淺談低壓配電設備故障診斷及運行監控系統方法

蔣智軍

（國網永州供電公司，湖南 永州 425000）

目前，各項科學技術不斷創新，在低壓配電設備維護管理方面，也有了更多的新技術和新手段，例如，故障診斷技術以及監控系統等。為了保證低壓配電設備能夠穩定地運行，減少故障發生的概率，就需要加強故障診斷，做好設備的實時監控。下面將從低壓配電設備故障診斷難點出發展開相關探討。

1 低壓配電設備故障診斷難點

低壓配電設備在運行過程中容易出現很多故障問題，但是在故障診斷方面存在以下兩方面難點：（1）低壓配電設備存在的一個故障難點就是出發角度不同。由于是低壓配電設備，因此在故障排查過程中需要站在低壓角度出發，不過在實際工作過程中，還應該對低壓配電設備以及其他相關設備的協調性進行充分的參考，這主要是因為低壓配電設備一方面為低壓服務，另一方面，還是整個大電網當中非常重要的一部分。所以在進行故障查找以及故障處理時，應該做好全方面的考慮，防止小問題蔓延成大問題。（2）低壓配電設備的另一個故障難點就是故障類型相對較多。導致故障類型較多的原因，主要很多故障問題不能得到徹底的根治，只有經過細致的檢查才能進行深入處理。這樣一來，就和優質服務所要求的故障處理時間相沖突，這主要是因為長時間停電就會影響廣大用電客戶的用電體驗，進而引發一系列問題，所以增加了故障診斷的難度系數，而問題一旦沒有得到徹底解決，就容易繼續引發故障問題。

2 運行監控難點

低壓配電設備不僅需要做好故障診斷，還應該構建相應的運行監控系統，以便低壓配電設備能夠進一步發揮其價值，保證電力系統良好運行。低壓配電設備運行監控系統存在的難點主要體現在以下兩方面：（1）沒有對運行監控區域進行詳細的劃分，例如，有的地區管轄不到。當前隨著我國城市化進程的不斷加快，很多建設規劃工作尚未開展到位，對于電力系統而言，一些偏遠地區缺乏完善的配電設備，而且很多低壓配電設備更新不及時，技術水平相對滯后，相關工作人員也相對較少，上述因素的出現導致這些地區電力發展受到了局限。（2）低壓配電設備的有關運行監控系統往往需要較長的工作時間，而在監控系統工作過程中周邊的自然環境也在時刻發生變化，因此，要想確保低壓配電設備穩定運行就需要保證運行監控系統具有良好的環境適應能力，只有其能夠適應各種各樣的惡劣自然條件，才能為電力工作人員提供詳細、準確的監控數據，為低壓配電設備故障診斷提供數據參考。總之，當前低壓配電設備運行監控系統的難點在于運行監控區域問題以及運行監控系統的適應能力。

3 低壓配電設備故障診斷

3.1 低壓配電設備故障診斷專家系統

低壓配電設備故障診斷專家系統具有較強的綜合性。這項故障診斷系統當中包含故障診斷專家需要具備的各項知識、技術、經驗以及推理等內容。通過將上述內容匯編如計算機系統當中，電力工作人員就可以借助這一系統第一時間識別故障位置以及故障原因，同時使用系統的科學推理能力，構建出相應的解決辦法。與傳統的故障診斷系統不同的是，專家系統能夠和決策者實現人機互動，最后形成更加完善的解決方案。現階段，故障診斷專家系統應用在很多領域當中，例如，電力、機械以及航空航天等。通過把故障診斷技術以及專家系統有效地融合，就能夠盡量減少人工投入，節約人力成本，同時在最短的時間內獲得解決辦法，所以低壓配電設備故障診斷過程中應用專家系統具有明顯的作用。故障診斷專家系統結構圖如下圖1 所示。

圖1 故障診斷專家系統結構圖

3.2 基于神經網絡的故障診斷

另一種常用的低壓配電設備故障診斷系統是給予神經網絡的故障診斷系統。眾所周知，在人的大腦當中，有上百億個神經元細胞，其中每個細胞都同時和數萬神經細胞相連接，這些神經元細胞和神經細胞構成了復雜的神經系統。神經網絡故障診斷系統就是立足于神經系統構建的一種網絡故障診斷系統，可以解決那些復雜的非線性問題。以此為基礎構建的低壓配電神經網絡故障診斷模型就是BP 神經網絡模型，該模型主要包含三部分，分別是輸入層、隱含層以及輸出層。BP 神經網絡模型在學習過程中需要隨時修正連接權重以及閾值，在學習過程中，模型的實際輸出以及期望輸入間的偏差會越來越小，這樣一來，就有效地提高了低壓配電設備故障診斷的精準度以及故障診斷效率。

