电力设备状态监测

电力设备状态监测（精选12篇）

电力设备状态监测 篇1

一、设备状态信息的采集手段

目前来说为了有效的开展设备状态检修, 我们把不停电采集作为研究重点。不停电采集具有供电可靠性大幅度提高、对企业供电服务要求的满足、不影响设备正常运行等特点。为了及时准确的反应设备状态, 使用不停电采集可以在大电流、强电场下的实际运行状态进行检测。

1. 部分不停电试验项目。

微水含量、主变压器油色谱、油介损以及、油化学试验是目前可以实施实施不停电信息采集的状态量, 这也是我们常规的预防性检修试验。上述试验有的需要改造才能实现。它能及时的反应设备受潮、油质劣化、主绝缘老化以及固体或金属性过热、放电等问题, 是一种早期反应设备状态的诊断手段。比如说, 110kV及以上互感器带电取油样进行色谱、油化学试验;SF6开关带电检测气体微水含量试验;110kV氧化锌避雷器带电测试阻性电流、全电流、介质损耗角及电容量等。

2. 红外、紫外等装置应用红外成像及诊断技术的应用。

目前, 判断对导体连接部位接触是否良好的仪器中, 便携式远红外热像仪发挥了很好的效果。

3. 在线监测。

目前, 得到不断的推广和应用一种不停电采集分析手段是在线监测技术。在线监测是一种采集手段, 是为了在不停电状态下获取设备的重要信息而被研制的。为了状态检修的深入开展, 我们要在变电设备综合状态分析体系中融合实时在线监测信息来进行分析。

二、在线监测系统的原理

1. 在线监测系统的基本框架。

(1) 信息检测及传输。为了反映设备运行状态的特征量信息我们在检测对象和诊断目的的分析基础上, 选择相应的传感器。将采集信息通过信号电缆或光纤输送, 数据处理单元接收信息传输单元的信息。控制室可以将这些信息分析并作出远程诊断, 从而实现在线监测。 (2) 数据处理。后台机综合处理及分析以及前台机预处理及分析是数据处理的两种模式, 比如说前台机对电磁场干扰抑制、维数压缩数据的分析等, 经过处理的信息对设备电缆得到故障特征具有真实的反应。 (3) 状态识别。数据处理单元将数据处理完成后, 状态识别就分析比较有效数据与规程准侧、历史数据、运行经验及专家知识。判断设备故障分类、故障部位定位、严重程度。 (4) 预报决策。为了提供状态维修决策的依据。状态识别将分析的故障数据交给预报决策模块, 预报决策模块评估设备绝缘安全运行时间以及设备的故障发展趋势, 这些评估是根据预置的阈值报警或由预测软件分析获得的。

2. 可实现在线监测的输变电设备及其特征量。

(1) 变压器:目前所使用的变压器分为环氧树脂浇注绝缘变压器、充油的电力变压器以及SF6气体绝缘变压器。其中, 分析油中的溶解气体、对设备的局部进行放电、变形绕组、铁芯接地电流, 高压套管的介损、油中微水质量分数都属于监测特征量。 (2) 电容型设备:电容器、电缆、电容式电压互感器以及电流互感器。其中等值电容、泄漏电流以及介损都属于监测特征量。 (3) 氧化锌避雷器:总泄漏和阻性电流的监测。 (4) 高压断路器:真空、SF6和油断路器。其中合、分闸线圈电流, 操作机构的行程、速度和机械振动, 动态回路电阻等属于监测特征量。

三、在线监测装置存在的问题

(1) 稳定性不高。后台工控机死机和现场元器件损坏是在线监测装置最大的缺陷。该装置中的许多元件都不能抵抗恶劣环境和电力系统过电压、短路故障等冲击, 经常发生损坏。此外, 连续高温和大范围的温度变化也会影响前台机传感器的稳定性和使用寿命。冲击负荷所造成死机现象也经常发生。

(2) 抗电磁干扰不强。由于电磁干扰, 在线监测装置在上传的数据时经常会发生丢数据或者数据传输延迟等现象, 而且电磁干扰还会导致在线监测装置误报警。虽然防电磁干扰的问题的研究在线监测装置的研发上占比重很大, 投入的精力也很多。但是目前来说效果还不佳, 尤其是强电磁场干扰环境中要想和诊断系统达到一致的电磁干扰抗性, 还很难。

(3) 特征量不充足。没有充足的特征量使得线监测技术的研发受到了阻碍。由于监测技术的蓬勃发展再加之有效的市场竞争, 不能有效的建立诊断阈值和在线监测装置的标准化。

结束语

电力设备状态监测, 设备状态信息的采集手段, 在线监测系统的原理, 在线监测装置存在的问题, 在线监测技术与状态检修的关系, 变压器的故障诊断为下文的变压器在线监测系统设计及应用做好铺垫。

参考文献

[1]刘炜.基于ANFIS的变压器故障诊断方法研究[D].兰州交通大学, 2009.

[2]姜晓飞.电力变压器安全运行的在线监测与故障诊断技术研究[D].山东大学, 2007.

[3]李金龙.变压器故障在线监测系统的设计[D].中国石油大学, 2010.

电力设备状态监测 篇2

近几年来，我国经济体制和国有企业改革取得了重大进展，新的形势对企业设备的管理工作提出了新的要求。在新的形势下，如何提高设备管理的水平，已经成为企业的一个重要课题。

拿彩瓦机械行业来说，彩瓦机械设备的管理作为机械行业管理的一个重要领域，不仅直接影响企业当前的生产经营状况，而且关系着一个企业的长远发展和成败兴衰。作为一个企业的管理者，必须摆正现代化彩瓦机械设备以及其管理在机械企业中的地位，善于通过不断改善人员素质和彩瓦机械设备素质，充分的发挥彩瓦机械设备的效能，为企业创造最好的经济效益和社会效益。

彩瓦机械设备的管理工作分好多种类，但是种类繁多的管理种类归根结底都要依靠人员的操作来完成，这个社会讲求“以人为本”，在企业的发展中也是这样，彩瓦机械设备的管理也是这样，所以，做好企业每位员工的培训和引导工作，是做好彩瓦机械设备管理工作的重要基础。在企业中，应该充分调动广大职工参加彩瓦机械设备管理的积极性，建立从厂长到第一线工人都参与的企业全员设备管理体系，实行专业的人性化的管理与群众全员参与管理相结合，才能真正的搞好彩瓦机械设备管理工作。

在这个经济发展迅速的现代化社会，只有不断的提高科学技术才能使国家立于强盛之地。而在机械行业中来说，科技进步主要就体现在彩瓦机械设备的开发、革新和管理水平的不断提高上面。作为一个致力于改革开放潮流、面向21世纪的企业家，必须摆正现代彩瓦机械设备的管理在企业中的地位，善于改善人员素质，充分发挥彩瓦机械设备的效能，才能使自己的企业在机械行业中立于不败之地。

在管理彩瓦机械设备状态的众多环节中，做好彩瓦机械设备的状态监测工作，是一切管理工作得以更好进行实施的重要前提。彩瓦机械设备的状态监测能够简单的总觉为一下几个方面。

一、彩瓦机械设备的检查

它是侧重于利用管理能制定规章制度以及各种报表等，针对彩瓦机械设备上影响产品质量、产量、成本、安全和彩瓦机械设备正常运转的部位进行日常点检、定期检查和精度检查等，及时发现彩瓦机械设备异常，进行调整、换件或抢修，以维持正常的生产，或将不能及时处理的精度降低，功能降低和局部劣化等信息记录下来，作为修理计划的制定和彩瓦机械设备更新改造的依据。

二、彩瓦机械设备状态监测

彩瓦机械设备日常检查和定期检查，均为企业了解彩瓦机械设备在生产过程中状态的、行之有效的作业方法，多年来被企业所采用。然而这种检查有一定的局限性，它并不是定量的测出彩瓦机械设备的各种参数，确切反映故障征兆、隐患部位、严重程度及发展趋势。因此许多企业在主要彩瓦机械设备上，采用现代管理手段状态监测及诊断技术预防故障、事故并为预知维修提供依据。

开展状态监测和诊断工作，首先要研究企业的生产情况、设备的组成结构，实际需要、技术力量、财力资源及管理基础工作等。从获得技术经济效果最佳出发，经分析、研究来确定需进行状态监测设备，其次是培训专职技术人员，合理选择工具、仪器和方法，经实验后付诸实施。

目前彩瓦机械设备状态监测的发展趋势是从工人检查逐步实施人、机检查，将彩瓦机械设备监测仪器与计算机结合，计算机结合，计算机接受监测信号后，可定时显示或打印输出彩瓦机械设备的状态参数，并控制这些参数不超过规定的范围，保持彩瓦机械设备正常

运转和生产的正常进行。以点检为基础，以状态监测为手段，利用计算机迅速、准确、程序控制等功能，实现彩瓦机械设备的在线监测将给企业带来极大的经济利益。

三、彩瓦机械设备的在线监测

积极开展彩瓦机械设备状态监测和故障诊断工作搞好设备综合管理，不仅要大力进行宣传推广这方面的工作经验、培训专业技术人员，组织专业队伍，而且要积极开发彩瓦机械设备的在线监测软件和新的状态监测项目，不断适应现代化生产的需要。

机械行业由于工艺连续，成套装置流水作业，要求彩瓦机械设备可靠性高，故应该广泛应用彩瓦机械设备诊断技术，特别是彩瓦机械设备在线监测，以确保生产顺利进行。

在现今竞争日益激烈的机械行业行业，只有系统规范的做好彩瓦机械设备的状态监测工作，才能使彩瓦机械设备最大程度的发挥出它们应有的作用，才能更加有效的实施各项彩瓦机械设备管理的程序，才能给企业带来更大的经济效益，从而使企业得以在同行业中占据很重要的地址，有一个更广阔、更光明的发展空间和发展前景。

