淺談低壓配電設(shè)備故障診斷及運行監(jiān)控系統(tǒng)方法

蔣智軍

（國網(wǎng)永州供電公司，湖南 永州 425000）

目前，各項科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，在低壓配電設(shè)備維護管理方面，也有了更多的新技術(shù)和新手段，例如，故障診斷技術(shù)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。為了保證低壓配電設(shè)備能夠穩(wěn)定地運行，減少故障發(fā)生的概率，就需要加強故障診斷，做好設(shè)備的實時監(jiān)控。下面將從低壓配電設(shè)備故障診斷難點出發(fā)展開相關(guān)探討。

1 低壓配電設(shè)備故障診斷難點

低壓配電設(shè)備在運行過程中容易出現(xiàn)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(shè)備存在的一個故障難點就是出發(fā)角度不同。由于是低壓配電設(shè)備，因此在故障排查過程中需要站在低壓角度出發(fā)，不過在實際工作過程中，還應(yīng)該對低壓配電設(shè)備以及其他相關(guān)設(shè)備的協(xié)調(diào)性進行充分的參考，這主要是因為低壓配電設(shè)備一方面為低壓服務(wù)，另一方面，還是整個大電網(wǎng)當(dāng)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(yīng)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(shè)備的另一個故障難點就是故障類型相對較多。導(dǎo)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(jīng)過細致的檢查才能進行深入處理。這樣一來，就和優(yōu)質(zhì)服務(wù)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(fā)一系列問題，所以增加了故障診斷的難度系數(shù)，而問題一旦沒有得到徹底解決，就容易繼續(xù)引發(fā)故障問題。

2 運行監(jiān)控難點

低壓配電設(shè)備不僅需要做好故障診斷，還應(yīng)該構(gòu)建相應(yīng)的運行監(jiān)控系統(tǒng)，以便低壓配電設(shè)備能夠進一步發(fā)揮其價值，保證電力系統(tǒng)良好運行。低壓配電設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)存在的難點主要體現(xiàn)在以下兩方面：（1）沒有對運行監(jiān)控區(qū)域進行詳細的劃分，例如，有的地區(qū)管轄不到。當(dāng)前隨著我國城市化進程的不斷加快，很多建設(shè)規(guī)劃工作尚未開展到位，對于電力系統(tǒng)而言，一些偏遠地區(qū)缺乏完善的配電設(shè)備，而且很多低壓配電設(shè)備更新不及時，技術(shù)水平相對滯后，相關(guān)工作人員也相對較少，上述因素的出現(xiàn)導(dǎo)致這些地區(qū)電力發(fā)展受到了局限。（2）低壓配電設(shè)備的有關(guān)運行監(jiān)控系統(tǒng)往往需要較長的工作時間，而在監(jiān)控系統(tǒng)工作過程中周邊的自然環(huán)境也在時刻發(fā)生變化，因此，要想確保低壓配電設(shè)備穩(wěn)定運行就需要保證運行監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力，只有其能夠適應(yīng)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(jiān)控數(shù)據(jù)，為低壓配電設(shè)備故障診斷提供數(shù)據(jù)參考。總之，當(dāng)前低壓配電設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)的難點在于運行監(jiān)控區(qū)域問題以及運行監(jiān)控系統(tǒng)的適應(yīng)能力。

3 低壓配電設(shè)備故障診斷

3.1 低壓配電設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)

低壓配電設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)具有較強的綜合性。這項故障診斷系統(tǒng)當(dāng)中包含故障診斷專家需要具備的各項知識、技術(shù)、經(jīng)驗以及推理等內(nèi)容。通過將上述內(nèi)容匯編如計算機系統(tǒng)當(dāng)中，電力工作人員就可以借助這一系統(tǒng)第一時間識別故障位置以及故障原因，同時使用系統(tǒng)的科學(xué)推理能力，構(gòu)建出相應(yīng)的解決辦法。與傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)不同的是，專家系統(tǒng)能夠和決策者實現(xiàn)人機互動，最后形成更加完善的解決方案。現(xiàn)階段，故障診斷專家系統(tǒng)應(yīng)用在很多領(lǐng)域當(dāng)中，例如，電力、機械以及航空航天等。通過把故障診斷技術(shù)以及專家系統(tǒng)有效地融合，就能夠盡量減少人工投入，節(jié)約人力成本，同時在最短的時間內(nèi)獲得解決辦法，所以低壓配電設(shè)備故障診斷過程中應(yīng)用專家系統(tǒng)具有明顯的作用。故障診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖1 所示。

