自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用

歐陽(yáng)英耀 李毅群 謝華北

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，電氣設(shè)備在不同的電力系統(tǒng)中有著不同的作用和操作方法，它對(duì)于操作人員的要求是非常高的，尤其是對(duì)于一些本身對(duì)于外界較為敏感的設(shè)備來(lái)說(shuō)，需要國(guó)家認(rèn)定的證書(shū)考試，持證上崗才能按照規(guī)程進(jìn)行操作和監(jiān)管。在電氣設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中，它的運(yùn)行狀態(tài)與工作人員的專(zhuān)業(yè)技能、環(huán)境以及使用情況都有著密切的關(guān)系，有些電氣設(shè)備體積比較大，需要直接連入到高壓網(wǎng)中，管理起來(lái)有著一定的難度。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);控制技術(shù);自動(dòng)監(jiān)控

引言

為了保障電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，降低設(shè)備運(yùn)行和維修成本，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)作為保證電氣設(shè)備運(yùn)行正常的關(guān)鍵，結(jié)合其重要性剖析，對(duì)故障診斷技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)研究，目的在于更有效地保證電氣設(shè)備運(yùn)行正常，提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率。

1電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

在線監(jiān)測(cè)是在電氣設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，利用傳感、計(jì)算機(jī)、光電子技術(shù)等手段，對(duì)電氣設(shè)備的狀況開(kāi)展連續(xù)性自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下三點(diǎn)要求：為防止產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行可靠性造成不利的影響，使用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患。采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)停電試驗(yàn)方法所造成的電氣設(shè)備的停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)一些老舊設(shè)備和疑似有缺陷的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)故障征兆及時(shí)退出、維修或者更換故障的電氣設(shè)備，在保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，充分發(fā)揮老舊設(shè)備的運(yùn)行壽命。

2 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)構(gòu)

2.1系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)

在電氣設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，第一步需要對(duì)系統(tǒng)整體框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)本身進(jìn)行定位，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要的技術(shù)進(jìn)行初步論證判斷，明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程、技術(shù)參數(shù)、所需要的工具，只有保證大方向的完善性，才能確定下一步操作。在自動(dòng)化系統(tǒng)整體框架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該明確它的核心功能，是對(duì)電力系統(tǒng)中的不同設(shè)備進(jìn)行集成化監(jiān)管的系統(tǒng)，它是一個(gè)開(kāi)放的管理模式，主要對(duì)象是電氣設(shè)備中的敏感信息，可以根據(jù)具體的環(huán)境、電氣設(shè)備的用途等進(jìn)行邏輯視圖的構(gòu)建。其次，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所應(yīng)該滿足的功能進(jìn)行具體地設(shè)定，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、信息的判斷分析以及人機(jī)之間的交互。其中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)，它需要對(duì)敏感信息的范圍有具體的界定，編制相應(yīng)的流程，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)化。而數(shù)據(jù)信息的判斷和分析也需要有一套明確的標(biāo)準(zhǔn)，作為下一步操作的依據(jù)。人機(jī)交互主要是對(duì)監(jiān)管過(guò)程的一個(gè)顯示，工作人員可以捕捉到有用的信息，進(jìn)行綜合判斷，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

2.2集中式監(jiān)控技術(shù)

集中式監(jiān)控技術(shù)能夠有效地簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)，降低核心主機(jī)的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)，從而提高監(jiān)控系統(tǒng)的效率。通過(guò)在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用集中式監(jiān)控技術(shù)，能夠?qū)﹄姎夤こ瘫O(jiān)督控制工作進(jìn)行簡(jiǎn)化，在這一技術(shù)模式下只需要使用一個(gè)處理器就能夠完成對(duì)整個(gè)電氣工程的監(jiān)督控制，這樣不僅可以降低監(jiān)控系統(tǒng)所需要消耗的能源，而且還會(huì)減少主機(jī)所需要處理的數(shù)據(jù)，緩解主機(jī)的運(yùn)行壓力。通過(guò)應(yīng)用這一技術(shù)可以有效地簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題以后，由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單，不需要一一排除系統(tǒng)的故障，從而提高系統(tǒng)的維修效率，在處理器出現(xiàn)故障之后也可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)工作，從而有效地提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。集中式監(jiān)控系統(tǒng)還具有其他一些優(yōu)點(diǎn)，如對(duì)于軟硬件沒(méi)有太高要求，因此使其的前期設(shè)計(jì)工作較為簡(jiǎn)單，適用于多個(gè)環(huán)境和場(chǎng)景下的應(yīng)用。