4 低壓配電設備運行監控系統

4.1 電氣火災監控系統

電氣設備在運行過程中，由于自身原因導致發熱而誘發火災，從而形成電氣火災安全事故。電氣火災的主要原因是過負荷、漏電、接觸電阻過大以及短路。為了確保電氣設備的安全性，為廣大人民群眾的生命財產安全提供保障，就應該做好安全隱患預警，所以就需要科學合理的應用電氣火災監控系統。電氣火災監控系統主要包含剩余電流互感器、溫度傳感器以及監控警報器三個部分。若是被保護的低壓配電設備當中存在的剩余電流超出原本設定的閾值，就會由剩余電流互感器監測到。而一旦低壓配電設備溫度超出預定值，就會引起溫度傳感器警報。上述兩種設備如果監測到數據出現異常，就會經過監控探測器分析產生異常數據的設備，從而做出正確判斷，達到預警目標。監控警報器一旦接收到警報指令，就會啟動繼電保護裝置。

4.2 環境監測系統

雖然電氣火災監控系統具有非常強大的功能，但是該系統并不能有效地監控預警非電氣故障問題，所以，要想確保低壓配電設備可以正常穩定運行，還需要做好環境監測。環境監測系統功能框架如圖2 所示。

圖2 環境監測系統功能框架

環境監測系統主要包含紅外探測器功能、煙霧探測器功能和視頻探測器功能。其中，紅外探測器的主要功能是防止重要部位遭受異常入侵，通常工作人員會把紅外探測器安裝在門窗等位置，這樣一來，即使無人值守，若是變電室出現異常也會發出警報；而煙霧探測器的功能主要是通過監測延誤濃度來預警火災問題。一般情況下，需要參考房間面積、空間大小以及使用狀況，通過合理配置，有效減少損失；視頻探測器的功能就是把視頻探頭安裝到低壓配電設備的重要位置，這樣就能夠對低壓配電設備進行可視化監控，以便相關工作人員在設備出現異常時能夠及時做出反應，最大程度上減少損失。

5 低壓配電設備運行維護措施分析

5.1 做好定期維護

為了保證低壓配電設備穩定運行，還需要做好相應的維護工作：（1）對于配電柜設備，需要進行定期清潔處理，使其隨時處在干凈清潔的狀態。對于高低壓配電柜的絕緣位置，需要利用高度酒精擦拭，重點擦拭瓷瓶絕緣子以及端子位置。另外，還需要在機械操作部分加入潤滑油，確保設備可以正常運行。在維護設備時，還應該加強指標一起的檢查工作，如果存在隔離開關錯位的情況，就應該及時校正。（2）電力變壓器。對于變壓器的維護主要就是加強電氣連接部位的檢查工作，一旦發現有松動、不牢固的現象，就需要第一時間予以處理。強化觸頭檢查，測試其靈活性，保證其始終處在標準范圍內。不僅如此，還應該檢查觸頭接觸定位，保證其在相應的位置，確保定位準確。同時，還應該強化接地檢查，確保接地電阻不大于4Ω，這樣就能夠防止變壓器漏電。

5.2 加強定期預防

低壓配電設備的正常與否，會對人們的日常生活產生直接影響。并且，對于電力系統來說，低壓配電設備的穩定性也尤為重要。為了減少低壓配電設備故障，還需要做好預防工作：（1）明確故障風險。因為低壓配電設備若是出現故障問題，就會引發用電安全事故，干擾供電網絡的正常使用。所以，還需要明確把握故障風險問題，充分考慮各種風險因素，減少和預防設備故障。（2）針對可能出現的故障問題制定緊急預案，以便在故障發生時可以及時解決。（3）制定健全的故障應急措施。對于一些不能預料的故障問題，需要制定預防處理措施和流程，避免工作人員對于故障問題手足無措，延誤電力供應恢復正常。

6 結語

綜上所述，低壓配電設備已經融入我們的日常生活當中。作為電力系統當中非常重要的一部分，就需要廣大電力工作人員加強對低壓配電設備的關注。通過專家診斷系統以及神經網絡故障診斷系統，可以對低壓配電故障問題進行及時的診斷和預警，從而為工作人員處理低壓配電故障提供支持。不僅如此，為了保證低壓配電設備的正常運轉，還需要做好實時監控，合理地應用運行監控系統。只有多舉并措，才可以最大程度上減少低壓配電設備故障概率，為電力系統的穩定性提供保障。