基于智能信息融合的電力設(shè)備故障診斷技術(shù)探究

畢露月　楊文琛

摘 要：隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，人們對(duì)電力系統(tǒng)的故障維修和日常監(jiān)測(cè)提出了新的要求。數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展為大型電力系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)和維修提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。通過分析電力系統(tǒng)故障模擬微機(jī)控制系統(tǒng)中的主要技術(shù)，提出了切實(shí)可行的開發(fā)策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；微機(jī)控制；故障維修；PLC

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0021-02

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的加快，人們?cè)谏a(chǎn)、生活過程中對(duì)電力資源的需求量日益增大。在實(shí)踐中可看到，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深化，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中開始出現(xiàn)不均衡的現(xiàn)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(shè)數(shù)量不斷增加，這給輸電線路的管理和檢測(cè)工作帶了非常大的壓力。在日常管護(hù)和檢測(cè)的過程中，應(yīng)仔細(xì)記錄高壓線路空載或負(fù)載時(shí)的狀態(tài)，及時(shí)記錄發(fā)生故障時(shí)的電力情況，以確定高壓或超高壓輸電線路運(yùn)行過程中的繼電保護(hù)設(shè)備是否正常。電力資源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的必需資源，這就要求高壓電氣設(shè)備不能出現(xiàn)任何故障或短路問題，以免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們應(yīng)建立故障模擬系統(tǒng)，以解決高壓線路檢測(cè)困難的問題，并通過動(dòng)態(tài)微機(jī)管控系統(tǒng)處理電路上的暫態(tài)數(shù)據(jù)信息。

1 電力設(shè)備故障管控系統(tǒng)的硬件組成

電力設(shè)備故障管控系統(tǒng)主要包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和微型計(jì)算機(jī)等。其中，輸入設(shè)備由信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)理板構(gòu)成，外來信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換設(shè)備傳送到中央控制系統(tǒng)中，利用監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)其控制，并利用可編程控制設(shè)備（PCL）實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的有效控制。同時(shí)，還可以利用輸出系統(tǒng)中的顯示器、打印機(jī)等顯示故障處理結(jié)果。在此過程中，可編程控制器主要用來輔助監(jiān)控計(jì)算機(jī)檢測(cè)和管控電力設(shè)備，PCL可根據(jù)輸出信號(hào)設(shè)定故障要素，比如故障類型和維修線路等。對(duì)于系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)化設(shè)備而言，它可將數(shù)字信號(hào)有效地轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的電信號(hào)（電壓信號(hào)）。在實(shí)踐中，可以在信號(hào)轉(zhuǎn)化設(shè)備上安裝抗干擾電路，從而起到保護(hù)作用。

2 電力設(shè)備故障管控系統(tǒng)的軟件組成

目前，多數(shù)電力系統(tǒng)故障問題模擬微機(jī)操作系統(tǒng)選用微軟3.2平臺(tái)和LABVIEW軟件，通過采集、整理和處理數(shù)據(jù)信息有效控制電路。與傳統(tǒng)的編程軟件相比，LabVIEW主要通過圖形將語言擴(kuò)充至可視范圍之內(nèi)，這樣可使操作更加方便、快捷，功能更加強(qiáng)大。在應(yīng)用實(shí)踐中，完全可通過應(yīng)用該軟件滿足客戶端數(shù)據(jù)信息整理和處理的需求。電力設(shè)備故障控制和處理系統(tǒng)的軟件部分由系統(tǒng)初始化、參數(shù)處理、故障設(shè)置和錄波分析等模塊構(gòu)成。其中，初始化模塊具有初始化接入電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息、初始化電氣設(shè)備原有的參數(shù)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(tǒng)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(shè)置和重復(fù)故障檢測(cè)模塊，即通過既定的設(shè)計(jì)程序檢測(cè)和排查模擬電路中簡單的故障問題。同時(shí)，采用人工方式，比如利用鍵盤控制故障問題、利用鼠標(biāo)合理選擇重要的故障問題頻發(fā)點(diǎn)，尤其是線路初始、中間和尾端位置等。故障問題控制系統(tǒng)的內(nèi)存中積累了很多有經(jīng)驗(yàn)的故障線路數(shù)據(jù)信息，一旦出現(xiàn)故障，則該系統(tǒng)就會(huì)對(duì)比分析故障數(shù)據(jù)與原先記錄的數(shù)據(jù)，從而判斷故障產(chǎn)生的具體位置和類型。當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主線路板的故障線路出現(xiàn)顏色變化時(shí)，就會(huì)提醒操作人員及時(shí)進(jìn)行有效處理。同時(shí)，中央計(jì)算機(jī)會(huì)向PLC發(fā)出相應(yīng)的指令，PLC會(huì)根據(jù)處理器發(fā)出的指令實(shí)施故障問題管控。比如，在故障問題檢修步驟的設(shè)定中，當(dāng)中央處理器發(fā)出故障維修指令時(shí)，PLC會(huì)實(shí)時(shí)管控電力設(shè)備故障。