电力设备状态监测 篇3

关键词：机电设备；振动信号；故障诊断

机械设备智能诊断与动态测控技术就是为适应工程需要而形成和发展起来的。动态测控就是采用各种测量和监视方法，记录和显示设备运行状态，对异常状态做出报警，为设备的故障分析提供数据和信息，并反馈执行元件对设备进行调整和控制，使得设备尽可能处于允许的运行状态之下，保障设备的输出性能和效率。智能诊断则是根据动态测控所获得的信息，结合设备的结构特性和运行信息及历次维修记录，对已经发生或者可能发生的故障进行诊断、分析和预报，以确定故障的类别、部位、程度和原因，提出维修对策，使设备恢复到正常状态。

1.近似推理算法

目前已经提出了多种近似推理算法，这些算法都采取一定的方式在运行时间和推理精度上寻求一个折中，力求在较短的时间内得到一个满足精度要求的结果，这些算法随着计算时间的增长，其计算精度越高。目前近似推理算法主要分为两大类：

1.1机模拟方法

随机模拟方法又称为 Monte Carlo 法。该方法首先对贝叶斯网络表示的联合概率分布进行随机抽样，以产生足够的样本，然后根据这些样本，通过频率计算来获得变量的概率值，而不是直接利用联合概率分布进行计算。基于仿真的方法需要设计一套能够以最快的速度产生满足统计计算的样本的采样算法，当前提出采样方法主要有：Forward Sampling、Backward Sampling、ImportanceSampling 和 Markov chain Sampling。

1.2基于搜索的方法

基于搜索的方法假定概率问题是一类组合问题，所以可以将所需要计算的各个变量的不同组合看作一个状态空间，在这个状态空间中有些状态对最后的计算结果会产生较大影响，而另外一些状态则影响甚微。由此，可以通过启发搜索的方法，在整个状态空间中进行搜索，寻找那些对计算结果影响较大的状态。然后用这些状态代替整个状态空间参与运算，以达到提高计算效率的目的，并且在计算结束时能够给出一个较精确的解答。

2.基于贝叶斯网络的机械故障诊断模型与诊断推理

根据对机械故障诊断的认识，机械故障可以通过若干属性来描述，这些属性变量集的各种取值组合就构成了该故障的状态空间。这些属性变量之间存在着一定的系（独立或者依赖），根据以往的研究我们可以把这些属性划分为故障征兆和故障原因，所以通过对它们的研究可以得到故障的知识表示模型。在不确定的环境下，故障原因和故障征兆往往含有几个状态。比如，一个故障征兆可能有三种状态：极高，偏高，正常。我们可以用一个多值变量来表示这种多值命题。而贝叶斯网络作为一种模拟人类推理过程中因果关系的有向图，其节点就是一个多值变量，此外贝叶斯网络还具有一个表示条件独立性的自然方式——由有限个节点构成有向无环图网络结构，因而我们可以利用贝叶斯网络的基本元素描述机械故障诊断知识。

2.1网络节点与网络结构

用网络结构中的节点可以表示故障诊断领域中的故障征兆和故障原因，在节点间的有向连接弧表示征兆与原因之间可能的因果关系。故障征兆和故障原因的状态多为二元状态，即其取值只为 1 或者0，分别表示相应的故障和征兆是否出现。故障原因和故障征兆各自构成两个样本集，且两个样本集中的元素是相互独立的，即故障之间或故障征兆之间是无必然的因果关系。但是这并不意味着它们相互排斥，即一台机组可以同时发生几种不同的故障，同样多个故障征兆的出现也是正常的。根据故障征兆与与故障原因之间的因果关系，我们可以用有向弧线将相关的节点联系起来，构成贝叶斯网络的有向无环图结构。图形化的结构可以更加清晰的表达出领域专家对设备故障状态的认知，符合人类的思维形式。

2.2条件概率表

贝叶斯每一节点都附有与该变量相联系的条件概率分布函数，如果变量是离散的，则它表现为给定其父节点状态时该节点取不同值的条件概率表 CPT。CPT 表明了故障原因与故障征兆之间的概率依赖关系，是对故障诊断知识进行定量描述。由此可见，贝叶斯网络可以对故障诊断领域数据变量间潜在关系进行定性定量的描述，它图形结构指定了一组条件关系独立关系声明和用于刻画概率依赖强度的条件概率的数值。由于贝叶斯网络表示了因果过程的总体结构，故它可被看做是拥有许多不同组合的一个抽象知识库。它的语义可以从两个方面来理解，其一是将网络看作一种联合概率分布的表示，即贝叶斯网络完整紧凑地表示了网络中各变量的联合分布概率。其二是将网络看作条件独立关系声明集合的一种表示。这两种观点实质上是等价的，而且在贝叶斯网络的表达、学习、推理算法中得到了统一。

3.结束语

随着科学技术和生产力的进步，机械设备正朝着大型化、高速化、连续化、集中化、自动化、精密化方向发展，机械设备的组成、结构及其工作环境越来越复杂，一旦设备的某一部分或者工业流程的某一环节发生故障，就很可能会影响正常的生产和产品质量，造成巨大的经济损失，甚至会导致灾难性的人员伤亡、环境污染和恶劣的社会影响。可见，智能诊断与动态测控技术可以提高设备的可靠性与维修性及设备的管理水平，保证产品质量，避免重大事故的发生，降低事故危害性，从而获得潜在的巨大经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]何正嘉，訾艳阳，孟庆丰等.机械设备非平稳信号的故障诊断原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]钱苏翔，焦卫东，杨世锡.基于独立分量分析的传感观测信息融合压缩方法及其在故障诊断中的应用[J].中国电机工程学报，2013，26（5）： 137～142.

电力设备状态监测 篇4

1 信号采集

电力设备状态监测与故障诊断系统结构如图1所示。

在电力系统中, 在线监测设备主要对待测元件进行连续检查, 并且根据检查结果判断故障的类别、程度和位置, 还可以对监测设备的运营发展状态进行预估。 在这个过程中, 首先应获取诊断对象的状态信息;然后对电力设备的电频、磁力线密度、局部放电量、电压、电流等常规数据进行检测;最后根据表征设备的状态数值和各种信号的特征, 选择采集信号的方式。采集信号的步骤:

(1) 进行一次性数据采集工作, 每一次只需要也只能采集一个信号样本, 采集的信号样本要足够长, 才能满足数据处理的需求。

(2) 定量采集之后, 进行定时采集, 按照规定的采集周期来进行。

(3) 运用检测随机故障的信号灯进行自动采样工作。

(4) 根据故障诊断工作的需求来进行调整。

不同的电力设备对检测的要求不一样, 所使用的状态监测方式也存在差异。 变压器故障的主要原因是内部绝缘线老化, 一般使用油中气体分析、极化波谱、局部放电、恢复电压、振动分析等方法对电气元件的运行状态进行实时监控;交流旋转电机存在不同的故障类别, 一般使用小波分析、神经网络等方法;断路器一般使用振动监测和跳闸轮廓的方法。

2 传递数据资料

信号处理系统一般距离被检测设备比较远, 长距离传输过程中, 信号非常容易受到影响因素的干扰, 数据信息容易出现一定程度的损失, 相移基本上不可能保持一致。 为此, 首先需要进行模数转换, 将数据信息转化为数字量, 然后进行预处理, 并压缩打包, 再通过通信传输通道将数据信息传输到数据处理中心。 光导纤维具备较强的抗干扰能力, 出现的信号错乱和信号数据损失的情况较少, 可以有效保证信号传输质量。

3 处理数据

数据处理中心在收到通信线路传输过来的状态数据包之后, 会运用不同的计算方式对状态数据包进行运算处理。 信号处理技术的主要任务是在比较复杂的信号中, 找到比较有用的信号。 智能技术和数字信息技术已经灵活地运用到电力设备监测系统中, 对电力设备进行实时在线监控。

4 故障信号特征量的选取

一般情况下, 运营设备出现的故障现象, 都是由多个故障体征量引起, 所以提取有效的故障信息量是诊断故障工作中的重点。 对处于运动状态中的设备开展故障识别工作时, 经常会因为选取的特征量不同, 而出现不同的结果, 选取的特征量不恰当, 就会出现漏诊或者误诊的情况。 出现误判的主要原因是设备在故障状态下和正常状态下的特征参数有重复, 即正常状态和故障状态不能很好地被区分, 有一定程度的模糊性。 所以在监测过程中, 应当提取出具有代表性的故障特征参量。

5 诊断故障

(1) 通过信息融合和多传感技术来诊断。

多传感技术主要是从多个侧面、不同角度来对同一个物体进行检测, 即针对同一个故障的不同表现形式, 可以从时间、空间、频域的角度着手, 多个领域、多个层次地收集故障特征量。 为了保证故障特征量的代表性, 应选取故障反应速度较快的故障状态信息量。

信息融合技术是将多传感的数据按照一定的标准排列整合, 并进行综合性分析。 同一故障设备在不同的环境中, 会反映出不同的故障特征量, 运用信息融合技术可以实现“求同除异”的目标。 对不同的故障状态特征量进行融合, 可以提高电力设备状态监测的准确度和故障诊断的可靠性。 但信息融合技术基本理论并不完善, 所以信息融合技术诊断方法还需进一步研究。

(2) 基于特征空间的矢量故障诊断手段, 其最大的优势在于具有很强的适应能力, 适用范围广, 最适合延时性和变化性电力设备。

(3) 电力设备的在线监测状态和固有特性信息量不足, 会导致监测出来的结果存在偏差和变化, 针对此问题, 可以使用模糊理论中最大隶属原则。 这种诊断原则可以迅速找出电气故障原因, 并且可以判断电气的故障类型。 将模糊理论中最大隶属原则和状态信号相结合, 可以分析电气故障的模糊性和变化性。 常用的模糊方程为Y=XR, X代表故障征兆, Y代表故障原因, R为模糊关系矩阵。

(4) 使用人工智能方式, 包括神经网络、专家系统等。

6 结语

现阶段, 电力设备故障诊断技术越来越趋于信息化和数字化, 一般使用网络来传输诊断信息, 实现了远距离诊断、传输的目标。 有些诊断系统还开发了诊断和报警客户端, 可以随时随地监控电力设备的运营状态。

