田春杰

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067002）

為了保證用戶正常用電，有必要及時發(fā)現(xiàn)并解決輸配電設(shè)備運行中出現(xiàn)的故障，以提高工作人員的工作質(zhì)量和工作效果。

1 信息融合技術(shù)的概念及特征

所謂信息技術(shù)集成，是指從我國科學(xué)技術(shù)和計算機(jī)通信的不斷發(fā)展中衍生出來的一種新型技術(shù)。通過信息融合技術(shù)可以對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，匯總和整合，從而使信息高效整合、共享和傳播的目標(biāo)得以實現(xiàn)。信息融合技術(shù)應(yīng)用是在1970 年被首次提出來的，當(dāng)時的科學(xué)家獲得了大量信息，然后考慮應(yīng)如何對信息進(jìn)行分類、歸納，在當(dāng)時條件有限，科學(xué)家就應(yīng)用到了計算機(jī)通訊技術(shù)把信息進(jìn)行整合、歸檔，從而使數(shù)據(jù)的調(diào)配和應(yīng)用發(fā)展都得到了有效保證。

1.1 數(shù)據(jù)層的信息融合

信息融合技術(shù)應(yīng)用有三大特征，其中一個特征就是對數(shù)據(jù)層的信息融合。對于數(shù)據(jù)層的信息融合使原始數(shù)據(jù)的歸納、整合與分類都得到了保障，想要創(chuàng)建數(shù)據(jù)層，就要分析并整合原始數(shù)據(jù)，才能使信息的有效性、準(zhǔn)確定都能得到一定的保證。信息融合的綜合性發(fā)展體現(xiàn)在對信息數(shù)據(jù)層的應(yīng)用上面。通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)層，使得原始信息能夠得到存檔與保留以及進(jìn)行后續(xù)信息分析的目標(biāo)得以實現(xiàn)。但是數(shù)據(jù)層的信息融合也有不足之處的存在，對信息處理過程中會有大量時間產(chǎn)生，沒有足夠的能力進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的綜合分析，使前期的信息歸納整合、分類時間增加了，同時對后續(xù)的信息決策產(chǎn)生了一定的影響。所以，如果沒有完整的數(shù)據(jù)層原始信息以及應(yīng)用信息融合技術(shù)還不熟練，就會致使信息傳遞過程中有一定誤差的存在，從而影響信息分析。

1.2 決策層的信息融合

進(jìn)行信息融合的過程中，通過對決策層的信息融合進(jìn)行創(chuàng)建，使其能夠在最快的時間提供最真實有效的數(shù)據(jù)給決策者，從而使決策者能夠依靠決策層對各類信息的融合提出有效決策得到保證，同時通過決策層進(jìn)行合適的信息處理技術(shù)的選擇，對于數(shù)據(jù)的獲取結(jié)果能以最快的速度進(jìn)行最有處理和選擇。這種情況下，決策者的決定由決策層的信息融合而決定，所以，決策層的信息融合是非常重要的。

2 變電運維的主要故障分析

2.1 接地故障分析

接地故障是一種經(jīng)常發(fā)生的故障現(xiàn)象，通常是因為線路斷線、設(shè)備絕緣老化或者一些外部災(zāi)害如泥石流、風(fēng)雪、地震等所引起的。如果有接地故障發(fā)生的時候，尤其是這個時候各個相接地都發(fā)生短路之后，強(qiáng)電流給了設(shè)備一定的壓力，同時高電壓需要絕緣來承受負(fù)荷，如果絕緣性較差，則非常容易被擊穿，設(shè)備就會有繞組變形的情況產(chǎn)生。不止如此，如果充油設(shè)備存在油質(zhì)低但是溫度高的情況，就會引起爆炸等危險事故的發(fā)生。

