信息數(shù)據(jù)進行電子簽名，他的電子簽名將包含之前信息的電子簽名數(shù)據(jù)信息SIGN_front、本信息段哈希散射后信息SIGN_check，其操作員ID、密碼和時間的信息SIGN_id_time，組合后再進行一次哈希散射形成簽名信息SIGN_out，如下公式。此簽名信息即可成為下一電子簽名的SIGN_front，各個信息塊通過簽名實現(xiàn)鏈接后，后一個塊簽名包含前一個塊的信息，實現(xiàn)了各區(qū)塊相連接。

因為一臺變壓器每次數(shù)據(jù)的提交后，將形成一次簽名，所有操作者的簽名信息，當要修改之前的一條信息時，將會非常困難，不僅要得到這條信息后的所有操作者的密碼，還需要更改所有區(qū)塊鏈節(jié)點的數(shù)據(jù)。操作者將包括試驗方、監(jiān)理方、購買方等各方人員，因此鏈條越長越難篡改。

2 特高壓變壓器試驗特性

特高壓變壓器試驗主要包括例行試驗、型式試驗和特殊試驗。

主要例行試驗包括：電壓比測量和聯(lián)結組標號檢定、繞組電阻測量、繞組對地絕緣電阻和絕緣系統(tǒng)電容和介質損耗因數(shù)（tanδ）的測量 、線端雷電沖擊試驗 、操作沖擊試驗 、外施耐壓試驗 、帶有局部放電測量的感應電壓試驗 、空載電流和空載損耗測量 、短路阻抗和負載損耗測量 、密封試驗、絕緣油試驗等。

主要型式試驗包括：聲級測定、風扇電機功率測量等。

主要特殊試驗包括：線端交流耐壓試驗、空載電流諧波測量、電暈和無線電干擾測量、長時間空載試驗、過電流試驗、頻率響應測量等。

特高壓變壓器每臺需要單獨做試驗，并且試驗項目繁多，少則都有十幾項，如處理不好各試驗項目過程銜接，可能導致試驗效率低下，甚至影響產(chǎn)品質量，如曝空時間過長，即會導致絕緣溫度增加。

雖然試驗項目眾多，但試驗結果均會形成一張包含各項目結果的鏈表，這種場景十分適合區(qū)塊鏈技術的應用。通過區(qū)塊鏈技術加強各試驗項目過程管理和試驗結果多方參與簽名并確認，不僅能提升特高壓變壓器的試驗效率，還能精確地進行過程溯源。

圖1 特高壓變壓器試驗流程

3 試驗與區(qū)塊鏈技術結合

將特高壓變壓器和區(qū)塊鏈技術結合，不僅提高試驗效率，溝通效率，參數(shù)及工序溯源，還可以增強廠商和客戶的相互信用，結合區(qū)塊鏈技術和現(xiàn)變壓器試驗流程設計了圖1特高壓變壓器試驗流程。

（1）變壓器運送至試驗站后，試驗站轉運人員對變壓器型號等相關參數(shù)進行核對確認，確認完成后進行一次電子簽名。

（2）對變壓器進行溫升、短路等相關試驗，每次試驗數(shù)據(jù)完成后進行電子記錄，操作員記錄后，進行電子簽名。

（3）產(chǎn)品駐廠監(jiān)理對試驗參數(shù)進行監(jiān)督、核對、確認。確認數(shù)據(jù)真實后進行電子簽名。

（4）客戶對試驗結果是否滿足自己的需求進行確認，確認后進行電子簽名。

（5）客戶、監(jiān)理、生產(chǎn)商如對原合同參數(shù)數(shù)據(jù)變更的或數(shù)據(jù)錄入錯誤需要變更，均須要提交電子聲明，由提交方先進行電子簽名，再由另兩方確認后電子簽名。

4 總結

區(qū)塊鏈技術奠定了堅實的“信任”基礎，創(chuàng)造了可靠的“合作”機制，將區(qū)塊鏈技術應用于高端重點產(chǎn)品質量管理，將進一步提升廠商、監(jiān)理、客戶之間的信用和生產(chǎn)效率。本文提出將區(qū)塊鏈技術融入特高壓變壓器試驗，并設計了系統(tǒng)架構及鏈條連接方式，將有助于加強特高壓變壓器質量管控和提升特高壓變壓器的試驗效率。區(qū)塊鏈技術的去中心化、可溯源、不可篡改等特征，決定了它將來在重在裝備生產(chǎn)制造中大有可為。