摘要：介绍电力设备状态监测及故障诊断系统结构及其工作原理。

关键词：电力设备,状态监测,故障诊断系统

参考文献

[1]刘涛涛.基于Zig Bee技术的设备状态监测与故障诊断系统设计[D].太原:中北大学, 2014:69-168

[2]胡彦秋, 晋吾楠.电力设备故障诊断系统的分析与设计[J].黑龙江科技信息, 2014, 19 (03) :67-159

[3]郭永利.电力设备状态监测与故障诊断技术应用[J].科技致富向导, 2012, 27 (02) :198

[4]米瑞丰.电力系统设备状态监测与故障诊断[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2012, 08 (08) :300-301

[5]李强, 牛帅奇.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].科技传播, 2012, 20 (09) :50, 62

[6]何文林, 乐全明, 汪卫国, 等.输变电设备状态在线监测与故障诊断系统分析软件设计[J].计算机系统应用, 2011, 08 (04) :27-32

电力设备状态监测 篇5

1建立健全低压电器设备监测维修体系

建立起完善的低压电器设备监测维修体系是实施低压电器设备状态监测维修模式的前提，对低压电器设备的状态监测维修工作展开有着重要的意义。在这一阶段的工作中，电力企业以及相关的工作人员要结合企业的实际情况，参考各项低压电器生产标准以及使用技术手册等等，进行低压电器在设备监测维修体系的建立。要重点参考《低压电器维护检修规程》SHS06005-中的相关内容进行维修体系的建设，保证电力企业中建设的低压电器设备监测维修体系能够达到国家标准。

2提升低压电气电器设备监测维修人员的专业素养

低压电器设备监测维修人员的专业素养直接影响着低压电器设备监测维修工作的有效性，对于低压电器设备以及整个低压供电系统运行的安全性都有着重要的影响。基于这样的情况，电力企业就要结合低压电器设备监测维修人员的专业素养提升来实现低压电器设备状态监测维修工作的进行。电力企业可以在实际的运营管理中，设置起专门进行低压电器设备相关研究的部门，通过对电力企业中应用的不同低压电器设备的研究，制定出更加详细的`、完善的低压电器设备监测维修技术规范。电力企业可以通过对于不同职能的技术人员，展开分层的专业技术培养以及实践技能的培训，这样能够切实的提升电力企业中低压电器设备监测维修队伍的整体专业水平，使得低压电器设备状态监测维修模式的实施更加顺利。

3结合实际情况配置专业的测试设备

3.1确定低压电器设备检验测试的项目

低压供电系统中包含的低压电器设备较多，本文以热继电器、空气断路器、接触器为例，对低压电器设备状态监测维修模式进行研究。一般情况下，低压电器设备监测项目有以下六项：第一，负载测试。利用负载测试对于低压供电系统进行综合的评定，并将其中的数据作为低压电器设备状态监测维修中的参考依据。第二，低压电器设备的绝缘测试以及工频耐压测试。这些测试主要是为了检验低压电器设备的运行安全性。第三，保护特性测试。对于A、B类和小型空气断路器的过载保护进行测试分析。第四，低压电器设备的操作性能测试。这一测试要在成套电源电器设备没有负载的情况下进行。第五，对热继电器、接触器等的特性进行测试。第六，升温测试。要在规定的技术条件下，对于低压供电系统中的电磁线圈、电磁铁等进行测试。

3.2配置专用的低压电器测试设备

在实施低压电器设备状态监测维修的工作中，需要配置专用的设备来完成低压电器设备运行状态的检测。根据上述实际的检测项目，能够列出以下专用设备：XT-5型模拟试验台、WS-A型试验台、DW17-3200恒流综合试验台、热继电器标准电校台、ZJ-5SD匝间冲击耐压试验仪、WS-Ⅲ升温试验台、工频耐压及泄露电流检测试验台、YG-4a线圈匝数测量仪。利用XT-5型模拟试验台能够完成对于成套的低压电器设备的约定操作实验检测，也能够实现对二次回路的测量控制；WS-A型试验台一般用于动作特性和热稳定性的检测；DW17-3200恒流综合试验台用于检测DW系列中630-3200A的框架式空气断路器的保护特性测试；热继电器标准电校台用于对0.75-250A热继电器的整体校验；ZJ-5SD匝间冲击耐压试验仪用于低压供电系统中各类电磁线圈匝间的耐压以及耐冲击力的测试；WS-Ⅲ升温试验台用于DZ200系列中630A以下的壳架式空气短路器的升温测试；工频耐压及泄露电流检测试验台主要完成对于各种低压电器设备的工频耐压测试；YG-4a线圈匝数测量仪主要用于低压供电系统中各类电磁线圈的匝数测量。

4确定初始状态方法

4.1测试设备的基本工作原理

低压电器设备检测校验设备由三相的变压器TM、三相的50Hz、380V的可调变压器TS、输入电路、输出电路、控制电路组成。在实际的运行中，检验设备中的调压器能够使得三相变压器TM的初级输入电压发生改变，以此获得测验用的电流源与电压源。在低压电气设备的测试设备中，0~220V的直流电压输出端能够为直流供电的部分低压电器设备提供实验的电压源、0~420V的输出电压端能够提供不同的额定电压与电流，完成对于电磁铁、继电器和接触器的升温测试。而其中的0~630V电流输出端，能够为热继电器等低压电器设备的保护特性测试提供电流源。

4.2热继电器的基本测试方法

将被测试的热继电器连接在上述的检测校验设备中，利用该检测设备中的0~630V电流输出端为热继电器提供检测电源。在检测中，先将热继电器接通1.05Ie的电流，并保持通电状态1h。接着立即将接通的电流增加到1.5Ie，若热继电器的过载保护特性正常，则应在2min以内发生温度变化。技术人员也可以将被测试的热继电器的任意两相接通1.0Ie的电流，剩下的一相接通0.9Ie的电流。接着将接通0.9Ie电流的一相断开通电，并将另外两相的电流提升至1.15Ie。若是热继电器的断相保护良好，则会在20min以内产生变化。另外，技术人员还要对热继电器的可反时限特性进行检验。在热继电器启动时，要能够承受电机额定电流的5~7倍启动电流，技术人员要结合这一特性进行检测。

4.3空气断路器的基本校对方法

空气断路器的型号有很多中，现以DW16-630空气断路器为例进行说明。由于DW16-630空气断路器是一种热-电磁式脱扣装置，所以要对其长延时脱扣特性进行检验。在校验设备中连接DW16-630空气断路器，并将电流调整至1.05Ie，使其连接在约定不脱扣电流中。若是DW16-630空气断路器的长延时脱扣特性良好，则会在2h以内一直保持着不脱扣的状态。这时，技术人员可以将电流升高到1.3Ie，正常情况下DW16-630空气断路器会在2h以内脱扣。同时，技术人员也要对DW16-630空气断路器的瞬时脱扣特性进行检验。可以将电流调至3Ie，连接电路开关，如果DW16-630空气断路器在8s以内脱扣，则说明该DW16-630空气断路器的瞬时脱扣特性良好。

5实施状态监测的具体办法

5.1低压电器设备的分类

相关工作人员要对低压供电系统中的低压电器设备进行分类，结合不同低压电器设备的系统类型和功能，对低压电器设备进行分级。在低压供电系统中，起着关键性作用的低压电器设备，可以将其设立为I级监测设备，对于该层级的低压电器设备要进行最为严格的状态监测维修管理。对于低压供电系统中起着相对重要的电压电器设备，可以将其设为Ⅱ级监测设备，进行次级的状态监测维修管理。低压供电系统中还存在着一些一般性的低压电器设备，可以将其划分为Ⅲ级监测设备。

5.2监测标准的制定

首先，要明确低压电器设备的监控部位，技术人员要按照规定进行不同低压电器设备的项目检查。例如，在进行主配开关屏的检测时，要对该设备中的断路器、刀开关等元件的状态进行检测，同时要重点监测主断路器的触头升温的情况。其次，要确定不同低压电器设备状态监测的方法。相关人员在进行具体的低压电器设备状态监测时，要对于不同的监测项目确定出不同的方法和仪器设备使用。制定监测标准。要结合实际情况，对于低压电器设备的故障标准进行统一的制定。例如，低压供电系统中的通风设备实际运行电流超过了额定电流的15%，就要进行故障的分析和维修工作。人员和监测周期的安排。对于不同的低压电器设备状态监测维修工作，都要安排专门的人员进行解决。同时，要对低压电器设备状态监测的周期进行规划。例如，每隔1h就要对低压供电系统中电机的升温情况进行监测。这样的方式能够使得低压电器设备状态监测维修工作的实施更加标准化，保证低压电器设备状态监测维修工作的效果。

6结语

综上所述，对低压电器设备实时状态监测维修模式对低压供电系统的安全运行有着重要的意义。通过健全低压电器设备监测维修体系、提升低压电气电器设备监测维修人员的专业素养、结合实际情况配置专业的测试设备、确定初始状态方法，实现了低压电器设备状态监测维修的实施，为更多的电气企业提供了参考。

参考文献：

[1]王涟漪.对低压电器设备实施状态监测维修模式的探讨[J].内燃机与配件,，(05):147-148.

[2]石云龙.常用低压电器元件的简介、选用与维修[J].科技信息,，(27):117.

[3]邱晓建,陈均.对低压电器设备实施状态监测维修模式的探讨[J].中国设备工程,，(S1):43-46.

