智能電網(wǎng)下電力設(shè)備漏電監(jiān)測技術(shù)研究

王貴鋼 朱泳霖

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，在智能電網(wǎng)背景下，電力設(shè)備是其關(guān)鍵組成部分，是確保智能電網(wǎng)得以正常運(yùn)行的前提所在。通常而言，在智能電網(wǎng)中所涉及的各種電力設(shè)備，包括輸配電網(wǎng)、繼電保護(hù)裝置、電力變壓器及控制裝置等。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，在智能電力系統(tǒng)中對各種電力設(shè)備開展實時動態(tài)的監(jiān)測與維護(hù)，已經(jīng)成為越來越重要的工作內(nèi)容之一。為此，有必要對智能電網(wǎng)背景下用于監(jiān)測和維護(hù)電力設(shè)備的相關(guān)技術(shù)開展相應(yīng)的研究。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);電力設(shè)備;漏電監(jiān)測技術(shù)

引言

電力設(shè)施是保證配電網(wǎng)正常運(yùn)行的重要設(shè)備，通常包含發(fā)電設(shè)施、變電設(shè)施和電力線路設(shè)施等，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)問題，直接影響電力電網(wǎng)的安全，嚴(yán)重時，出現(xiàn)火災(zāi)或者危及用戶生命。尤其在高壓開關(guān)柜中，當(dāng)其內(nèi)設(shè)置的一二次隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、絕緣子、耦合器、高壓電纜等部件出現(xiàn)漏電時，將直接造成無法估量的嚴(yán)重后果，因此，就需要對電力設(shè)施的漏電特性進(jìn)行分析。

1電力系統(tǒng)漏電原因與危害防范

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，一旦電路或電氣設(shè)備漏電，電流會與設(shè)備外殼、零線、保護(hù)接零線間形成閉合回路，導(dǎo)致漏電電流不斷增大，導(dǎo)致電力資源損失的同時，增大了電氣火災(zāi)的發(fā)生概率。面對漏電問題，斷路器動作能夠迅速將電源切斷，以此降低漏電危害，但是，受到各種因素影響，過流保護(hù)裝置很難時刻發(fā)揮作用。因此，加強(qiáng)漏電電流檢測，成為電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。常見配電系統(tǒng)漏電原因有以下幾種：（1）斷路器規(guī)模被人為增大，斷路器無法進(jìn)行過流保護(hù);（2）電路故障發(fā)生在電力系統(tǒng)末端，導(dǎo)致故障回路阻性增大，漏電短路電流不足以觸發(fā)斷路器動作;（3）接地裝置不規(guī)范，接地電阻因此增大，漏電短路電流減小，導(dǎo)致斷路器無法動作;（4）在電氣系統(tǒng)安裝中，線纜直接明敷在潮濕、酸堿腐蝕的環(huán)境下，用電設(shè)備未進(jìn)行保護(hù)即直接安裝，安裝過程不小心破壞絕緣層等;（5）當(dāng)線纜回路或電氣設(shè)備運(yùn)行時間過長或長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，極易發(fā)生老化現(xiàn)象，加之，線路與設(shè)備未定期檢查并更換;（6）在保護(hù)接零線時，接線端子的連接并不結(jié)實，導(dǎo)致接觸電阻增大，限制了故障電流流動，在電流泄漏時，斷路器無法發(fā)生動作。總之，在電力系統(tǒng)中，導(dǎo)致漏電故障的因素較多，電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行會受到影響。面對電力系統(tǒng)的漏電問題，為避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，降低電力不必要損失，首先，應(yīng)建立健全電氣的操作規(guī)程，提高工作人員安全意識，降低人為因素導(dǎo)致的漏電問題。其次，應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)器?，F(xiàn)行低壓配電系統(tǒng)內(nèi)安裝的保護(hù)裝置并不能全面防止漏電火災(zāi)，對此，應(yīng)在總進(jìn)線處設(shè)置漏電保護(hù)器，預(yù)防電氣火災(zāi)，并在總配電箱、用戶開關(guān)箱分別設(shè)漏電保護(hù)器，避免漏電導(dǎo)致大面積停電。最后，應(yīng)加強(qiáng)對電氣設(shè)計的審核，對于低壓配電系統(tǒng)，定期進(jìn)行審核，并采用漏電檢測系統(tǒng)詳細(xì)檢測，有效避免漏電問題，提高電力系統(tǒng)的可靠性。