2.3基于人工智能技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

為了提高電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的智能化，將專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等信息融合技術(shù)融入故障診斷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，充分利用智能信息處理技術(shù)的協(xié)作優(yōu)勢(shì)，克服應(yīng)用單一故障診斷方法所存在的局限性，為電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷數(shù)據(jù)的分析和處理提供一個(gè)有力的解決工具。

2.4變壓器監(jiān)測(cè)診斷

包裝機(jī)組運(yùn)行需要變壓器的支持，變壓器運(yùn)行以充油絕緣為主，當(dāng)前，為了進(jìn)一步優(yōu)化變壓器性能，同樣還會(huì)應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣。充油變壓器在進(jìn)行絕緣診斷期間，故障診斷的主要方法為油中溶解氣體分析。不同形式下的變壓器絕緣，診斷手段以局部放電測(cè)量形式展開(kāi)。局部放電診斷中，注意關(guān)注電回路變化，是否會(huì)產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，觀察聲輻射以及電磁輻射等變化。結(jié)合變化情況及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。關(guān)鍵點(diǎn)在于局部放電情況下所發(fā)出的聲輻射信號(hào)。局部放電故障診斷期間，在線檢測(cè)診斷，需要在接地線位置以及變壓器套管末端位置連接設(shè)置電流傳感器，及時(shí)對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行收集。隨后將收集到的信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行數(shù)字化處理，做好數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等工作。準(zhǔn)確對(duì)放電源進(jìn)行定位，具體包括聲信號(hào)定位、電信號(hào)定位。其中，聲信號(hào)定位主要針對(duì)放電信號(hào)進(jìn)行分組處理，根據(jù)電信號(hào)參考基準(zhǔn)，對(duì)時(shí)差速度以及聲傳播速度等進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)編制方程式，隨即確定放電源具體位置。隨即進(jìn)行延時(shí)分析，設(shè)雙曲面方程，根據(jù)計(jì)算數(shù)值準(zhǔn)確診斷放電故障。電信號(hào)定位，則針對(duì)變壓器繞組過(guò)程中所出現(xiàn)的放電現(xiàn)象，主要通過(guò)繞組二端進(jìn)行傳播。及時(shí)對(duì)繞組的中端與高端電信號(hào)進(jìn)行采集，分析電信號(hào)的線性關(guān)系，由此與準(zhǔn)確定位放電源位置。

結(jié)束語(yǔ)

為了促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)在社會(huì)中的持續(xù)發(fā)展，需要優(yōu)化配電網(wǎng)故障檢測(cè)系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)在線裝置自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用。同時(shí)，將其廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)設(shè)計(jì)方面，主要作用是提升配電線路故障檢測(cè)的質(zhì)量，對(duì)其故障進(jìn)行更加準(zhǔn)確地定位，從而進(jìn)一步保證配電線路運(yùn)行的安全性。電力企業(yè)還應(yīng)重視電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用，通過(guò)在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建技術(shù)應(yīng)用體系，創(chuàng)新應(yīng)用方式，使電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)獲得更好地應(yīng)用，更好地推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張群安，陸振華，王碩，等.輸配電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2019，16（21）：5-6.

[2]王海霖，覃玉茂，歐遠(yuǎn)明.電力系統(tǒng)配電線路連鎖故障自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019，No.239（9）：227-231.

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