电力设备状态监测 篇6

[关键词]电力设备；状态检修；技术

一、电力设备检修的简述

1.电力设备检修的发展阶段

按时间和检修工作的重点，将电力设备检修分为如下三个阶段：第一阶段，电力设备的被动检修阶段，这一时期的特点是针对发生事故的电力设备进行检修和处理，采用的是事后处理的办法，检修工作处于被动的地位。第二阶段，电力设备的计划检修阶段，电力技术人员根据经验和规定，在电力设备运行到一定时间后对电力设备进行停机检修，由于检修没有指向性和针对性，所以经常造成人员和物质的浪费，对供电质量产生不良的影响。第三阶段，电力设备的状态检修阶段，通过对设备的检测识别故障隐患，在最佳维修时机进行设备检修和维护。目前，我国大部分电力企业使用的检修手段以定期检修为主，不但浪费资源和资金，而且往往造成供电中断，影响社会和经济的发展。

2.电力设备状态检修的概念

在对电力设备的养护和维修过程中，根据电力设备当前的实际状况，采用先进的科技手段，对电力设备的运行状态进行检测、评估和识别，对引发电力设备事故的隐患进行定位和判断，在最佳时机进行设备维修，是一项比较实用、科学和新颖的电力设备检修技术。

3.电力设备状态检修的优势

首先，电力设备状态检修具有科技优势，电力设备状态检修通过对高新科技的应用，提高了工作效率和工作质量，能有效针对复杂的环境筛选出设备故障的信息。其次，电力设备状态检修具有指向性优势，电力设备状态检修可以针对某一特定的设备进行诊断和判定，不但可以起到早期预警的作用，还可以预防事故的扩大。再次，电力设备状态检修具有经济优势，通过电力设备状态检修可以最大限度地使用人员和物资，降低了电力设备检修的成本，客观上提高了电力工作的经济效益。

二、定期检修管理制度中存在的弊病

电力设备的定期检修制度在实际应用中存在很大的不准确性，不能对电力设备的正常运行提供稳定的支持；定期对电力设备进行检修严重影响电力设备的可持续使用时间，造成电力设备的过度检修；定期对电力设备进行检修不能充分发挥其经济价值水平，并且在大量电力设备的不断运行投入中带来严重的工作压力，造成投入与产出失调；定期地设备检修制度不能充分调动员工的积极性，对电力设备的维护检修也不能及时发挥作用，造成效能下降，严重影响电力设备的可持续运行。

三、电力设备状态检修的基本思路

1.电力设备状态的检修需要首先从电力设备的初始状态进行跟踪

电力设备的初始状态包括电力设备的设计、订单、施工等在设备突入运行前的各个环节。对电力设备状态的检修不仅仅是对设备的检修，而是对整个电力施工运行的过程进行关注管理的过程。电力设备的投入运行前必须是健康安全的，这对电力设备后期的稳定运行能够提供强有力的支持。对电力设备的初始状态做到全面了解也就是对电力设备在以后的工作中能提供更好的机修保养计划，确定最佳的维修时间。电力设备的初始状态还包括电力设备本身的铭牌、数据参数等的掌握，这对保障设备在稳定状态下良好的运行能提供有效的依据。

2.电力设备的状态检修还需从电力设备的实际运行情况进行入手分析

对电力设备实际运行状况进行指导分析需要运用到相关的数据统计。通过对电力设备的历史研究统计以及电力设备在初始状态下的有效数据进行合理的分析对比，对设备的整体状态进行验证来做出符合设备发展变化的检修预测。

3.电力设备的检修要保证设备使用的可靠性，提高设备的检修质量

对设备的检修要做到快速准确，减少设备故障时间，获得最大的可运行性能。对设备的检修还需要在保证设备的最大可运行时间上提高设备的功效，对设备的更换工作要做到最低，以延长设备的实际使用寿命。

4.利用多方面数据进行全方位、多视角的设备运行状态分析

建立《设备运行分析管理规定》，汇总设备各类相关数据，包括设备绝缘、油化试验报告、缺陷反馈数据、检修记录、红外测温监测报告、各季设备联查报告等，进行科学、系统的分析掌握设备的运行状况，通过对着额比的运行状态分析，对存在隐患的设备及时上报大修、技改方案，建立完善的设备状态检修分析体系，确保设备的安全、可靠运行。

5.建立严格的检修质量保障制度，做到设备状态检修的良性循环

加大检修质量的考核力度，建立专门的质量验收流程，要求工作人员人认真按照检修工艺检修设备，并在工作的每个环节填写《检修质量保证卡》，确保每个检修环节的质量。同时完善现场监护制度，为设备检修质量及安全提供双保险。

6.做好电力设备状态的记录和统计工作

对电力设备进行有效的管理应该重视设备运行状态的统计分析，管理应用新的技术对设备进行监测和试验，准确掌握设备的状态，以更有力地保证系统和设备的安全。这要求我们在开展状态检修工作时，应大量地采用和开发新技术，并利用诸如红外线成像技术等成熟的在线、离线监测装置和技术，对电力设备进行测试；积极促进管理与技术密切结合，不断完善电力设备的检修技术及效益。

四、实施电力设备状态检修所取得的成果

对电力公司在电力系统的监测中使用在线实时检测系统，通过现代化的数据处理系统能清楚地描绘出电力设备部件在实际应用的损耗情况。通过对实时电力设备信号的收集、传输、处理、分析等一系列的现代化处理手段，对电力设备的运行状态进行科学的辩证分析。在数据对比分析后把设备的健康状况反映到设备的管理、维修部门，对电力设备进行管理维修。

对电力设备的状态检修能够充分地减少设备维修人员的工作任务，提高运行效益。随着电力设备的不断更新换代，电力设备的质量也在不断地提高，维修的方法方式也在不断提高。在现代化的电力设备实施中电力设备的使用寿命在不断地延长，设备的停机时间也在随着检修技术的不断提高在逐步的减少。这对减少运行成本提高运行质量提供了稳定的支持。

參考文献：

[1]黄春华，黄春花.电力变电设备状态检修技术与管理措施分析[J].科技与创新，2014，21：27+29

电力设备状态监测 篇7

但是, 现阶段故障信号诊断还存在诸多问题需要解决, 如电动机、高压断路器、发电机、变压器等的监测方法。

1 电力设备检测技术

新型电力设备检测技术包括:油、气中微量水分检测技术;利用ICP等离子发射光谱分析变压器故障技术;用电镜铁谱分析技术判断电力设备故障;DGA气相色谱分析和诊断技术;利用红外成像诊断变压器过热故障;六氟化硫分解物的检测和故障诊断;用糠醛含量判断设备老化情况。

一般情况下, 可以将检测方式分为用电和非用电两种类别, 前者主要包括局放、变压器绕组变形、耐压等检测分析方法;后者主要包括光谱、波谱、色谱、核磁共振、光电等检测分析方法。

发电机出现故障的重要部件包括定子、绕组匝、转子和铁心等。

定子铁心故障主要是铁心温度过高导致的, 现阶段虽然已经有热监测技术, 但是对于定子铁心的监测还较为欠缺。

转子绕组故障主要是匝间短路引发的, 主要使用探测气隙磁密的手段来进行监测, 以确定绕组匝的短路程度和故障位置。

转子故障主要是因为内部离心力的变化, 使电流方向和转子旋转方向不一致。在转子旋转过程中, 因为自身的重力作用, 转子材料表面的裂缝在不断扩张, 发展到最后就变成了转子故障。针对转子故障问题, 可以运用气隙磁密监测和振动监测的方法来诊断。

定子绕组故障包括绕组端部故障、绝缘故障和绕组导体故障。现阶段, 许多定子绕组出现故障的原因是电气绝缘水平随着时间的推移而逐渐变弱, 所以绝缘故障成为最重要的关注目标。定子绕组绝缘故障的早期现象是机器内部出现放点现象, 所以应当立即对电力设备进行监测。

2 状态监测要点

状态监测方法主要是通过对故障特征信号进行提取, 系统对被检测的电力设备的变化或者变化趋势进行分析判断, 是一种预知的监测方式。从本质上来说, 状态监测是基于状态维护和状态预知性维护的一种新型监测技术, 在应用状态监测技术之前, 我国一直使用的是时间维护手段。

时间维护手段主要是根据监测的时间表或者电力设备离线的计划表来开展工作, 主要是为了防止发生某些意外故障。但是在实践过程中, 仍然会发生意外故障, 主要是因为检修单位并没有得到设备的信息, 完全是凭借着经验来进行检修工作。这样的维护工作比较盲目, 消耗了大量的人力、物力、财力和时间, 并没有取得较好的成效。而状态维护可以让检修人员清楚地了解电力设备的信息, 减少检修工作的盲目性。状态监测的重点问题如表1所示。

诊断故障常用的诊断方法:

(1) 通过信息融合和多传感技术来诊断电力设备的故障现象。多传感技术主要是利用传感面的多个侧面、不同角度来对同一个物体进行观测, 可以从时间、空间、频域的角度着手, 多个领域、多个层次地收集故障特征量。信息融合技术主要是将多传感的数据按照一定的标准进行排列整合, 对数据进行综合性分析。

(2) 矢量故障诊断手段, 其最大的优势就在于具有很强的适应能力。

(3) 使用模糊理论中最大隶属原则, 可以迅速找出电气的故障原因, 并且还可以判断电气的故障类型。然后将模糊理论中最大隶属原则和状态信号相结合, 分析电气故障的模糊性和变化性。

(4) 人工智能方法:使用神经网络、专家系统等新型分析判断方式。

3 感应电动机故障成因及监测方法

3.1 定子故障

对于感应电动机来说, 产生定子故障的主要原因是电动机内部的绝缘层被破坏, 导致绕组匝之间出现了短路现象。对定子电流的信号进行分析是确定定子故障的重要手段, 这种监测方式成本低廉, 易操作。

感应电动机的定子绕组匝之间的故障现象会引发气隙磁密畸变, 在定子电流中产生谐波, 所以定子电流可以在故障检测中使用。

3.2 转子故障

感应电动机转子故障的主要原因是转子出现导条断裂, 引发转速波动、转矩跳动、温度过高和转子振动等现象。针对这类问题, 一般采用定子电流检测方法, 也可采用气隙监测方法。

3.3 轴承故障

轴承的运转状态直接决定电动机的稳定状态。诊断潜在的轴承问题, 主要采用定子电流监测方法, 其最大的优势在于监测设备可以不用安装在电机内部。

摘要：介绍新型检测技术在电力设备状态监测中的应用。

关键词：新型检测技术,电力设备状态监测,实践

参考文献

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电力设备状态监测 篇8

1 电力系统设备状态监测与故障诊断技术的概念

电力系统设备状态监测是指根据对电力设备的运行状态对其进行记录并分类, 并根据记录对其进行评估, 为了对其维修提供可靠的数据保证。而电力系统设备的故障诊断是指依据故障发生的特征信息, 对已经发生的故障进行精准的定位以及对故障的程度进行适当的判断。根据状态监测与故障诊断技术的概念, 可以把监测与诊断系统概况为以下几个部分:首先, 信息检出单元;其作用是将电力设备的物理量转化为合适的电信号。第二, 数据收集单元;对传感器传输的数据进行处理, 主要是采集数据记录。第三, 信息传输单元;将收集到的数据和信息进行传输。第四, 处理数据的单元;对收集的数据和信息进行适当的分析计算, 为故障的诊断提供有效的数据信息。第五, 诊断单元;对已经处理过的数据进行整合分析, 并记录, 对以后的电力系统设备状态以及故障部位做出正确的判断, 为下一步的工作提供数据。

