羅麗娟

摘 要：電力設備在各行各業(yè)均有廣泛應用，并且扮演著重要的角色，一旦電力設備出現(xiàn)故障問題，很有可能對人們的日常生活和企業(yè)的正常運轉造成不利影響。因此，做好電力設備的日常檢修和故障診斷就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的故障診斷大多以人工經(jīng)驗判斷為主，診斷效率較低，借助于計算機技術和電子信息技術，實現(xiàn)對電力設備的遠程監(jiān)控和故障自動巡檢，一方面減輕了工作人員的壓力，另一方面也提高了故障診斷效率，保證了電力設備的平穩(wěn)和安全運行。

關鍵詞：電力設備 遠程監(jiān)控 故障診斷 系統(tǒng)結構

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0059-02

設備老化、人為破壞、極端天氣等，都是導致電力設備出現(xiàn)故障的常見因素。電力設備故障不僅會給電力企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失，嚴重情況下還會危及人們的生命安全，因此必須要做好嚴格的監(jiān)管，實施必要的故障診斷，保障電力設備的運行安全。文章首先概述了電力設備遠程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)（RMFDS）的設計思路和硬件組成，隨后分別從現(xiàn)場監(jiān)控、故障診斷、應用程序三方面對遠程監(jiān)控和故障診斷功能的實現(xiàn)進行了分析。

1 電力設備的遠程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的設計思路

在電力設備內部安裝傳感器或是在工作現(xiàn)場安裝監(jiān)控器，收集電力設備的運行數(shù)據(jù)，隨后將這些數(shù)據(jù)輸入到專門的計算機操作軟件上進行分析和加工，將加工后的信息與數(shù)據(jù)庫中的信息進行比對，從而檢測出電力設備存在的潛在故障或安全隱患。檢測到故障信息后，計算機發(fā)出警告信息，管理人員可以快速鎖定電力設備的故障問題，及時制定相應的問題解決措施。RMFDS的應用優(yōu)勢在于，它能夠在短時間內完成信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、指令反饋等多項操作，提高了遠程監(jiān)控的實時性和靈活性，解決了傳統(tǒng)電力設備監(jiān)控中需要耗費大量人力和物力的弊端。除此之外，運用大數(shù)據(jù)和云計算技術，還能夠將電力設備運行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息作為原始依據(jù)，對其進行深層次的分析和利用，最大程度上發(fā)揮數(shù)據(jù)的利用價值。

2 RMFDS的硬件組成及功能

遠程監(jiān)控模塊的硬件主要有攝像機、A/D轉換器、報警解碼器、計算機、云臺等。其中攝像機安裝在電力設備工作和運行的現(xiàn)場，全天候的檢測電力設備的工作狀況；攝像機與A/D轉換器相連，攝像機采集到的視頻信號經(jīng)過A/D轉換器的轉換后，以二進制數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到視頻采集終端，然后經(jīng)過一系列的運算和操作，實現(xiàn)對視頻信息的分解。如果監(jiān)測到電力設備的運行信息異常，則報警解碼器聯(lián)動報警輸出設備，發(fā)出報警信號。早期的遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，各個硬件之間采用有線連接，這種連接方式雖然能夠保證系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，但是穩(wěn)定性較差，現(xiàn)階段遠程監(jiān)控大多采用集成模塊，不僅壓縮了設備體積，而且極大地提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保障了遠程監(jiān)控的穩(wěn)定性。

RMFDS所實現(xiàn)的功能主要包括：一是數(shù)據(jù)的采集和處理功能，例如電力設備的運行狀況、生產(chǎn)情況等，這是遠程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)運行的基礎資料；二是管理功能，系統(tǒng)可以將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)、圖像進行詳細分析、故障診斷和險情預測，從而制定出相應的故障應急處理預案；三是控制功能，管理人員可以將控制指令及時發(fā)送到電力設備的各個控制端，實現(xiàn)信息的反饋。

3 電力設備中RMFDS的軟件組成

除了有硬件設備作為支撐外，要想系統(tǒng)遠程監(jiān)控和故障診斷功能的實現(xiàn)，還必須建立一個兼容性好、功能豐富、界面友好的軟件系統(tǒng)。根據(jù)所要實現(xiàn)功能的不同，RMFDS的軟件部分可分成三大模塊，分別是現(xiàn)場監(jiān)控、故障診斷和應用程序。