圖1 故障診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷

另一種常用的低壓配電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)是給予神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)。眾所周知，在人的大腦當(dāng)中，有上百億個神經(jīng)元細胞，其中每個細胞都同時和數(shù)萬神經(jīng)細胞相連接，這些神經(jīng)元細胞和神經(jīng)細胞構(gòu)成了復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)就是立足于神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)建的一種網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，可以解決那些復(fù)雜的非線性問題。以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的低壓配電神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型就是BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在學(xué)習(xí)過程中需要隨時修正連接權(quán)重以及閾值，在學(xué)習(xí)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(shè)備故障診斷的精準度以及故障診斷效率。

4 低壓配電設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)

4.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

電氣設(shè)備在運行過程中，由于自身原因?qū)е掳l(fā)熱而誘發(fā)火災(zāi)，從而形成電氣火災(zāi)安全事故。電氣火災(zāi)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(shè)備的安全性，為廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全提供保障，就應(yīng)該做好安全隱患預(yù)警，所以就需要科學(xué)合理的應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要包含剩余電流互感器、溫度傳感器以及監(jiān)控警報器三個部分。若是被保護的低壓配電設(shè)備當(dāng)中存在的剩余電流超出原本設(shè)定的閾值，就會由剩余電流互感器監(jiān)測到。而一旦低壓配電設(shè)備溫度超出預(yù)定值，就會引起溫度傳感器警報。上述兩種設(shè)備如果監(jiān)測到數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，就會經(jīng)過監(jiān)控探測器分析產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的設(shè)備，從而做出正確判斷，達到預(yù)警目標(biāo)。監(jiān)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(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

雖然電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)具有非常強大的功能，但是該系統(tǒng)并不能有效地監(jiān)控預(yù)警非電氣故障問題，所以，要想確保低壓配電設(shè)備可以正常穩(wěn)定運行，還需要做好環(huán)境監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能框架如圖2 所示。

圖2 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能框架

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)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(xiàn)異常也會發(fā)出警報；而煙霧探測器的功能主要是通過監(jiān)測延誤濃度來預(yù)警火災(zāi)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(shè)備的重要位置，這樣就能夠?qū)Φ蛪号潆娫O(shè)備進行可視化監(jiān)控，以便相關(guān)工作人員在設(shè)備出現(xiàn)異常時能夠及時做出反應(yīng)，最大程度上減少損失。

5 低壓配電設(shè)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(shè)備穩(wěn)定運行，還需要做好相應(yīng)的維護工作：（1）對于配電柜設(shè)備，需要進行定期清潔處理，使其隨時處在干凈清潔的狀態(tài)。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(shè)備可以正常運行。在維護設(shè)備時，還應(yīng)該加強指標(biāo)一起的檢查工作，如果存在隔離開關(guān)錯位的情況，就應(yīng)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(fā)現(xiàn)有松動、不牢固的現(xiàn)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(biāo)準范圍內(nèi)。不僅如此，還應(yīng)該檢查觸頭接觸定位，保證其在相應(yīng)的位置，確保定位準確。同時，還應(yīng)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(yù)防

低壓配電設(shè)備的正常與否，會對人們的日常生活產(chǎn)生直接影響。并且，對于電力系統(tǒng)來說，低壓配電設(shè)備的穩(wěn)定性也尤為重要。為了減少低壓配電設(shè)備故障，還需要做好預(yù)防工作：（1）明確故障風(fēng)險。因為低壓配電設(shè)備若是出現(xiàn)故障問題，就會引發(fā)用電安全事故，干擾供電網(wǎng)絡(luò)的正常使用。所以，還需要明確把握故障風(fēng)險問題，充分考慮各種風(fēng)險因素，減少和預(yù)防設(shè)備故障。（2）針對可能出現(xiàn)的故障問題制定緊急預(yù)案，以便在故障發(fā)生時可以及時解決。（3）制定健全的故障應(yīng)急措施。對于一些不能預(yù)料的故障問題，需要制定預(yù)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(yīng)恢復(fù)正常。

6 結(jié)語

綜上所述，低壓配電設(shè)備已經(jīng)融入我們的日常生活當(dāng)中。作為電力系統(tǒng)當(dāng)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(shè)備的關(guān)注。通過專家診斷系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，可以對低壓配電故障問題進行及時的診斷和預(yù)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(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，還需要做好實時監(jiān)控，合理地應(yīng)用運行監(jiān)控系統(tǒng)。只有多舉并措，才可以最大程度上減少低壓配電設(shè)備故障概率，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供保障。