2 在线状态监测系统

2.1 信号采集

所谓的电力设备在线监测系统是在电力设备的使用过程中, 对其进行连续不断的监测和诊断, 并及时的分析和判断设备的运转状态, 并在其基础对设备的运转状态进行科学的预测。设备的运行状态可以通过对设备的运行状态量的分析而获得, 目前获得电力系统设备的信息的方法主要包括:第一, 定时采样, 根据电力设备的运转周期进行采样;第二, 根据故障诊断的特殊性对其进行跟踪采样;第三, 一次性采样, 根据实际需求每次只采集一个足够的信息数据;第四, 利用发生随机故障时的信号突变自动采样。

2.2 数据传送

目前, 我国的电力系统已经开始广泛的使用通信设备, 这主要是因为利用通信设备中的光纤传输数字信号可以避免数据传输过程中受到的干扰, 以及能够保持相移的一致, 从而保证信号的质量。

2.3 数据处理

数据处理中心在接收到信息数据后, 主要是通过不同的数学方法对其进行分析处理, 例如在进行频谱分析时, 可以将时域连续时间信号转变为频域不同频率信号进行分析;除此之外, 常用的数据分析还包括:神经网络、小波分析等。在实际的数据处理过程中, 通常使用数字信息技术和智能技术结合来处理电力系统设备中涉及的数据问题, 使得数据处理更加准确。

3 状态监测与故障诊断技术的方法

3.1 发电机的状态监测与故障诊断技术

对发电机的状态监测和故障诊断, 其主要的目的是为了能够在故障发生的最初监测到是否是由于发电机的故障而引起的, 做到有计划的进行维修, 减少不必要的损失以及避免事故发生。目前, 在我国采用的发电机监测以及故障分析主要是通过发电机光纤测漏仪、发电机状态监视器等进行设备状态以及故障的跟踪分析。

3.2 变压器的状态监测与故障诊断技术

不同的电力系统采用的变压器可能会有所差异, 但是目前我国的电力工业主要使用的是充油式变压器, 而在某些特定的工作环境中也会使用干式变压器或六氟化硫变压器。当前, 在我国对于变压器的监测最常使用的是局部放电监测、超声定位技术及红外技术等。在实际中通常使用介质损耗因数的数字化在线测量技术对变压器的高压套管进行故障分析。除此之外, 还需要对变压器的油温、线匝绕组温度以及冷却泵、风扇运行等参数进行有效的监测。及时的找出变压器出现的故障, 避免事故的发生。

3.3 红外诊断技术

红外诊断技术是一项综合性很强的新型技术, 主要是综合了光电成像技术、计算机以及图像处理技术的技术。通过接受物体发出的红外线, 使其在计算机上呈现出热成像图, 来分析判断物体表面的温度变化。利用该技术对电力系统设备进行监测以及故障分析以及诊断, 存在着精准、快速和直观等特点。这对于有效地提高经济效益, 以及降低设备的维修成本有着十分重要的意义。

4 电力系统设备状态监测与故障诊断技术的重要性

电力系统设备状态监测与故障诊断对于设备的正常以及稳定的运行有着极其重要的作用。对于设备状态的检修主要是根据在最近的运行过程中, 根据其监测结果和数据来判定的。对于需要进行及时检修的设备, 要保质保量的完成, 以保证其在运行过程中的安全性和可靠性。而对于不需要检修的设备, 则可以适当延长监测时间。目前, 在我国的实际电力系统中存在着很多的隐患, 其中作为主要的是电力设备内部存在的安全隐患, 例如在设备的生产过程中, 出厂时的检验不严格, 设备的设计不够合理, 以及运输过程中存在的不当操作都可能对设备造成不利的影响。这些隐患往往是很难在测试过程中发现的, 在随着设备的不断使用过程中, 这些安全隐患会慢慢的转换为故障, 导致电力系统随时出现故障, 而影响到整个电力系统的运行。所以, 在目前我国存在的这种情况下, 加强和合理使用电力系统设备状态监测与故障诊断分析是十分有必要的。

综上所述, 目前我国的电力系统的监测还并未达到完善以及十分可靠的程度, 还存在一些问题。而当前, 我国的发电机、变压器类电气设备的状态监测以及故障诊断技术, 已经可以快速的反应出设备的运行状态, 并能够处理潜在的故障, 提出有效地修复措施, 为我国电力系统的快速发展提供了坚实的保证。

摘要：电力系统对于我国社会经济发展有着极其重要的作用。本文主要是论述了我国电力设备状态监测以及诊断系统, 并探讨了有关电力系统设备状态检测中存在的重要性, 对常用的几种故障诊断技术进行了分析。

关键词：电力系统,状态检测,故障诊断,分析

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[4]陈卓, 刘念, 薄丽雅.电力设备状态监测与故障诊断[J].高压电技术, 2005, 31 (4) :46-48.

电力设备状态监测 篇9

在线检测的推广和应用有利于从定期维修制过渡到更合理的状态维修制。运用状态监测及故障诊断技术, 可以更方便、更快捷、更有效地把握设备运行状况, 提高设备维修水平。电力设备状态检修技术的应用必须以对设备的全面监测为基础。但目前有关电力设备运行状态在线监测系统仍然存在监测点少、功能单一、缺乏系统性和综合性, 尤其缺乏监测的层次化和网络化等问题, 妨碍了设备状态信息的集中和综合;另外, 变压器、发电机、电动机等大型电力设备经数万小时的运行, 老化问题日益突出, 延长寿命使用依据不足, 风险性很大, 设备寿命管理与预测也需要解决一些诸如设备寿命计算中复杂边界条件的提出、材料在不同温度和应力条件下的寿命损耗特性以及剩余寿命评价等问题。

1 电力设备在线监测

1.1 开展电力设备在线检测及故障诊断技术应用的必要性

采用在线检测的方法可以根据设备绝缘状况的好坏来选择不同的试验周期, 使试验的有效程度明显提高。在线检测可以积累大量的数据, 将被试验设备的当前试验数据 (包括停电及带点检测) 和以往的监测数据相结合, 用各种数值分析方法进行及时、全面地综合分析判断, 就可以发现和捕捉早期缺陷、确保安全运行, 从而减小由于预防性试验间隔长所带来误差。

在线检测的推广和应用有利于从定期维修制过渡到更合理的状态维修制。按事先制订的检修周期进行停机检修, 虽对设备可靠性起了一定作用, 但由于未考虑设备的具体状况, 且制定的周期往往比较保守, 以至于出现过多的不必要的停机及维修, 甚至因拆卸、组装过多而出现过早损坏。我国目前执行的大多是定期维修制, 没有考虑设备实际状态如何, 以致超量维修, 造成了人力物力的大量浪费。状态维修的基础就在于绝缘监测及诊断技术, 既要通过各种检测手段来正确诊断被试验设备的目前状况, 又要根据其本身特点及变化趋势等来确定能否继续运行或停电检修。

目前, 设备状态监测和故障诊断技术作为现代化设备管理的重要组成部分, 是设备管理与维修管理必不可少的手段。尤其是在市场竞争日益激烈的今天, 设备维修成本的控制和降低是企业最可挖掘的潜力之一。因此, 应用在线检测与诊断技术, 使预知维修取代传统而落后的事后维修和定期预防维修是历史的必然。

1.2 电力设备在线检测与诊断技术的应用

电力设备在线检测技术是一种利用运行电压设备的状况进行试验的方法, 它可以大大提高试验的真实性与灵敏度, 及时发现绝缘缺陷。通常, 一种电力设备的在线检测仪器和系统, 由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。传感器系统用于感知所需要的电气参量或非电器参量, 目前常用的传感器有电磁传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器等;信号采集系统是将传感器得到的模拟量转化为数字量进行传输, 应用数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理, 抑制和消除外界干扰和背景噪声, 提取真实信号, 并进行信号的还原, 光电转换和光纤传输的引入有效地解决了高压隔离的问题;分析诊断系统利用小波分析技术、神经网络技术、模糊诊断技术、专家分析技术等方法对所采集的信号进行分析、处理诊断, 得到所测电力设备绝缘的当前状况, 并根据需要进行绝缘诊断和寿命评估。

电力设备的状态监测按其检测的作用可分为保护性监测和维护性监测两类。保护性监测也就是故障监测, 通常对常规运行参数 (如电流、电压、功率、温度、流量、压力等) 的检测, 提供电力设备的正常运行工况。同时, 还在故障敏感的部件设置一些专用监测器, 通过对反应异常现象的特征量的检测, 帮助运行人员及时了解这些部件的状态, 在故障发生之前发出报警, 以便采取必要的措施, 避免严重事故的发生。维护性监测是通过再现检测、离线检查和试验, 发现缺陷、监视缺陷的发展趋势并预测发展的后果, 以指导制定维修策略。维护性监测需要在运行和停机时完成一系列的周期性或连续性试验, 当发现有异常现象时, 进行原因分析和适当维护, 以消除异常现象的根源。

2 电力设备故障诊断

2.1 电力设备状态量及监测

2.1.1 设备状态量

设备状态量:是设备运行中出现的各种正常或异常特征信号量的总称。

设备状态量大致可以划分为运行状态量和生产过程状态量两类。

设备运行状态量信号大体有三种:

1) 机械量信号:振动、声音、轴承———与生产功能无直接关系;

汽压、汽温、转速———与生产功能直接有关系。

2) 电磁信号:电压、电流、频率、局部放电电荷、磁力线密度等。

3) 化学信号:绝缘油含烃量、润滑油酸价等。

生产过程状态量指与生产过程参数常呈固定的比例关系的参量。当这种比例关系失常, 就可表征设备内部有缺陷。

2.1.2 状态量监测

在运行中对设备的某些状态量进行定期地或连续地测量, 并以测出的量值作为设备评价的依据。

通常监测的状态量参数有两种:

