基于物聯(lián)網(wǎng)的變電設(shè)備故障診斷研究

楊合恭

摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為加強(qiáng)物品監(jiān)管力度，實(shí)現(xiàn)物體之間的高效管理，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。變電設(shè)備是現(xiàn)代供電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，一般而言，核電站、火電站、風(fēng)力發(fā)電站、水利發(fā)電等輸出的電是高壓電，而用戶要使用的電是低壓電，而變電設(shè)備就是實(shí)現(xiàn)兩者之間電壓轉(zhuǎn)變的重要設(shè)備，一旦變電設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，因此，在電力運(yùn)行過(guò)程中，必須要對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行不定期的檢查與診斷，確保供電過(guò)程中的安全。變電設(shè)備的故障檢修，一直是電力系統(tǒng)的重點(diǎn)工作之一，我國(guó)已經(jīng)在變電設(shè)備故障診斷方面取得了一定的經(jīng)驗(yàn)和成果，但是由于科技條件的限制，缺乏精準(zhǔn)性。將物聯(lián)網(wǎng)和變電設(shè)備故障診斷相結(jié)合起來(lái)，能夠提升故障診斷的效率，提升診斷的實(shí)效性，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行全面的信息掌控，確保其精確性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);變電設(shè)備;故障診斷

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，使得各種物體之間的管理更加高效，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)還能實(shí)現(xiàn)物體的全程監(jiān)管。變電設(shè)備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行故障診斷對(duì)于保證供電系統(tǒng)的安全，保護(hù)群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全具有重要的意義，依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行故障診斷，能夠節(jié)省人力物力，實(shí)現(xiàn)診斷的高效性。

1 背景和意義

隨著科技的不斷進(jìn)步，電力已經(jīng)成為我國(guó)群眾生活所必不可少的重要能源，也是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，也是我國(guó)國(guó)家能源安全的重點(diǎn)組成部分。變電設(shè)備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于確保電力安全使用具有重要的意義，科技的不斷進(jìn)步，使得物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想成為了現(xiàn)實(shí)，將物聯(lián)網(wǎng)和變電設(shè)備相結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，是當(dāng)前電網(wǎng)研究的重點(diǎn)[1]。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和變電設(shè)備之間的融合發(fā)展，能夠增添變電設(shè)備檢修的科學(xué)性，使得變電設(shè)備故障的診斷能夠更加精準(zhǔn)和高效，進(jìn)而推進(jìn)現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)建設(shè)。

2 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型的通信技術(shù)，依靠于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代科技，能夠?qū)崿F(xiàn)物體信息的全方位采集以及物體之間信息的高效傳輸，并根據(jù)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行智能化的處理。其原理是利用感知層進(jìn)行物體信息數(shù)據(jù)的采集，利用網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行信息的傳輸，最后利用應(yīng)用層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到快遞運(yùn)輸、物流、電力等方面。依靠于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行檢修，首先要通過(guò)射頻識(shí)別器，將變電設(shè)備的信息進(jìn)行采集，其次應(yīng)通過(guò)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，對(duì)變電設(shè)備的實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行檢測(cè)，最后通過(guò)信息的融合，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析，對(duì)變電設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確的故障診斷。

3 故障診斷系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 總體構(gòu)建

依靠現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行供電系統(tǒng)中變電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，其總體架構(gòu)是依靠采集層對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)對(duì)變電設(shè)備的標(biāo)識(shí)、屬性、外部環(huán)境、內(nèi)部環(huán)境及運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行分析探究，并且需要應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，以便于能夠讀取電子標(biāo)簽上的信息，實(shí)現(xiàn)信息的采集。通信層能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，將采集到的信息安全高效地傳輸出去，并傳播到應(yīng)用層之中，以便于進(jìn)行分析和處理。應(yīng)用層一般會(huì)包括兩個(gè)主要部分，信息接收平臺(tái)和故障診斷處理中心，信息接收中心能夠準(zhǔn)確快速地接收傳輸?shù)男畔?，并進(jìn)行存儲(chǔ)，故障診斷處理中心能夠?qū)邮盏降男畔⑦M(jìn)行處理，根據(jù)變電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析，判斷變電設(shè)備運(yùn)行是否正常，從而實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中故障診斷。工作人員根據(jù)故障診斷的結(jié)果，進(jìn)行有目的性的設(shè)備檢修和升級(jí)，從而使得供電網(wǎng)絡(luò)更加安全。

