電力設備運行狀態在線監測系統的設計和實現

黎兵 張茂永 陳知元 張立 王亞南

摘要：高壓輸電線路是電力輸送的關鍵，尤其是在智能電網的核心構成中，為了滿足較大范圍和規模的供電需求，必須確保高壓輸電線路達到標準的運行要求。電力設備運行狀態在線監測系統具有科學的監測作用，可以對電力設備的運行狀態進行持續的和實時的監測，為了達到更好的監測質量和效果，需要加強對電力設備運行狀態監測系統的設計，針對多元化的監測需求，不斷完善系統的監測技術。但技術的提高受到較多因素的影響，導致較多的系統問題，不僅無法達到監測標準，還會造成電力設備運行故障，所以更要注重電力設備運行狀態在線監測系統設計的可實現性。

關鍵詞：電力設備運行;在線監測系統;設計和實現

引言

過對電力設備狀態進行監測和科學合理的診斷，可以降低相關設備的運行與維護成本，使整個系統的運行更加安全。本文對電力設備狀態監測和相關的故障診斷的實際應用情況進行了闡述。在對整個電力系統進行監測和故障診斷的過程中，對于具體設備和系統的綜合分析與常規測試都十分重要，有效保障這兩點就可以及時的消除相關的安全隱患，使電力系統可以穩定運行。另外，可以通過引入計算機技術、信息技術與人工智能技術，以便更好地對檢測到的故障進行具體判斷，分析其影響因素和可能造成的事故結果，尋找故障原因之間的內在規律，探索更加有效的故障診斷技術與狀態監測系統。

1電力設備運行狀態在線監測系統的設計思路

電力設備運行狀態在線監測系統可以通過收集絕緣劣化或缺陷過程中產生的電氣、物理和化學等特性變化信息的方式，進行綜合的分析和處理，從而掌握實際的變化數據和趨勢，作為評估電力設備可靠性和使用壽命等性能標準的科學依據。當數據和趨勢存在異常表現時，可從中推斷出電力設備運行存在的故障，以及故障的原因、程度和范圍等影響。所以電力設備在線監測系統的設計必須能夠及時和準確地了解電力設備運行的情況，尤其是在故障前期的微弱表現信息，是做到提前示警和評估的關鍵。

2狀態監測與故障診斷的必要性

為了保證電力系統安全運行，需要對整個系統的設備狀態進行嚴密的監測并需要擁有良好的故障診斷技術。在電力設備的具體運行過程中，難以避免的會由于各種外部因素和內部因素的影響出現相關故障;同時，由于電力系統的長期運行，建設材料難以避免的會由于電熱氣候等原因出現老化，一旦電力系統發生故障，有可能造成的后果就是區域性的停電，嚴重時甚至有可能引起大規模停電，造成非常重大的損失。為了避免相關故障的發生，電力企業必須能夠有效地對整體設備和相關系統進行狀態監測，同時對可能發生的故障進行正確診斷。按照傳統的檢測方式，相關工作人員需要對整個電力系統的裝置及運行狀態數據進行記錄，對相關參數進行控制，分析采集得到的數據與狀態進行評估，最后得到檢驗結果。整個狀態監測與故障分析的基本步驟都是首先進行數據采集與分析，根據分析的結果進行設備的特征提取，完成對整體狀態的評估。通過這些步驟，可以有效地對整個系統運行數據進行收集和資料積累;通過詳細的數據記錄，建立起科學的分析模板，可以及時發現并處理可能存在的問題，確保整個系統的安全運行，防止故障發生;最后，通過相關的監測與控制，完成對設備的測評和結果的有效分析，達到預測系統出現工作異常的目的。

3電力設備在線監測系統的系統架構

3.1過程層設備監測

對工藝層設備的監測包括變壓器、電容器、避雷針、組合式氣體絕緣裝置和斷路器。目前，中國對電器設備進行了廣泛的研究，監控能力和范圍不斷提高，智能開關是監控工藝層設備的重要組成部分。它們通常配備電子設備、數字通信接口、傳感器和驅動程序，并具有在線監測和診斷功能。用于電氣設備的SF6絕緣性能是確保安全運行的必要條件，電氣設備運行期間會發生放電現象，局部放電是設備運行狀況監測的目標之一。變電站在線監控系統包括智能監控平臺、容差設備、斷路器等。以實時監控變電站在線運行狀態，及時處理異常信號報警。

3.2變電站運行環境監測

針對變電站運行環境的監測需求，以安全和視頻防護監測為主，通常是無人值班監測系統，可以在減少人力資源的基礎之上，達到更加準確的實時監測、出入口監測、防盜報警和火災預警等監測目的。主要通過紅外線、紫外線和電子煙感等技術，收集變電站內環境溫度、變電站外環境溫度和風速雨量等數據信息，記錄變電站可能產生的明火、漏電、煙霧和進排水等情況。監測到的數據經過通信網絡向子站系統傳輸，最后由集控中心對全部數據信息進行分析和處理，達到密集型排查電力設備運行狀態監測效果。輸電網環境監測信息內容較多，以變電站運行環境監測最為關鍵，當數據信息異常表示變電站存在故障問題時，可通過遠程視頻監控終端，窗口自動切換，將報警信號和圖像傳輸，并自動確定報警位置和類型，還可與警笛或照明等設備聯動，強化監測系統的警示意義。險情的監控和自我檢查需求，可通過視頻單元系統實現，對事故地點和實際情況進行全方位的智能化跟蹤。

3.3過程層設備監測

過程層設備監測包含的組件較多，以變壓器、電容器、避雷器和斷路器為主。為促進監測能力和范圍的提高，需對電力設備深入研究，尤其是在過程層設備中起到重要作用的智能型開關，需加強電子設備、傳感器、執行器和數字型通信接口等配置，提高在線監測和診斷功能的整體水平。為確保安全運行狀態，必須對電氣設備運行中產生的局部放電嚴密監測。可采用SF6電氣設備，通過其絕緣性能優勢，減少放電問題造成的不良影響。

結束語

在線監測系統是一個系統，用于分析和報告電氣設備的運行狀況，通過計算機技術應用后的電氣設備數據采集將信息傳遞給處理器，通過光纖通信將信息傳遞給中央監測站，并通過該系統的應用進行控制和 為中央站和工作人員提供可靠的監控數據，及時消除電氣設備故障，提高電氣設備運行的可靠性和穩定性。

參考文獻

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