電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

黎兵 張茂永 陳知元 張立 王亞南

摘要：高壓輸電線路是電力輸送的關(guān)鍵，尤其是在智能電網(wǎng)的核心構(gòu)成中，為了滿足較大范圍和規(guī)模的供電需求，必須確保高壓輸電線路達到標準的運行要求。電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)具有科學的監(jiān)測作用，可以對電力設(shè)備的運行狀態(tài)進行持續(xù)的和實時的監(jiān)測，為了達到更好的監(jiān)測質(zhì)量和效果，需要加強對電力設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計，針對多元化的監(jiān)測需求，不斷完善系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)。但技術(shù)的提高受到較多因素的影響，導致較多的系統(tǒng)問題，不僅無法達到監(jiān)測標準，還會造成電力設(shè)備運行故障，所以更要注重電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的可實現(xiàn)性。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備運行;在線監(jiān)測系統(tǒng);設(shè)計和實現(xiàn)

引言

過對電力設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測和科學合理的診斷，可以降低相關(guān)設(shè)備的運行與維護成本，使整個系統(tǒng)的運行更加安全。本文對電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和相關(guān)的故障診斷的實際應用情況進行了闡述。在對整個電力系統(tǒng)進行監(jiān)測和故障診斷的過程中，對于具體設(shè)備和系統(tǒng)的綜合分析與常規(guī)測試都十分重要，有效保障這兩點就可以及時的消除相關(guān)的安全隱患，使電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。另外，可以通過引入計算機技術(shù)、信息技術(shù)與人工智能技術(shù)，以便更好地對檢測到的故障進行具體判斷，分析其影響因素和可能造成的事故結(jié)果，尋找故障原因之間的內(nèi)在規(guī)律，探索更加有效的故障診斷技術(shù)與狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

1電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思路

電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)可以通過收集絕緣劣化或缺陷過程中產(chǎn)生的電氣、物理和化學等特性變化信息的方式，進行綜合的分析和處理，從而掌握實際的變化數(shù)據(jù)和趨勢，作為評估電力設(shè)備可靠性和使用壽命等性能標準的科學依據(jù)。當數(shù)據(jù)和趨勢存在異常表現(xiàn)時，可從中推斷出電力設(shè)備運行存在的故障，以及故障的原因、程度和范圍等影響。所以電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計必須能夠及時和準確地了解電力設(shè)備運行的情況，尤其是在故障前期的微弱表現(xiàn)信息，是做到提前示警和評估的關(guān)鍵。

2狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的必要性

為了保證電力系統(tǒng)安全運行，需要對整個系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)進行嚴密的監(jiān)測并需要擁有良好的故障診斷技術(shù)。在電力設(shè)備的具體運行過程中，難以避免的會由于各種外部因素和內(nèi)部因素的影響出現(xiàn)相關(guān)故障;同時，由于電力系統(tǒng)的長期運行，建設(shè)材料難以避免的會由于電熱氣候等原因出現(xiàn)老化，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，有可能造成的后果就是區(qū)域性的停電，嚴重時甚至有可能引起大規(guī)模停電，造成非常重大的損失。為了避免相關(guān)故障的發(fā)生，電力企業(yè)必須能夠有效地對整體設(shè)備和相關(guān)系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)測，同時對可能發(fā)生的故障進行正確診斷。按照傳統(tǒng)的檢測方式，相關(guān)工作人員需要對整個電力系統(tǒng)的裝置及運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行記錄，對相關(guān)參數(shù)進行控制，分析采集得到的數(shù)據(jù)與狀態(tài)進行評估，最后得到檢驗結(jié)果。整個狀態(tài)監(jiān)測與故障分析的基本步驟都是首先進行數(shù)據(jù)采集與分析，根據(jù)分析的結(jié)果進行設(shè)備的特征提取，完成對整體狀態(tài)的評估。通過這些步驟，可以有效地對整個系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)進行收集和資料積累;通過詳細的數(shù)據(jù)記錄，建立起科學的分析模板，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理可能存在的問題，確保整個系統(tǒng)的安全運行，防止故障發(fā)生;最后，通過相關(guān)的監(jiān)測與控制，完成對設(shè)備的測評和結(jié)果的有效分析，達到預測系統(tǒng)出現(xiàn)工作異常的目的。