3.2 信息處理與融合

依靠于現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能化的變電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)構(gòu)建，信息的分析與處理是其中的關(guān)鍵，只有正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，保證分析結(jié)果的正確性，才能提高變電設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性。然而，變電設(shè)備發(fā)生故障的因素眾多，所以接收到的數(shù)據(jù)信息類(lèi)型多樣，內(nèi)容復(fù)雜，包括了歷史運(yùn)行信息、當(dāng)前運(yùn)行信息以及預(yù)測(cè)試驗(yàn)信息幾種類(lèi)型[2]。當(dāng)信息處理系統(tǒng)接收到信息后，就可以根據(jù)變電設(shè)備已有的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，或者正常的運(yùn)行記憶信息，經(jīng)過(guò)一系列的部署，接著根據(jù)已有的技術(shù)參數(shù)、檢測(cè)檢修記錄、故障記錄等預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)性信息，進(jìn)行一系列的試驗(yàn)，提升診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，常用的方式是采用隸屬函數(shù)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從數(shù)學(xué)的角度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探究，將接收到的數(shù)據(jù)信息控制在0至1這個(gè)區(qū)間內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建正確的隸屬函數(shù)，采用二元對(duì)比排序、指派或者模糊統(tǒng)計(jì)方式，確定數(shù)據(jù)信息的隸屬關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于接收的數(shù)據(jù)的高效處理，并保證數(shù)據(jù)信息處理的正確性，以實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備故障診斷的正確性。一般而言，在對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行故障信息融合時(shí)，常采用的是模糊理論，采用模糊統(tǒng)計(jì)的方式，對(duì)接收的變電設(shè)備信息規(guī)律進(jìn)行探究，通過(guò)兩兩對(duì)比的方式，得出其中的規(guī)律，進(jìn)而確定隸屬函數(shù)的形狀，根據(jù)隸屬函數(shù)和實(shí)際問(wèn)題的性質(zhì)，探究需要選用的數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行函數(shù)的優(yōu)化。通過(guò)指派方式來(lái)進(jìn)行確定隸屬函數(shù)時(shí)，常用的函數(shù)有Sigmoid函數(shù)、升半梯和降半梯函數(shù)等。

3.3 融合診斷模型構(gòu)建

在基于物聯(lián)網(wǎng)對(duì)變電設(shè)備故障進(jìn)行診斷研究過(guò)程中，還需要考慮局部融合診斷模型的構(gòu)建，設(shè)備故障與征兆構(gòu)建時(shí)，征兆信息與故障類(lèi)型之間的因果關(guān)系是需要考慮的重點(diǎn)，在應(yīng)用模糊理論，其兩者之間的關(guān)系可以用方程式Y(jié)=X*R來(lái)表示，其中X代表征兆信息，Y代表故障狀態(tài)向量，R為常數(shù)，通過(guò)上述這個(gè)模糊參數(shù)關(guān)系方程，根據(jù)權(quán)重進(jìn)行系數(shù)求解，根據(jù)模糊規(guī)則，對(duì)故障的類(lèi)型進(jìn)行分析探究，變電設(shè)備的信息可以分析閾值和最大隸屬度這兩種，當(dāng)故障狀態(tài)向量大于閾值，表示存在變電設(shè)備故障，并可以根據(jù)判斷元素進(jìn)行設(shè)備故障的診斷，如果小于閾值，則表示沒(méi)有存在故障。

4 結(jié)語(yǔ)

變電設(shè)備是供電系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)變電設(shè)備能夠?qū)⒏邏弘娮優(yōu)榈蛪弘?，從而為群眾提供電源，但是變電設(shè)備故障一直電力系統(tǒng)面臨的重要難題之一，需要消耗很大的人力物力去解決。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)物體之間的高效管理。依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)去進(jìn)行變電設(shè)備故障的診斷，能夠使得提高其效率，推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，使得故障診斷更加科學(xué)和智能。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹明明.基于物聯(lián)網(wǎng)的變電設(shè)備故障診斷研究[J].電子測(cè)試，2019，406（01）：101102+132.

[2]符長(zhǎng)友，雷文，朱文忠，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能一體化表設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36，256（6）：133137.