基于智能信息融合的電力設備故障診斷技術探究

畢露月　楊文琛

摘 要：隨著電力系統規模的逐漸擴大，人們對電力系統的故障維修和日常監測提出了新的要求。數字信息技術的發展為大型電力系統的故障監測和維修提供了堅實的技術支持。通過分析電力系統故障模擬微機控制系統中的主要技術，提出了切實可行的開發策略，以供參考。

關鍵詞：電力系統；微機控制；故障維修；PLC

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0021-02

近年來，隨著經濟的快速發展和工業化建設進程的加快，人們在生產、生活過程中對電力資源的需求量日益增大。在實踐中可看到，隨著市場經濟體制改革的不斷深化，社會經濟發展中開始出現不均衡的現象，比如較長距離的輸、送電工程，即高壓線路、超高壓線路工程的建設數量不斷增加，這給輸電線路的管理和檢測工作帶了非常大的壓力。在日常管護和檢測的過程中，應仔細記錄高壓線路空載或負載時的狀態，及時記錄發生故障時的電力情況，以確定高壓或超高壓輸電線路運行過程中的繼電保護設備是否正常。電力資源是國民經濟發展過程中的必需資源，這就要求高壓電氣設備不能出現任何故障或短路問題，以免造成嚴重的經濟損失。因此，我們應建立故障模擬系統，以解決高壓線路檢測困難的問題，并通過動態微機管控系統處理電路上的暫態數據信息。

1 電力設備故障管控系統的硬件組成

電力設備故障管控系統主要包括輸入設備、輸出設備和微型計算機等。其中，輸入設備由信號轉換調理板構成，外來信號經轉換設備傳送到中央控制系統中，利用監控計算機對其控制，并利用可編程控制設備（PCL）實現對電力設備的有效控制。同時，還可以利用輸出系統中的顯示器、打印機等顯示故障處理結果。在此過程中，可編程控制器主要用來輔助監控計算機檢測和管控電力設備，PCL可根據輸出信號設定故障要素，比如故障類型和維修線路等。對于系統中的信號轉化設備而言，它可將數字信號有效地轉化為計算機可識別的電信號（電壓信號）。在實踐中，可以在信號轉化設備上安裝抗干擾電路，從而起到保護作用。

2 電力設備故障管控系統的軟件組成

目前，多數電力系統故障問題模擬微機操作系統選用微軟3.2平臺和LABVIEW軟件，通過采集、整理和處理數據信息有效控制電路。與傳統的編程軟件相比，LabVIEW主要通過圖形將語言擴充至可視范圍之內，這樣可使操作更加方便、快捷，功能更加強大。在應用實踐中，完全可通過應用該軟件滿足客戶端數據信息整理和處理的需求。電力設備故障控制和處理系統的軟件部分由系統初始化、參數處理、故障設置和錄波分析等模塊構成。其中，初始化模塊具有初始化接入電氣設備的數據信息、初始化電氣設備原有的參數信息和初始化人工操作等功能。

2.1 控制模塊

控制模塊是故障控制系統最重要的部分之一。故障控制模塊主要包括簡單的故障問題設置和重復故障檢測模塊，即通過既定的設計程序檢測和排查模擬電路中簡單的故障問題。同時，采用人工方式，比如利用鍵盤控制故障問題、利用鼠標合理選擇重要的故障問題頻發點，尤其是線路初始、中間和尾端位置等。故障問題控制系統的內存中積累了很多有經驗的故障線路數據信息，一旦出現故障，則該系統就會對比分析故障數據與原先記錄的數據，從而判斷故障產生的具體位置和類型。當計算機控制系統主線路板的故障線路出現顏色變化時，就會提醒操作人員及時進行有效處理。同時，中央計算機會向PLC發出相應的指令，PLC會根據處理器發出的指令實施故障問題管控。比如，在故障問題檢修步驟的設定中，當中央處理器發出故障維修指令時，PLC會實時管控電力設備故障。

2.2 參數模塊

參數模塊主要用來控制模擬微機控制系統中的相關數據參數，尤其是波形長度、電流和電壓等數據。模擬微機控制系統的頻率可根據需要適當微調，但調整幅度應在500 kS/s的范圍之內。同時，錄波長度應根據頻率適當調整，通常先錄取一段正常數據信息，如果出現故障，則操作人員就可以參考事先錄好的波形，并以電壓、電流變化為基礎，適當調整技術參數。事實上，參數模塊、錄波模塊之間具有非常密切的聯系，錄波模塊的功能是存儲數據信息，并通過示波器顯示，然后自動分析和處理波形。目前，電力設備故障控制系統主要有外部信號刺激啟動和按鍵控制兩種模式，當開啟錄波功能后，中央計算機會向PLC發出相應的故障啟動指令，PLC會按照現有的模擬程序處理故障。中央計算機可按照基礎錄波、頻率對故障數據信息進行分析，并利用示波器顯示，以實現對故障數據信息的動態化監管。微機監測系統可分析數據信息的采集、顯示和處理過程，其主要元件為中央計算機，并在工業生產過程中采用采集卡采集和處理數據信息。

3 國內電網系統調度的自動化建設

在電網調度的自動化控制中，分析了電網的靜態運行，并通過仿真電網調動系統檢驗其靜態運行的效果。通過仿真模擬電網調度自動化，進一步保障了電力資源的優化配置，實現了電廠電力的經濟調度。近年來，隨著我國電網調度自動化的發展，自動化建設取得了多項發展成果，為我國電力系統的自動化建設作出了突出貢獻，電網調度自動化逐漸成為我國電力系統建設中的重要組成部分之一。在電網建設尤其是自動化系統的建設中，電網調度系統的自動化有效保障了電力系統的穩定性和安全性，使我國電力系統的自動化達到了國際化發展水平，并在國家各級電力部門和政府的科學調配下，進一步完善了調度機制，為我國電力系統自動化發展奠定了穩固的基礎。

4 結束語

綜上所述，電力設備故障模擬控制系統利用簡單的電子器件有效實現了對電力設備故障的模擬和監管，具有成本低、操作方便等優點，且具有較高的安全性和可靠性。在具體的實踐中，既可以控制電力設備運行系統中的各項數據信息、物理現象，又可通過模擬電路故障設置，觀察故障發生時的具體數據信息。電力設備系統故障模擬微機控制系統符合繼電保護設備的應用要求，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]肖紅，王慧，范正林，等.電力系統故障分析[M].北京：電力工業出版社，2012.

[2]王兆義.可編程控制器教程[M].北京：機械工業出版社，2012.

〔編輯：張思楠〕