2智能電網(wǎng)背景下電力設(shè)備監(jiān)測和維護(hù)技術(shù)研究

2.1電力設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)方案的制訂

一直以來，電力工程人員在對電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與維護(hù)時，往往是通過人工的方式進(jìn)行監(jiān)測與維護(hù)，這種方式不僅效率低下，而且也不利于電力工程人員實時掌握電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而造成電力設(shè)備中存在的安全隱患沒有被及時發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)各種故障問題，這不僅影響了電力設(shè)備乃至整個電網(wǎng)統(tǒng)的正常使用，而且還影響了電力資源的正常供應(yīng)，增加了電力系統(tǒng)的維護(hù)成本。在智能電網(wǎng)背景下，通過智能化技術(shù)的運(yùn)用，可使電力工程人員利用信息技術(shù)手段對電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時檢測，進(jìn)而實現(xiàn)電力設(shè)備的動態(tài)化監(jiān)測。電力工程人員可采用專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法制訂電力設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)方案，以此幫助電力工程人員對電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，其中專家系統(tǒng)共包括5個組成部分，分別是推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫、人機(jī)接口、知識庫及解釋機(jī)制。在專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫與知識庫中存儲著大量的專家經(jīng)驗，其可根據(jù)電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行推理，以此檢測出電力設(shè)備中潛在的故障類型，然后通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫與知識庫中的專家經(jīng)驗為電力工程人員提供具體的檢修和維護(hù)建議。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中包含著大量的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元通過彼此連接形成復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可對輸入的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，并將故障檢測結(jié)果和警報信號作為輸出，這樣便可實現(xiàn)對智能電網(wǎng)中各種故障的有效檢測。

2.2電力設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)信息平臺的建立

在智能電網(wǎng)背景下，電力工程人員通過分析與調(diào)整電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以此確保電力設(shè)備能夠滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的使用要求。通過計算機(jī)與智能電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行綁定和連接，可以此建立電力設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)的信息平臺，電力工程人員可對智能電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后從數(shù)據(jù)中分析其可能存在的故障，并針對該故障由專家系統(tǒng)或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能化手段制訂科學(xué)的解決方案，從而實現(xiàn)對智能電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)化監(jiān)測與調(diào)整，保障了智能電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，使智能電網(wǎng)系統(tǒng)中各個電力設(shè)備的工作協(xié)調(diào)能力大幅增強(qiáng)。

3.3電力設(shè)備安全監(jiān)測保護(hù)功能

一直以來，電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行時的檢測與維護(hù)往往存在很大的滯后性，這也使電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中頻繁出現(xiàn)故障。智能電網(wǎng)背景下，通過專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能化技術(shù)的運(yùn)用，可使人們利用計算機(jī)實時檢測智能電網(wǎng)中各種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)對電力設(shè)備的動態(tài)化管理。通過采集智能電網(wǎng)中每條線路與各個裝置在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)會對這些實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過與正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以此判定這些數(shù)據(jù)是否為異常數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)檢測到異常數(shù)據(jù)，會自動開啟自我保護(hù)。通過智能隔離故障的電力設(shè)備，以此減少故障給智能電網(wǎng)造成的不良影響，確保智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4電力設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)的傳感器研發(fā)與應(yīng)用

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力設(shè)備在線監(jiān)測與維護(hù)技術(shù)正被越來越多的電力企業(yè)所使用，這也使電網(wǎng)系統(tǒng)的安全系數(shù)不斷提高。在電力設(shè)備監(jiān)測中，傳感技術(shù)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，該技術(shù)也是智能技術(shù)中的核心技術(shù)之一，通過傳感器的應(yīng)用，可幫助電力工程人員對電網(wǎng)系統(tǒng)中的電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時采集。目前，常用的傳感器有許多種類，如振動傳感器、紅外線傳感器、溫濕度傳感器等。這些傳感器的研發(fā)與應(yīng)用，使其能夠從不同的角度采集電力設(shè)備的各項運(yùn)行數(shù)據(jù)，這也使傳感技術(shù)為電力工程人員在對電力設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)時提供了大量的數(shù)據(jù)支持。

結(jié)語

總而言之，在智能化技術(shù)的帶動下，我國電力領(lǐng)域得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這也使電力設(shè)備在電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化轉(zhuǎn)變下，其安全性與可靠性不斷提高，大幅延長了電力設(shè)備在電網(wǎng)系統(tǒng)中的使用壽命。各種智能化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，使設(shè)備維護(hù)與管理效率得到了顯著提高，節(jié)約了設(shè)備的檢修與維護(hù)成本，提高了電力企業(yè)的運(yùn)營效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王驍，胡斌，陳祥金.智能電網(wǎng)背景下的電力設(shè)備監(jiān)測和維護(hù)技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（15）：140.

[2]楊啟平，徐丹鳳，牟雪云，等.智能電網(wǎng)背景下的電力設(shè)備監(jiān)測和維護(hù)技術(shù)[J].上海電力學(xué)院學(xué)報，2020，26（6）：520-524，533.

[3]黃海.漏電保護(hù)器運(yùn)行智能監(jiān)管系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].長沙：長沙理工大學(xué)，2019.

[4]蔣文武.基于智能保護(hù)器的新型低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（18）：8-9.

[5]朱領(lǐng)軍.漏電檢測的研究與分析[D].浙江：浙江大學(xué)，2020.

[6]耿晉中.智能漏電保護(hù)器故障自診斷系統(tǒng)研究[D].上海：上海電機(jī)學(xué)院，2020.