1) 监测输入量

广义的输入量泛指作用于设备、推动设备运行或是导致设备劣化的各种输入量。

2) 监测运行状态量

机器设备发出运行状态量信号的方式两种:

(1) 主动发出信号的设备:主要是具有转动部件的设备, 在运行中常会发出振动、热量或声音、光等信号, 统称为一次信号。

(2) 被动发信号的设备:静止的或没有运动部件的设备, 在运行使用中不能主动发出信号, 或是在设备运行中发出的信号不易采集而必须在停止状态下采集信号的设备。为查明设备的健康状态, 必须采取预加一定量的输入, 迫使设备发出信号 (即二次信号) , 借以诊断设备的内部状态。

2.2 诊断技术的主要内容

设备诊断的四大步骤:

1) 信号检测 (状态量监测) :是设备诊断的基础, 也是设备诊断技术中“诊”的活动。

2) 特征提取 (信号处理) :把采集到的信号 (设备运行中经常发出的声音、振动、温度等多种信号) 加工处理, 使之成为有用的信息。

3) 状态识别 (识别和判断) :识别和判断出设备故障和异常的部位、原因和程度。

4) 预报决策 (预测和对策) :就是预测设备故障或异常可能发展的速度和后果, 提出临时处理的意见和根本治理的建议。

2.3 设备诊断技术基础[1]

2.3.1 检测技术

根据不同的诊断目的, 选用适用的检查测量技术手段, 选择最便于诊断的状态信号。

2.3.2 信号处理技术

是从伴有环境噪声和其他干扰的综合信号中, 把能反映设备状态的特征信号提取出来的一项基本技术。

2.3.3 识别技术

是把经过处理的状态信号对其特征进行识别和判断, 对其是否存在故障、故障部位、原因、严重程度予以确定的一项基本技术。

识别技术种类:

设备诊断常用的识别方法有两种:

(1) 决定论的识别方法。根据被诊断设备的物理、结构特征和故障机理, 从理论和试验上寻求故障和征兆之间的关系, 进而判别故障类别、地点、原因。这是现今诊断技术的中心, 电力设备和系统也都采用此方法。

(2) 统计论的识别方法。这是从设备的数理统计方法得出的数学方面特征, 并予以故障分类的方法。如均值、方差、协方差函数及线性预测模型参数等。

2.3.4 预测技术

它是对尚未发生的或目前还不明确的事物进行预先估计推测, 以此判断故障的趋势, 以及何时将进入危险范围的一项基本技术。决定论预测技术可以正确地测定现状的劣化水平和设备的附加应力, 并将其输入到各种理论模型中, 根据计算, 预测寿命和可靠性。而概率论预测技术是时间系列的预测问题, 由过去的征兆X、故障数据f、按信息理论方法预测未来。

3 状态检修

3.1 状态检修的含义

状态检修是企业以安全、环境、效益等为基础, 通过设备的状态评价、风险分析、检修决策等手段开展设备检修工作, 达到设备运行可靠、检修成本合理的一种设备检修策略。

3.2 状态检修的可行性[2]

3.2.1 多年来, 国产电气设备积累了大量的运行经验, 其运行和维护技术日臻完善, 这为实施状态检修工作奠定了技术基础。同时, 国产设备的质量有了很大提高, 为状态检修提供了一定的物质基础。

3.2.2 新型设备投入运行及新技术的应用, 监测手段的不断提高, 使设备的安全运行有了很好的基础。如红外线成像技术在电力生产中的应用, 大型变压器油色谱分析在线系统的研制成功, 变压器绕组变形探测技术的发展, 电容型带电设备集中在线测试技术的投入使用等, 使正确诊断设备状态有了可能。

3.2.3 随着传感技术、微电子、计算机软、硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用, 使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展, 成为电力系统中的一个重要研究领域。

3.3 状态检修工作的环节

状态检修工作的基本流程包括设备信息收集、设备状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、检修实施及绩效评价等七个环节。

3.4 电力设备的状态检修的作用[3]

3.4.1 提高电力设备的质量和运行维护水平。

我们以在以后的工作中, 对新增设备或技术改造从选型、监造、安装、调试方面把好质量关, 不能依赖预防性试验来发现隐患或事故暴露缺陷。同时抓好运行维护工作, 通过常规巡检或离线探察掌握设备的状态, 以减少整体的试验项目和试验周期。

3.4.2 提高常规测试技术水平。

电气预防性试验、油化验、油色谱分析等是常规性测试手段, 是目前掌握设备状态的主要方法。对于初始状态良好的运行稳定的设备, 可适当延长常规测试周期;对于状态异常设备, 适当延长常规测试周期;对于状态异常设备, 适当提高常规测试频度;对于有明显缺陷的设备, 要跟踪进行测试, 避免在测试工作中的盲目性。通过历次试验检修情况进行综合分析, 根据设备运行的可靠性和安全状况对预防性试验和检修的项目和周期进行调整。

3.4.3 推广使用先进的测量仪器和试验设备, 改进试验方法。

近几年来, 许多测量仪器和试验设备逐步走向数字化、微机化、自动化, 提高了测量精度和工作效率。

3.4.4 采用信息管理的决策技术。

近30年来, 管理决策作为一门独立学科, 有了很大发展。状态检修作为一种先进的检修体制, 是与多方面的管理工作分不开的。

4 电力设备寿命评估

变压器、发电机、电动机的寿命评估:

4.1 变压器的寿命评估

通常有两种方法用于粗略估计变压器的寿命:第一种, 是统计法, 它对运行中的变压器进行统计, 然后评估寿命, 这种方法成本低, 但对新开发的变压器很难在出厂前获得寿命数据;第二种, 是整机加速寿命试验法, 该法用变压器试品或模拟试品进行加速寿命试验来评估寿命, 这种方法成本高, 难以描述元器件损坏的内在机理。

针对这两种方法存在的缺陷, 还有一种新的方法来评估变压器的寿命[4], 该方法是基于变压器绝缘纸聚合度的测定, 从而依据绝缘纸聚合度计算出变压器寿命, 该方法可以为制造厂在出厂前向用户提供变压器的预期寿命, 还可以估计运行中的变压器残余寿命。

人们通常认为变压器的寿命, 即油纸绝缘的寿命是由绝缘纸 (板) 纤维素的热老化决定的。这里有两种方法可以判断绝缘寿命[5]:一是, 测定老化绝缘纸的抗拉强度, 并将其强度损失50%作为材料的寿命终点。二是, 测定纸纤维素分子聚合度 (DP) 值。当聚合度下降到DP=200时, 认为材料寿命达到终点。此外, 还可以用人工神经网络来判断变压器绝缘老化程度和评估剩余寿命[6]。人工神经网络实质是模拟人脑信息处理的功能, 能映射高度非线性的输入、输出关系。

人们在研究油的含烃量、纸样的DP值与变压器寿命的内在联系, 以期找出绝缘材料的固有寿命及其残余寿命的最有效办法。

4.2 发电机的寿命评估

目前确定电机绝缘系统剩余寿命有两种方法:一是, 监视导致劣化的应力, 该方法不是定量地确定剩余寿命, 由此确定的剩余寿命是很保守的, 有些缩短绝缘寿命的应力不是很容易监测。二是, 通过监测和试验, 观察各种征兆, 然后根据经验判断剩余寿命。但是该方法要求有丰富的经验和多次停机检修, 针对这一问题, 可以用马尔可夫模型就可以用离散型变量法和连续型变量法较快的计算出电机的剩余寿命[7]。高压成型线圈及低压嵌套线圈的绝缘结构耐热等级评定符合老化寿命公式: (式中L为绝缘寿命, T为绝对温度, A、B为待定常数) , 这里绝缘材料的老化速率B可以用逸气分析-气相色谱技术 (EGA-GC) 求得[8], 由此就可以求出大电机的绝缘寿命。

对于大电机定子绕组绝缘剩余寿命的估计, 可以定期对介电测量结果 (介电损耗因素) 进行数学处理[9]。在不同温度下得到的介电测量结果要变换到参数温度上来。可能的击穿电压在原理上等于一个电压值, 在这个电压下介电性能与电压的变化函数符合通常的界限点。这种现象可以根据二次多项式函数通过最小二乘法来分析模拟。最后维持寿命的时间用决定于测量次数的某些置信度来确定。

4.3 电动机寿命评估简介

电动机绝缘结构寿命是服从正态分布LNμ2, σ22, 其平均寿命θ为:

其中μ为对数均值, σ为对数标准差。用该正态分布公式评估电动机的寿命很难实施, 可对F级绝缘的电动机在加大应力的作用下进行加速试验[10], 结果很好地评估出了电动机的平均寿命。提高电动机的绝缘电阻最低要求值对于延长电动机绕组绝缘寿命具有一定的意义。为了对一台新购置的F级绝缘隔爆型电动机的绝缘寿命进行评估, 可以用KRS法进行了评估[11],

根据KRS与电动机绝缘剩余寿命下限T的关系式:就可以评估出电动机的绝缘寿命。

5 结论

电力设备状态监测 篇10

在我国电力经营机制及电力体制的不断改革之下我国的电力行业得到了蓬勃的发展。在电力系统中, 一旦电力设备出现故障, 就会给整个社会的生产生活带来较大的影响。所以, 要确保电力系统的安全、稳定运行, 还需要保障电力系统的安全。传统的设备检修, 已不再满足当前电力系统的发展需求, 而融合了微电子技术、通信技术、计算机技术的二次设备状态检修, 却能够大大提高设备减小效率, 确保电力系统的安全运行, 提高电力企业的运营效果。所以, 对电力系统二次设备的状态检修研究与应用就显得尤为重要。

2 二次设备状态检修特征

电力系统中的二次设备状态检修具有一定的特征, 从经济性效益看, 设备检修的安全与可靠运行性得到了大大的提高, 能够有效减少设备的事故次数及检修停电次数。通过二次设备状态检修, 便能够对设备的状态加以监测与分析, 进而制定出科学性、针对性的设备检修措施, 确保电力系统的稳定运行, 提高设备运行的经济效益。而从科学角度看, 二次设备状态检修可大大减小检修工作的盲目性, 缩短了检修时间, 提高了检修精确性, 使得检修工作量得到减小, 具有较强的科学性、先进性。同时, 二次设备状态检修的可行性较强, 其检测手段与分析判断方法也相对完善, 使检修得到技术的保障。此外, 二次设备状态检修还具备一定的前瞻性, 在检修过程中, 多是以在线监测为主, 通过监测结果的分析, 对设备运行状况进行及时、全面的掌握, 预防故障及突发状况的发生。