2.2 參數(shù)模塊

參數(shù)模塊主要用來控制模擬微機(jī)控制系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，尤其是波形長度、電流和電壓等數(shù)據(jù)。模擬微機(jī)控制系統(tǒng)的頻率可根據(jù)需要適當(dāng)微調(diào)，但調(diào)整幅度應(yīng)在500 kS/s的范圍之內(nèi)。同時(shí)，錄波長度應(yīng)根據(jù)頻率適當(dāng)調(diào)整，通常先錄取一段正常數(shù)據(jù)信息，如果出現(xiàn)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(chǔ)，適當(dāng)調(diào)整技術(shù)參數(shù)。事實(shí)上，參數(shù)模塊、錄波模塊之間具有非常密切的聯(lián)系，錄波模塊的功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并通過示波器顯示，然后自動(dòng)分析和處理波形。目前，電力設(shè)備故障控制系統(tǒng)主要有外部信號(hào)刺激啟動(dòng)和按鍵控制兩種模式，當(dāng)開啟錄波功能后，中央計(jì)算機(jī)會(huì)向PLC發(fā)出相應(yīng)的故障啟動(dòng)指令，PLC會(huì)按照現(xiàn)有的模擬程序處理故障。中央計(jì)算機(jī)可按照基礎(chǔ)錄波、頻率對(duì)故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并利用示波器顯示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)化監(jiān)管。微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分析數(shù)據(jù)信息的采集、顯示和處理過程，其主要元件為中央計(jì)算機(jī)，并在工業(yè)生產(chǎn)過程中采用采集卡采集和處理數(shù)據(jù)信息。

3 國內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化建設(shè)

在電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化控制中，分析了電網(wǎng)的靜態(tài)運(yùn)行，并通過仿真電網(wǎng)調(diào)動(dòng)系統(tǒng)檢驗(yàn)其靜態(tài)運(yùn)行的效果。通過仿真模擬電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，進(jìn)一步保障了電力資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)了電廠電力的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。近年來，隨著我國電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)化建設(shè)取得了多項(xiàng)發(fā)展成果，為我國電力系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化逐漸成為我國電力系統(tǒng)建設(shè)中的重要組成部分之一。在電網(wǎng)建設(shè)尤其是自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)中，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化有效保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，使我國電力系統(tǒng)的自動(dòng)化達(dá)到了國際化發(fā)展水平，并在國家各級(jí)電力部門和政府的科學(xué)調(diào)配下，進(jìn)一步完善了調(diào)度機(jī)制，為我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

綜上所述，電力設(shè)備故障模擬控制系統(tǒng)利用簡單的電子器件有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力設(shè)備故障的模擬和監(jiān)管，具有成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，且具有較高的安全性和可靠性。在具體的實(shí)踐中，既可以控制電力設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息、物理現(xiàn)象，又可通過模擬電路故障設(shè)置，觀察故障發(fā)生時(shí)的具體數(shù)據(jù)信息。電力設(shè)備系統(tǒng)故障模擬微機(jī)控制系統(tǒng)符合繼電保護(hù)設(shè)備的應(yīng)用要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