3.1 現(xiàn)場監(jiān)控

現(xiàn)場監(jiān)控的基礎是PC端能夠與PLC進行數(shù)據(jù)交換。在PLC方面，只需要根據(jù)系統(tǒng)功能的需要錄入程序即可，因此重點要研究PC端的通信機制，以確保現(xiàn)場監(jiān)控能夠取得應用的效果。要合理選擇PC端與PLC的連接形式，既要保證兩者之間系統(tǒng)兼容，又要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。目前來說，主流的PC-PLC連接方式主要有兩種：第一種是將PC端和PLC的網(wǎng)絡串口進行一一對應連接，直接完成信息傳輸和指令控制，這種連接方式的優(yōu)點在于操作簡便，不會出現(xiàn)亂碼，保證了通信質量；第二種是將PC端看作是一個網(wǎng)絡交換站點，利用無線通信設備、交換機等，實現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)傳輸。這種連接方式不需要在PC端和PLC之間布線，而且信息傳輸速率快。在具體選擇連接方式時，需要結合電力設備監(jiān)控和診斷的實際需要，綜合分析兩種連接方式的利弊，確保電力設備遠程監(jiān)控和故障診斷的實現(xiàn)。

3.2 遠程故障診斷

傳統(tǒng)的監(jiān)控模式和故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足電力系統(tǒng)高科技發(fā)展要求，鑒于電力設備技術水平的不斷提高，網(wǎng)絡技術的廣泛應用，可充分應用遠程故障診斷系統(tǒng)對電力設備進行監(jiān)控，不僅能夠幫助新建大型關鍵電力設備更加完善，還可以時刻密切跟蹤電力設備的運行情況，降低其故障率。目前我國常用的遠程故障診斷是專家會診網(wǎng)絡群建。這個軟件能夠對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進行實時的檢測和分析，并根據(jù)分析的實際情況對電力設備的運行情況提出優(yōu)化建議。當電力設備的技術不斷提高的時候，只需要完善和更新專家知識庫的內容即可，減少了大量的人力資源和時間花費。

3.3 Web服務器與應用程序服務器的軟件設計

根據(jù)電力設備的運行情況設計專門的Web服務器與應用程序服務器軟件，能夠為數(shù)據(jù)的傳輸提供可靠、安全的網(wǎng)絡環(huán)境，令PLC的底層控制系統(tǒng)安全性得到有效的保障，提高診斷系統(tǒng)的安全性和準確性。一般的Web服務器與應用程序服務器的軟件設計主要包括Web服務器的軟件和應用程序服務器的設計，前者主要適用于B/S結構的客戶機，而后者大多適用于基于IIS的ASP動態(tài)網(wǎng)站。當設計工作完成后，可以提高電力設備故障診斷系統(tǒng)的靈活性，進行采集和緩存數(shù)據(jù)工作的時候，使其能夠變得更加方便和簡單，令瀏覽器界面的美觀性也能夠達到要求。此外，在客戶機和服務器數(shù)據(jù)庫查詢的專用區(qū)域中設置數(shù)據(jù)交互，能夠令查詢標準和查詢結果更容易被使用者理解。

4 RMFDS的技術問題和發(fā)展趨勢

電力設備遠程監(jiān)控和故障診斷是依托于計算機和電子信息工程發(fā)展而來的一門新技術，它一方面能夠借助于程序運行，實現(xiàn)了對電力設備運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控，減輕了人力管理負擔；另一方面也能夠及時查找和消除故障隱患，保證了設備的正常運行。但是從目前來看，RMFDS仍然存在一些技術上的不足，例如網(wǎng)絡通信大多采用FTP技術，無論是在數(shù)據(jù)傳輸速率還是傳輸穩(wěn)定性上，都有待進一步提高；網(wǎng)絡通信中多種結構并存，各種信息交互傳遞，容易造成信息流紊亂，影響控制指令的及時傳達等。

5 結語

遠程監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)自應用以來，其應用優(yōu)勢逐步得到了各行各業(yè)的認可，應用范圍也呈現(xiàn)出爆炸式的增長。從最初的模擬視頻監(jiān)控到“PC+多媒體”視頻監(jiān)控，再到當前的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控，RMFDS以更加快速、更加精確的遠程監(jiān)控和故障診斷功能，為實現(xiàn)電力設備的穩(wěn)定和安全運行提供了必要的保障。而隨著網(wǎng)絡通信技術的優(yōu)化、故障診斷系統(tǒng)的升級，RMFDS的應用水平也會不斷提升，為推動電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

參考文獻

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