3 电力系统的二次设备状态检修

电力系统中, 二次设备状态检修, 主要是通过设备自诊技术、设备状态监测技术, 对设备的运行状况及历史资料进行有效的分析, 进而对二次设备作出精确的判断与评价, 科学的安排检测项目与检修时间。电力系统分二次设备, 不仅包括继电保护及自动装置, 还包括故障录波与现地监控等, 这些设备的运行可靠性, 是确保整个电力系统得到正确运行的基础保障。

3.1 二次设备状态检修基础保障

在运用二次设备状态检修之前, 首先需要对新投设备进行严格的质量把关。在选取设备过程中, 应该尽量选择选绝缘性、机械性较强的设备, 进而减小设备的维修次数。而对与老旧设备的检修, 应该对其进行全面的评估, 确保其后期运行安全。同时, 还需要注重提高设备检测水平, 对设备的状态信息进行有效、及时的获取, 确保设备运行状态诊断的准确性。在检修过程中, 可结合电力系统的实际状况, 进行适当的带电检修与在线监测检修, 使得设备监测水平得到不断的提高。通过新的在线监测方式, 来替代传统设备状态的数据获取方式, 确保数据采集的及时、精确、完整、科学、规范。对于新的设备监测技术, 要进行积极尝试, 对现有的电力设备运行状况的数据进行汇总与整理, 建立一定的数据档案, 方便对电力设备进行有效管理与有效分析。在设备检修中, 要定期或适时进行, 将二次设备状态检修的智能性、科学性充分发挥出来, 通过利用网络化技术、图像处理技术、数字化技术等, 建立设备状态分析数据库, 形成网络数据库资源的建设。

3.2 二次设备具体检测方法分析

当前的科学技, 特别是微电子计算机技术的不断发展, 为电力系统的二次设备检修与监管工作, 提供了良好的技术支持。二次设备状态检修对于设备应用有着明显的优势, 通过设备内部检修, 实现自我诊断, 并对以及设备的电源、CPU插件等进行可靠检测。在电力系统的实际设备检修中, 电力系统操作过程, 需要通过数学校验、相似比较、数据编码等先进的现代技术方法进行有效的设备运行状态分析。在利用现代技术对整个电力系统设备的各阶段运行状态进行检测与分析时, 能够及时发现设备存在的故障及安全隐患, 并制定出详细的措施, 最大限度的保障电力系统的正常运行。

3.3 二次设备状态检修监测内容

通常, 二次设备状态监测, 为电力系统设备运行状态检修的基础前提。要确保监测的可靠性、正确性, 还需要对检测内容进行深入了解, 明确检测内容。状态检测内容主要包含设备信号检测、交流测量检测、直流控制系统监测、通信管理监测、逻辑判断监测、屏蔽接地监测等。而交流测量检测系统主要包含包括TA、TV的二次回路绝缘监测, 对回路的正确性, 元件的完好性进行监测分析;直流控制监测与信号监测, 主要有直流动力、信号回路绝缘性、控制操作、回路完好状况的监测等。二次设备的监测对象, 通常不是单一的元件, 而是系统单元。有的设备元件在检测过程中, 需要进行离线监测, 包含电流互感器及其特性曲线等检测, 所以, 二次设备离线的监测数据, 也是设备运行状态检测及诊断的最主要依据。

4 结束语

在我国电力事业的不断发展之下, 我国的经济也得到了稳定的增长。电力系统的二次设备检修, 为我国电力事业发展的结果。当前的二次设备检修, 已在电力系统中发挥着越来越重要的位置, 并成为维持电力系统正常运行必不可少的一项内容。二次设备的状态检修, 能够为整个电力系统的运行工作提供强有力的支持, 确保电力系统的运行效率与经济效益。目前, 我国的电力系统二次设备状态检修还存在一定的问题, 所以, 需要对该技术进行深入研究, 通过实际运用分析, 提高该技术的运用效率, 探索出更好的设备检修方法, 推动我国电力事业的不断发展。

参考文献

[1]程岗, 陈飞杰.电网二次设备状态检修方案的分析[J].电力与能源, 2013, (05) :541-543.

[2]张坤, 杨杨.浅析电力系统二次设备检修技术与对策[J].电器工业, 2014, (05) :73-75.

电力设备状态监测 篇11

【关键词】电力设备；电网；状态检修

1.概述

电力产业是我们国家的命脉产业，与社会的发展和人民生活密切相关，所以保证电网的安全稳定运行和可靠供电就成为了电网企业的重中之重，其中电力检修就是保证电力设备安全运行的最主要手段。目前，我国电力系统中电力设备大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷，如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等，这使每年在设备维修方面耗资巨大。金湖县供电公司是金湖县电力设备和电网运行管理的单位，由于检修人员少、电力设备多，在检修方面的问题更是尤为突出。怎样合理安排电力设备的检修，节省检修费用、降低检修成本，同时保证系统有较高的可靠性，对金湖县供电公司来说是一个亟待解决的问题。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用，使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展，成为电力系统中的一个重要研究领域。在电力系统中推行状态检修的直接效益有：(1)节省大量维修费用；(2)提高检修时人身安全系数；(3)延长电力设备使用寿命；(4)减少电网停电时间；(5)确保供电可靠性；(6)降低检修成本、降低电力设备检修风险。本文主要介绍状态检修的发展概况、金湖县供电公司电力设备状态检修面临的问题及解决方案。

2.状态检修的发展概况

状态检修始于1970年，由美国杜邦公司I.D.Quinn首先倡议[1]。状态检修(CBM，condition based maintenance)或预知性维修(PDM，predictive diagnostic mainte-nance)。这种维修方式以电力设备当前的实际工作状况为依据，通过高科技状态监测手段，识别故障的早期征兆，对故障部位、故障严重程度及发展趋势作出判断，从而确定电力设备的最佳维修时机。是当前耗费最低、技术最先进的维修制度，它为电力设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。但由于状态检修需要监测的内容多、投资大，并存在一定的风险，要能熟练地运用于设备维修还需要长时间的经验积累。

开展状态检修的关键是必须抓住设备的状态。我们需要从以下几个环节入手。

2.1 抓住设备的初始状态

这个环节包括设计、订货、施工等一系列设备投入运行前的各个过程。也就是说状态检修不是单纯的检修环节的工作，而是设备整个生命周期中各个环节都必须予以关注的全过程的管理。需要特别关注的有两个方面的工作：一方面是保证设备在初始时是处于健康的状态，不应在投入运行前具有先天性的不足。状态检修作为一种设备检修的决策技术，其工作的目标是确定检修的恰当时机。另一方面，在设备运行之前，对设备就应有比较清晰的了解，掌握尽可能多的信息。包括设备的铭牌数据、型式试验及特殊试验数据、出厂试验数据、各部件的出厂试验数据及交接试验数据和施工记录等信息。

2.2 注重设备运行状态的统计分析

对设备状态进行统计，指导状态检修工作，对保证系统和设备的安全举足重轻。应用新的技术对设备进行监测和试验，准确掌握设备的状态。开展状态检修工作，大量地采用新技术是必要的。但在线监测技术的开发是一项十分艰难的工作，不是一朝一夕就可以解决的。在目前在线监测技术还不够成熟得足以满足状态检修需要的情况下，我们要充分利用成熟的在线离线监测装置和技术，如红外线成像技术、变压器油气像色谱测试等，对电力设备进行测试，以便分析电力设备的状态，保证电力设备和电网系统的安全。从设备的管理上狠下功夫，努力做到管理与技术紧密结合[2]。建立健全设备缺陷分类定性汇编，及时进行内容完整、准确的修订工作，充分考虑新设备应用、新的运行情况出现及先进检测设备的应用等；各部门每月对本部门缺陷管理工作进行一次分析，每年进行总结，分析的重点是频发性缺陷产生的原因，必要时经单位技术主管领导批准，上报相应的技术改造项目。

基于上述基础，应用现有的生产管理信息系统，在生产管理上要有所创新、有所突破。生产管理系统是以设备资产为核心，以设备安全可靠运行为主线，涵盖变电运行与检修、试验、继电保护、调度和安全监察等专业，涉及送电设备运行和检修管理、变电运行管理、设备定级管理、变电设备和保护装置的检修计划与管理、各类操作票和工作票管理、设备的绝缘和化学试验管理、设备缺陷管理等计算机综合管理信息系统。而且要利用系统所具有的分析和统计功能，为设备的状态检修提供比较高效的信息。比如断路器的切断短路电流的次数、变压器经受短路冲击的次数、设备检修的时间、历史上设备试验结果的发展趋势等等。

3.金湖县供电公司电力设备状态检修现状和面临的问题

建设“电网坚强，资产优良、服务优质、业绩优秀”的现代供电企业，是金湖县供电公司企业发展战略的需要，江苏电网“一强三优”目标的提出，对电网的主设备提出了更高的要求，不仅电网主设备要实现安全可靠运行，而且要保持良好的健康状态和设备完好率，才能达到电网坚强和供电可靠。状态检修是根据设备的状态而进行的预防性作业。科学地处理缺陷数据和合理地安排检修工作，对保证电力设备的健康运行，提高电力系统的可靠性、安全性有着重要作用。在电网发展日益庞大，用户对可靠性的要求越来越高的今天，状态检修更加显现出不可替代的作用。

随着国民经济的发展，社会生产力大量提高，工业、居民对电力的需求量急剧增加，电力设备和电网也是迅猛扩容，电力设备的维修工作量也在增加，相比之下，电力系统的减员增效更是给电力设备的计划维修带来了很大的困难。因此，电力设备检修技术的研究将更具有经济效益和社会效益，电力设备的维修由过去的计划检修向状态检修发展势在必行。开展状态检修，主要基于两方面的考虑：