2.2 變電設(shè)備開關(guān)故障分析

變電設(shè)備開關(guān)故障也是經(jīng)常發(fā)生的一種故障，一般情況下會出現(xiàn)跳閘、失靈等情況。但是可以通過故障錄波的應(yīng)用，對測控設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，而相應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)也能夠監(jiān)控對于各項設(shè)備裝置的保護(hù)動作，這樣就能使設(shè)備的異常癥狀得到確定，然后詳細(xì)記錄監(jiān)察結(jié)果，并將其進(jìn)行歸并，進(jìn)而整理成一份專門的報告，緊接著對主變壓器出現(xiàn)跳閘狀況之前各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其中包括溫度、顏色、油位等，同時對發(fā)生故障之后的變壓器進(jìn)行仔細(xì)檢驗，檢驗是否出現(xiàn)冒煙、噴油等異常的情況，最后合理預(yù)判該設(shè)備的狀態(tài)。如果設(shè)備被裝配到覆冰的位置，則需要對電網(wǎng)運行的形式進(jìn)行更換，使覆冰線路內(nèi)電流增大，從而使融冰電流得以實現(xiàn)，但是要確保變電站的融冰電流不能高于正常電流空間，這樣設(shè)備才能正常運行，從而使電網(wǎng)的安全運行得到保證。需要注意的是，對電網(wǎng)運行形式進(jìn)行更換，對于跳閘以及重合閘對電網(wǎng)的影響就要進(jìn)行全面的考察，查看相關(guān)線路和設(shè)備參數(shù)是否與供應(yīng)電力的標(biāo)準(zhǔn)相符。

2.3 拉合故障分析

在變電運維設(shè)備運行過程中，為了使變電設(shè)備產(chǎn)生的故障頻率能夠得到有效的降低，就要對巡視檢查力度進(jìn)行一定的增強(qiáng)。對于運行過程中跳閘問題以及拉合開關(guān)現(xiàn)象的反復(fù)出現(xiàn)，對跳閘的次數(shù)和短路電流數(shù)據(jù)要進(jìn)行詳細(xì)的記錄，這樣就能夠?qū)罄m(xù)真空泡和SF6 氣體等絕緣介質(zhì)的按時更換提供有利條件。

3 變電設(shè)備運行故障協(xié)同診斷優(yōu)化

3.1 總體構(gòu)建

在建立供電系統(tǒng)中變電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)時，要根據(jù)現(xiàn)代化的大數(shù)據(jù)技術(shù)以及信息融合技術(shù)來進(jìn)行，其中總體結(jié)構(gòu)是通過運用采集層全方位的采集變電設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后將信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效傳輸，依據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分析研究變電設(shè)備的標(biāo)識、屬性、外部環(huán)境、內(nèi)部環(huán)境和運行狀態(tài)，而且還要對射頻識別技術(shù)進(jìn)行使用，方便對電子標(biāo)簽上的信息進(jìn)行讀取，從而使信息采集得到實現(xiàn)。而通信層把采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全高效的傳輸，通過將信息傳播到應(yīng)用層，方便分析和處理信息。通常情況下，應(yīng)用層主要包括兩部分，即信息接收中心和故障診斷處理中心，信息接收中心對于傳輸?shù)男畔⒛軌蜻M(jìn)行精準(zhǔn)快速的接收并儲存，而故障診斷處理中心則會處理接收到的信息，依據(jù)變電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而判斷出變電設(shè)備是不是能夠正常運行，使變電設(shè)備能夠在運行過程中進(jìn)行故障診斷的目標(biāo)得以實現(xiàn)。工作人員則會依據(jù)故障診斷的結(jié)果對設(shè)備進(jìn)行有針對性的檢修與升級，從而使供電網(wǎng)絡(luò)的安全性得到有效保證。

3.2 變電設(shè)備運行故障原始信息采樣

在輸變電設(shè)備運行的過程中，一些大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障所診斷出的問題，如果對設(shè)備的檢修和養(yǎng)護(hù)沒有及時進(jìn)行，就會引起安全事故的發(fā)生，使用戶的正常用電受到影響。即使供電企業(yè)對于輸變電設(shè)備故障的診斷力度逐步加強(qiáng)了，但是在對輸變電設(shè)備進(jìn)行檢修的過程中仍然有缺點存在。首先，在實際工作當(dāng)中，技術(shù)人員進(jìn)行檢修的過程沒有嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，而且大多數(shù)工作人員沒有較高的檢修水平，就容易有漏檢以及錯檢的情況出現(xiàn)，從而沒有發(fā)現(xiàn)安全隱患的存在。其次，由于計算機(jī)和信息技術(shù)的不斷快速發(fā)展，一部分大型供電企業(yè)為了使輸變電設(shè)備故障診斷能力得到有效提升，采用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行設(shè)備故障信息的收集和整理。但是，一些維修人員對于數(shù)據(jù)挖掘方面的專業(yè)技術(shù)和知識不是很精通，供電企業(yè)對于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還處在試用的階段，在一定程度上使其穩(wěn)定性得到了發(fā)揮。最后，供電企業(yè)對于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的投入還是相對比較少的，而且老舊的監(jiān)測系統(tǒng)沒有辦法使其作用得到充分的發(fā)揮。對變電設(shè)備的運行故障進(jìn)行原始信息采樣的節(jié)點分布如下圖1 所示。

