趙書(shū)航++董冰

摘 要：本文介紹了常見(jiàn)輸變電故障，強(qiáng)調(diào)了故障的發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性的不良影響。重點(diǎn)從設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)兩個(gè)角度，對(duì)輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析以及智能診斷系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，驗(yàn)證了系統(tǒng)功能。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備；狀態(tài)；智能診斷；系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.115

0 前言

輸變電設(shè)備是電力系統(tǒng)的主要組成部分，其運(yùn)行效率與效果，在很大程度上影響著電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。在實(shí)際使用過(guò)程中，受大量因素的影響與作用，輸變電設(shè)備很容易出現(xiàn)故障，傳統(tǒng)的故障排查方法，效率低、效果差。本文基于計(jì)算機(jī)以及智能化技術(shù)，建立了輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析與智能診斷系統(tǒng)，為故障診斷效率的提高提供了保證。

1 輸變電設(shè)備故障

電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備，由變壓器以及輸電線路等構(gòu)成，故障類型同樣包括很多種，如元器件破裂、卡死、破損等，都屬于常見(jiàn)的故障類型[1]。設(shè)備故障發(fā)生后，電力系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)受到阻礙，電力用戶的正常用電，同樣會(huì)受到影響，及時(shí)診斷故障，并將其及時(shí)解決，是減輕故障負(fù)面影響的關(guān)鍵，對(duì)于電力領(lǐng)域及電力用戶而言，都極其重要。

常規(guī)輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及故障診斷方法，以人工排查方法為主，效率低，且容易存在漏洞，導(dǎo)致部分故障擴(kuò)大化，造成更大的損失[2]。在信息化與智能化技術(shù)水平不斷提升的今天，建立輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析與智能診斷系統(tǒng)，開(kāi)始成為了電力領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性的提升，具有重要價(jià)值。

2 輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析與智能診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析與智能診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)框架。系統(tǒng)共由三大模塊構(gòu)成，分別為數(shù)據(jù)采集模塊、業(yè)務(wù)集成模塊以及客戶端[3]：1）數(shù)據(jù)采集模塊：功能在于實(shí)時(shí)采集輸變電設(shè)備信息，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)的方法，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合當(dāng)日氣象資料，分析設(shè)備產(chǎn)生故障的幾率。該模塊同樣支持對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，工作人員可在需要時(shí)，從系統(tǒng)中調(diào)取以往設(shè)備信息。2）業(yè)務(wù)集成模塊：包括設(shè)備故障范例模塊、故障識(shí)別模塊、故障診斷模塊以及系統(tǒng)維護(hù)管理模塊等。設(shè)備故障范例模塊功能在于為故障的診斷提供以往經(jīng)驗(yàn)作為依據(jù)，以提高故障的診斷與識(shí)別效率，在系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位。3）客戶端：相關(guān)工作人員，可通過(guò)客戶端，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)處理，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（2）在線狀態(tài)分析與智能診斷功能設(shè)計(jì)。1）綜合診斷：通過(guò)PMS系統(tǒng)，調(diào)度SCADAA等系統(tǒng)，獲得設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)日氣象情況，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合診斷。2）在線監(jiān)測(cè)：對(duì)變壓器油色譜、變壓器鐵芯、絕緣子污穢、桿塔傾斜情況以及電網(wǎng)負(fù)荷情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。3）風(fēng)險(xiǎn)掃描：結(jié)合故障范例模塊的功能，對(duì)故障危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行掃描，在發(fā)現(xiàn)存在狀態(tài)劣化、變壓器重載等問(wèn)題時(shí)，立即報(bào)警。4）數(shù)據(jù)挖掘：在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)中所累積的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性的分析，找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)與規(guī)律，提高故障診斷的準(zhǔn)確率。5）電網(wǎng)可視化：基于GIS平臺(tái)，建立虛擬電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可視化。6）系統(tǒng)維護(hù)：工作人員在固定時(shí)間內(nèi)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)權(quán)限，提高系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全性。

2.2 輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析與智能診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（1）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。常規(guī)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，以客戶機(jī)/服務(wù)器體系為主，在數(shù)據(jù)共享等方面，存在一定的功能缺陷。本系統(tǒng)基于J2EE四層體系結(jié)構(gòu)，采用構(gòu)件構(gòu)架技術(shù)，為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

（2）系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。在應(yīng)用J2EE四層體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于EJB，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)件進(jìn)行了開(kāi)發(fā)。EJB屬于編程模式的一種，訪問(wèn)控制以及事務(wù)處理編程難度小，能夠根據(jù)“部署描述信息”文件中的聲明，將服務(wù)自動(dòng)應(yīng)用到Enterprise Bcan中。BJB簡(jiǎn)化了分布式對(duì)象的開(kāi)發(fā)、部署以及訪問(wèn)過(guò)程，可以采用任何分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使服務(wù)器得以運(yùn)行，能夠有效降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，提高電力領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益。

3 系統(tǒng)功能驗(yàn)證

3.1 系統(tǒng)功能驗(yàn)證步驟

以變壓器故障診斷為例，對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用效果進(jìn)行了驗(yàn)證：（1）將變壓器狀態(tài)分為不同種類型，并采用不同編號(hào)代表。S1代表正常、S2代表低能放電、S3代表高能放電、S4代表局部放電等。（2）接入在線檢測(cè)以及智能診斷系統(tǒng)，同時(shí)接入油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，開(kāi)始收集待檢測(cè)變壓器的數(shù)據(jù)。（3）將溫度以及濕度等與環(huán)境有關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)中。（4）建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并與故障范例做對(duì)比：設(shè)變壓器當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)函數(shù)為f1（x），將f1（x）與系統(tǒng)中故障范例做對(duì)比，如與范例不符合，則代表當(dāng)前變壓器狀態(tài)正常，不存在故障。如f1（x）存在故障，則需將函數(shù)在此設(shè)置為f2（x），并根據(jù)故障類型，對(duì)該函數(shù)進(jìn)行分型，電性故障為f3（x），熱性故障為f4（x），電性故障包括局部放電與其他放電，熱性故障包括中低溫過(guò)熱與高溫過(guò)熱，在具體分型后，便可最終診斷出故障的具體類型。（5）分析故障診斷結(jié)果。

3.2 系統(tǒng)功能驗(yàn)證結(jié)果

通過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該變壓器存在嚴(yán)重的高溫過(guò)熱問(wèn)題，實(shí)際人工檢查發(fā)現(xiàn)，診斷結(jié)果與變壓器故障完全一致，表明，采用輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析與智能診斷系統(tǒng)，對(duì)輸變電設(shè)備故障進(jìn)行診斷，準(zhǔn)確度較高，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

電力系統(tǒng)應(yīng)將智能化技術(shù)應(yīng)用到輸變電設(shè)備故障診斷中，通過(guò)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及智能故障診斷的方法，提高故障診斷準(zhǔn)確度，降低大型故障的發(fā)生幾率，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

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