3電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)

3.1過程層設(shè)備監(jiān)測

對工藝層設(shè)備的監(jiān)測包括變壓器、電容器、避雷針、組合式氣體絕緣裝置和斷路器。目前，中國對電器設(shè)備進行了廣泛的研究，監(jiān)控能力和范圍不斷提高，智能開關(guān)是監(jiān)控工藝層設(shè)備的重要組成部分。它們通常配備電子設(shè)備、數(shù)字通信接口、傳感器和驅(qū)動程序，并具有在線監(jiān)測和診斷功能。用于電氣設(shè)備的SF6絕緣性能是確保安全運行的必要條件，電氣設(shè)備運行期間會發(fā)生放電現(xiàn)象，局部放電是設(shè)備運行狀況監(jiān)測的目標之一。變電站在線監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控平臺、容差設(shè)備、斷路器等。以實時監(jiān)控變電站在線運行狀態(tài)，及時處理異常信號報警。

3.2變電站運行環(huán)境監(jiān)測

針對變電站運行環(huán)境的監(jiān)測需求，以安全和視頻防護監(jiān)測為主，通常是無人值班監(jiān)測系統(tǒng)，可以在減少人力資源的基礎(chǔ)之上，達到更加準確的實時監(jiān)測、出入口監(jiān)測、防盜報警和火災預警等監(jiān)測目的。主要通過紅外線、紫外線和電子煙感等技術(shù)，收集變電站內(nèi)環(huán)境溫度、變電站外環(huán)境溫度和風速雨量等數(shù)據(jù)信息，記錄變電站可能產(chǎn)生的明火、漏電、煙霧和進排水等情況。監(jiān)測到的數(shù)據(jù)經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)向子站系統(tǒng)傳輸，最后由集控中心對全部數(shù)據(jù)信息進行分析和處理，達到密集型排查電力設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測效果。輸電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測信息內(nèi)容較多，以變電站運行環(huán)境監(jiān)測最為關(guān)鍵，當數(shù)據(jù)信息異常表示變電站存在故障問題時，可通過遠程視頻監(jiān)控終端，窗口自動切換，將報警信號和圖像傳輸，并自動確定報警位置和類型，還可與警笛或照明等設(shè)備聯(lián)動，強化監(jiān)測系統(tǒng)的警示意義。險情的監(jiān)控和自我檢查需求，可通過視頻單元系統(tǒng)實現(xiàn)，對事故地點和實際情況進行全方位的智能化跟蹤。

3.3過程層設(shè)備監(jiān)測

過程層設(shè)備監(jiān)測包含的組件較多，以變壓器、電容器、避雷器和斷路器為主。為促進監(jiān)測能力和范圍的提高，需對電力設(shè)備深入研究，尤其是在過程層設(shè)備中起到重要作用的智能型開關(guān)，需加強電子設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器和數(shù)字型通信接口等配置，提高在線監(jiān)測和診斷功能的整體水平。為確保安全運行狀態(tài)，必須對電氣設(shè)備運行中產(chǎn)生的局部放電嚴密監(jiān)測。可采用SF6電氣設(shè)備，通過其絕緣性能優(yōu)勢，減少放電問題造成的不良影響。

結(jié)束語

在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個系統(tǒng)，用于分析和報告電氣設(shè)備的運行狀況，通過計算機技術(shù)應用后的電氣設(shè)備數(shù)據(jù)采集將信息傳遞給處理器，通過光纖通信將信息傳遞給中央監(jiān)測站，并通過該系統(tǒng)的應用進行控制和 為中央站和工作人員提供可靠的監(jiān)控數(shù)據(jù)，及時消除電氣設(shè)備故障，提高電氣設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性。

參考文獻

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