一是满足提高可靠性的要求。目前的预防性检修试验工作是从春检开始安排，由于春季是用电高峰的开始以及试验设备量大，所以仅预防性检修工作就对供电可靠性的影响很大，如果再加上工程施工和事故引起的可靠性下降，显然难以实现逐步提高可靠性的要求。

二是电力设备的健康状况比以往的情况有了较大的改观，无论一次电力设备还是二次电力设备，在技术和制造工艺上比以往都有了很大的改进。如果完全按以前的管理规程进行检修，不管电力设备的状态如何，只要到期就修，不仅加重了现场的劳动强度，而且对设备的健康、供电的可靠性和人身的安全未必有好处。只有根据电力设备状态进行检修才能提高电力设备的检修质量和效率，达到保证系统安全的目的。

金湖县供电公司实施输变电设备状态检修，首先明确了状态检修的核心是设备量化的状态评价，状态评价的基础数据主要来自各种实时运行、巡视、带电测试、预试等资料记录；梳理清楚状态检修、定期检修与设备运行及维修管理工作之间的关系，以及在线监测与状态检修工作之间的关系；状态检修作为一种先进的检修体制，是与多方面的管理工作分不开的[3]。图1为状态检修的一个简化决策流程。

4.对策和解决方针

虽然状态检修能够很大程度上降低劳动强度、增加电力设备的运行年限，但是状态检修在金湖县供电公司执行的还不是很彻底。其最根本的原因有两条；

一是长期以来电力设备检修工作执行的计划检修制度，严格按照以前的规章制度办事，没有权衡到现在电力设备比以前已经有很大程度上的改善，性能和制造工艺较以往提高了很多。

二是人才上的缺陷。由于长久形成的意识形态，管理和检修人员很难从以往的计划检修走向状态检修。人们对电力设备过分的谨慎和不敢承担状态检修带来的风险也是状态检修迟迟不能推行下去的一个重要原因。

对此，我们要积极开展对电力设备的评估工作，提高电力设备监测范围和力度，加大开展状态检修工作，改变管理和检修人员对检修工作的认识，加大对电力设备资料的收集，制定行之有效的规章制度，培养一批状态检修的管理人员和专家，从示范到推广，把状态检修工作很好地在电力系统中开展下去。

参考文献

[1]李常喜.电力设备诊断技术概论[M].北京:水利电力出版社,1996.

[2]黄华.电气设备状态检修的方法[J].云南电力技术,2010(2).

[3]巫世晶,向农.电力设备维修计划优化管理研究[J].电力建设,2004,2:48-51.

输电线路设备状态监测系统 篇12

为打造智能坚强的输电线路,并利用最新的技术与最先进的设备,整合、优化、完善现有各系统,实现输电线路管理的高度信息化、可视化、自动化与互动化,嘉兴电力局进行了输电线路状态监测系统的研发。输电线路地理条件和现场情况复杂,并且经常会遇到线路开口与改接,变化很快,单凭人工记忆、台账资料无法清楚、及时地描述现场的真实情况,在线路检修、施工时,无法顺利完成工作,废工又废时。

在传统输电线路的管理上,先进的仪器装备不多,信息化技术尤其是高端信息化技术的实用化应用很少,一切靠人工巡查、手工记录等方式来完成,劳动效率不高。

为适应电力企业的发展,满足输电线路在新形势下的管理需要,迫切需要打造一个坚强智能的输电线路网络,并利用最新的信息技术、最先进的仪器设备,彻底改变线路传统管理模式,开创一个输电线路高度信息化管理的先河。

1 系统平台总体架构

通过建设输电状态监测系统,形成分散监测、集中监控和分析处理的系统布局,建立集监控、调度、办公、会议为一体的功能,即具有输电线路安全运行监控、输电线路检修作业调度、应急指挥、电视电话会议、办公等功能的输电线路安全运行及检修作业中心,提高输电线路运行管理的智能化水平。同时为省公司、华东电网公司输电线路监测系统的建设打下了基础,也为即将投运的特高压线路安全运行管理提供了有力保障。

以集成各业务系统为基础、以数据总线为主要交换手段、以集中数据中心为核心、以Google earth地图为平台,构建了输电线路状态监测系统。该技术路线符合国网相关规范要求,此次主要完成了PMS系统、GIS系统、PI实时数据库、雷电系统、移动巡检和车载调度等系统集成和图像视频接入展现功能。

1)PMS系统:提供了输电业务数据,如缺陷、危险点等;电网模型数据,如变电站、线路、杆塔台帐信息。

2)GIS系统:提供了地理信息和电网空间数据。

3)PI实时数据库:提供在线监测数据,SCADA实时数据。

4)雷电系统:提供了实时和历史雷击数据。

5)移动巡检和车载调度系统:抢修车辆位置信息和移动巡检的路径信息。

6)图像视频:提供了无线图像和有线视频等信息接入。

2 基于IEB的PI数据访问服务

为保证在输电检测系统上,能够准确、快速、完整地展现输电线路、变电站等的运行监测参数,实时数据通过IEB总线形式采集、存储以及向输电监测系统提供实时运行数据。

3 系统物理架构

输电线路状态监测系统可以充分利用现有设备。

1)增加独立的应用服务器和数据库服务器给输电状态监测中心信息平台,以运行基于Google Earth的展现/分析/指挥平台,数据库用于保存采集的图像数据、系统配置信息和抽取的电网模型/业务数据等。

2)视频监控前端摄像机通过光纤通道接入局内网络。视频监控装置采用专用的多路NVR对前端摄像机进行控制、存储视频和发送告警信息。

3)采用多路分屏控制器同时作为信息平台的客户机和大屏显示的控制装置,输出多路视频/图形型号给大屏显示。由于该设备要同时打开多窗口显示,配置应具备较高性能的工控机。

4)通过防火墙,查询雷电信息数据库,获取雷电信息。

5)PMS服务器、数据库以及GIS应用服务器、GIS数据库服务器、PI数据库通过网络连接。

4 多种接入图像视频的应用

4.1 基于GPRS图像接入

在使用前,应通过数据维护平台对无线图像采集的监测点进行配置。配置通过信息平台地理图上,选取安装无线图像采集装置的杆塔,新增、修改、删除监测点。配置后,所有无线图像监测点作为一个图层,可以在地理图上显示并操作。配置信息主要为监测点名称,该名称也用于和图像采集服务器进行对应。需要和图像监测系统中的监测点名称一致。

无线图像采集系统位于外网。位于公网的图像采集服务器接受图像监控终端定时上送的图像数据,并保存在其数据库中。图像采集服务器提供Web Service访问接口。图像采集模块定时通过该Web Service接口获取更新的图像数据,保存在外网数据库中,由外网信息平台从数据库中获取后进行分析和展现。

与无线图像采集系统的主要分界点是Web Service访问接口。图像采集模块为图像采集服务器提供输入参数,图像采集服务器返回该时间标记之后采集的图像。对于访问Web Service接口获取失败的,图像采集模块记录日志,并告警提示管理员采取措施。

4.2 基于IP有线视频系统接入

在使用前,应通过数据维护平台对有线视频采集的监测点进行配置。配置通过信息平台地理图上选取的安装有线视频采集装置的杆塔,新增、修改、删除监测点。配置后,所有有线视频监测点作为一个图层,可以在地理图上显示并操作。

配置信息主要为监测点名称和NVR编号(如果有多个NVR),该名称也用于和NVR进行对应,需要和NVR中的监测点名称一致。

有线视频采集系统提供专用的视频监控系统NVR提供视频访问、报警输出的服务,NVR提供SDK给信息平台进行访问。

4.3 基于无线MESH视频接入

目前已安装在各电压等级线路的图像和视频监控装置共134套,其中有122套图像监控装置,6套光纤通信和有线低压供电视频装置,6套无线Mesh中继通信和太阳能供电视频(其中1套为风光互补供电红外夜视视频),3套3G视频装置,使工区所管辖线路的所有重大危险点均受控。首次采用OPGW开接与无线MESH结合通信方式,风光互补供电方式,红外夜视监控。

通过图像识别、视频识别等技术辨别线路保护区内是否有大型施工机械施工以及防盗监控范围内是否可疑人物侵入,并进行自动预警,从而准确、及时、高效地掌握线路危险点情况,并降低值班人员浏览图像视频监控的工作量。

4.4 主要图像视频接入方式比较

目前嘉兴输电线路状态监测中心图像视频监测装置主要有4类:低压有源光纤专网方式的有线视频监测装置、低压有源基于3G网络的无线视频监测装置、基于无线Mesh的太阳能视频监测装置、基于GPRS的太阳能无线图像监测装置。表1对其优缺点进行了比较。

5 状态监测系统集成展现

监测中心大屏幕2×6=12台的46寸LCD液晶显示单元拼接方式来实现其显示功能。通过状态监测系统集成的PMS、GIS、PI实时数据、雷电定位、移动巡检、图像视频等信息集中在大屏幕系统进行多模式切换展现。

6 结语

输电线路状态监测系统集成了多种图像视频的应用,在监控后台集中展示和分析,如:高电压杆塔安装视频设备,实现了多视角,多方位、全面而客观的展现了更加真实的电网运行状态。建成了以电子指挥沙盘手段的输电线路综合管理,基于电网一体化图形展现,实时获取电网相关的基础数据、运行数据、环境数据,提供电网现实环境下的仿真,形成了电网生产调度指挥“电子沙盘”的雏形,利用空间分析手段结合生产业务逻辑规则,为电网生产调度指挥提供更加科学的辅助决策。

系统在嘉兴电力局上线以来,总体运行情况良好,通过输电线路状态监测系统的使用,使现场作业管理上了新的台阶,将3G等现代信息技术手段运用于状态监测工作,改变了过去传统的人工方式,大大提高了工作效率和可靠性,避免了许多人为因素造成的无法实时监测的情况。建设输电线路监控中心,对线路状态实时监控以及运行检修作业智能调度,为线路状态检修提供依据以及实时监控线路保护区外力破坏情况,采取相关措施预控线路运行突发事件的发生,提高了输电线路运行管理水平,有效保障了线路长期的安全运行,大大减少了人力、物力、财力的消耗,经济效益明显。

参考文献