趙書航++董冰

摘 要：本文介紹了常見輸變電故障，強調(diào)了故障的發(fā)生，對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與安全性的不良影響。重點從設(shè)計與實現(xiàn)兩個角度，對輸變電設(shè)備在線狀態(tài)分析以及智能診斷系統(tǒng)進行了研究，并通過實驗的方法，驗證了系統(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。在實際使用過程中，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。本文基于計算機以及智能化技術(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，都屬于常見的故障類型[1]。設(shè)備故障發(fā)生后，電力系統(tǒng)的運行會受到阻礙，電力用戶的正常用電，同樣會受到影響，及時診斷故障，并將其及時解決，是減輕故障負面影響的關(guān)鍵，對于電力領(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)，開始成為了電力領(lǐng)域關(guān)注的重點，對系統(tǒng)加以設(shè)計，對于電網(wǎng)運行穩(wěn)定性與安全性的提升，具有重要價值。

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)計與實現(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

（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：功能在于實時采集輸變電設(shè)備信息，通過在線監(jiān)測的方法，對設(shè)備運行的實時狀態(tài)進行評估，結(jié)合當日氣象資料，分析設(shè)備產(chǎn)生故障的幾率。該模塊同樣支持對數(shù)據(jù)的存儲，工作人員可在需要時，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、故障識別模塊、故障診斷模塊以及系統(tǒng)維護管理模塊等。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)驗作為依據(jù)，以提高故障的診斷與識別效率，在系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位。3）客戶端：相關(guān)工作人員，可通過客戶端，實現(xiàn)對輸變電設(shè)備的實時監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)故障時，及時處理，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

（2）在線狀態(tài)分析與智能診斷功能設(shè)計。1）綜合診斷：通過PMS系統(tǒng)，調(diào)度SCADAA等系統(tǒng)，獲得設(shè)備實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)以及當日氣象情況，對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行綜合診斷。2）在線監(jiān)測：對變壓器油色譜、變壓器鐵芯、絕緣子污穢、桿塔傾斜情況以及電網(wǎng)負荷情況進行實時監(jiān)測。3）風險掃描：結(jié)合故障范例模塊的功能，對故障危險點進行掃描，在發(fā)現(xiàn)存在狀態(tài)劣化、變壓器重載等問題時，立即報警。4）數(shù)據(jù)挖掘：在不斷總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)中所累積的數(shù)據(jù)進行綜合性的分析，找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)與規(guī)律，提高故障診斷的準確率。5）電網(wǎng)可視化：基于GIS平臺，建立虛擬電網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化。6）系統(tǒng)維護：工作人員在固定時間內(nèi)對系統(tǒng)進行維護，同時，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)的實現(xiàn)

（1）系統(tǒng)實現(xiàn)方案。常規(guī)的系統(tǒng)實現(xiàn)方案，以客戶機/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)的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

（2）系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。在應(yīng)用J2EE四層體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于EJB，對系統(tǒng)的構(gòu)件進行了開發(fā)。EJB屬于編程模式的一種，訪問控制以及事務(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)自動應(yīng)用到Enterprise Bcan中。BJB簡化了分布式對象的開發(fā)、部署以及訪問過程，可以采用任何分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使服務(wù)器得以運行，能夠有效降低系統(tǒng)的維護成本，提高電力領(lǐng)域的經(jīng)濟效益。

3 系統(tǒng)功能驗證

3.1 系統(tǒng)功能驗證步驟

以變壓器故障診斷為例，對系統(tǒng)的應(yīng)用效果進行了驗證：（1）將變壓器狀態(tài)分為不同種類型，并采用不同編號代表。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）接入在線檢測以及智能診斷系統(tǒng)，同時接入油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，開始收集待檢測變壓器的數(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，并與故障范例做對比：設(shè)變壓器當前運行狀態(tài)函數(shù)為f1（x），將f1（x）與系統(tǒng)中故障范例做對比，如與范例不符合，則代表當前變壓器狀態(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，對該函數(shù)進行分型，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熱與高溫過熱，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)功能驗證結(jié)果

通過驗證發(fā)現(xiàn)，該變壓器存在嚴重的高溫過熱問題，實際人工檢查發(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)，對輸變電設(shè)備故障進行診斷，準確度較高，具有較高的應(yīng)用價值。

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，通過在線狀態(tài)監(jiān)測以及智能故障診斷的方法，提高故障診斷準確度，降低大型故障的發(fā)生幾率，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。

參考文獻：

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