圖1 變電設(shè)備運行故障原始信息采集節(jié)點分布

3.3 故障特征提取

在對變電設(shè)備運行故障的原始樣本進(jìn)行信息采樣和信息融合上，要使用大數(shù)據(jù)傳感信息感知的辦法，改善變電設(shè)備的運行故障協(xié)同診斷措施，同時能夠提出關(guān)于信息融合技術(shù)的變電設(shè)備運行故障的協(xié)同診斷所能運用的辦法。將變電設(shè)備運行故障的關(guān)鍵特征量進(jìn)行有效提取，通過迷糊信息融合技術(shù)的使用，對變電設(shè)備的運行故障進(jìn)行特征分布式檢測以及智能分類，把變電設(shè)備運行故障特征分布的樣本集序列{x(n)}設(shè)為零均值的K階高斯平穩(wěn)的過程，假使在故障發(fā)生以前系統(tǒng)處在穩(wěn)定運行的狀態(tài)，從而能夠得到變電設(shè)備運行所產(chǎn)生的故障特征。

3.4 故障協(xié)同診斷輸出

用于變電站設(shè)備運行故障特征的分布式檢測和智能分類的技術(shù)是模糊信息融合技術(shù)，結(jié)合模糊信息聚類方法，可以實現(xiàn)對各種變電站設(shè)備運行故障的分類和診斷的目的。實現(xiàn)并結(jié)合圖分析方法和變電站設(shè)備運行故障樣本數(shù)據(jù)信息的融合結(jié)果，對變電站設(shè)備運行故障進(jìn)行協(xié)同診斷。這樣可以優(yōu)化對變電站設(shè)備運行故障的診斷，其實現(xiàn)過程如圖2 所示。

圖2 變電設(shè)備運行故障協(xié)同診斷實現(xiàn)流程

3.5 仿真測試分析

為了測試該方法能否實現(xiàn)變電站設(shè)備運行故障協(xié)同診斷的應(yīng)用性能，有必要使用MatlabSimulink 工具進(jìn)行相應(yīng)的仿真實驗。如果電力設(shè)備的衰減振蕩為0.56V，則設(shè)備故障檢測將選擇1024 個樣本采樣長度，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的權(quán)重系數(shù)為0.43，換向比為1.25。單換向容量為590MV/A，1.5AC 系統(tǒng)短路，根據(jù)上述參數(shù)設(shè)置，從而協(xié)同診斷分析電力設(shè)備的故障。

3.6 提升變電工作人員的技術(shù)水平

要想使變電運行當(dāng)中的故障問題得到有效解決，這就要求技術(shù)人員要有較高的實際技術(shù)水平，但是現(xiàn)階段變電運行管理人員沒有較高的技術(shù)水平，如果變電運行當(dāng)中有嚴(yán)重故障問題的發(fā)生，技術(shù)人員沒有辦法及時發(fā)現(xiàn)問題并及時進(jìn)行解決，從而致使后果會非常嚴(yán)重。所以，對提高變電技術(shù)管理人員的技術(shù)水平要引起足夠的重視，并對技術(shù)培訓(xùn)進(jìn)行增強(qiáng)，從而在發(fā)生一些比較常見的問題時變電運行管理人員就能夠進(jìn)行快速診斷并進(jìn)行及時的解決。另外，對于故障經(jīng)驗技術(shù)人員要進(jìn)行不斷的總結(jié)歸納，經(jīng)常性的進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，同時利用管理人員遇到的變電故障的經(jīng)驗以及解決方式制定學(xué)習(xí)手冊，使技術(shù)人員都能夠研究學(xué)習(xí)，同時此本手冊還能達(dá)到應(yīng)急預(yù)案的效果。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)時代的到來促使人們的生活和工作的各個方面發(fā)生了革命性的變化。除了互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)行業(yè)外，其他行業(yè)的深入應(yīng)用仍需要長期的研究和磨合，這是相對滯后的。大數(shù)據(jù)時代的到來為各種行業(yè)的管理和發(fā)展提供了新的思路和方法。