民用建筑電氣設備狀態遠程監測與診斷探究

摘要：在民用建筑電氣設備正常工作中，需要保證點射設備的高效運行才能運作，而這就不得不時時刻刻監測電氣設備的運行狀態，保證其在高性能運轉狀態下。為了能將電氣設備運作處于高效狀態下，需要采用正確的監測和故障診斷技術，確保運轉正常。本文就民用建筑電氣設備狀態遠程監測與診斷探究進行分析和研究。

關鍵詞：電氣設備;遠程監測;診斷技術

電氣設備的正常運轉是確保整個電力系統運行的保障，為了能夠充分確保其絕緣程度，必須要保障其設備的正常運行，而這就需了解設備運行狀態，而遠程監測技術能快速高效完成對狀態的檢查，而其相關的診斷技術也能高效的完成對其故障的分析，是現代化電氣發展中的重要技術。

1 設備狀態遠程監測和診斷探究技術分析

1.1 在線狀態監測原理分析

由處理數據，信號檢測，診斷故障以及采集數據源等構建而成的就是電氣設備在線監測狀態和故障診斷技術，設備監測和診斷是通過傳感器來進行的。按照我國現階段的使用狀況來看，電氣設備在線監測與故障診斷技術主要按下列步驟進行操作，首先需要監測各設備的信號狀態，通過傳感器被檢測出來，利用其中的轉換器將采集的信號信息進行處理，然后最處理結果進行存儲，放置在存儲服務器中，這些可收集的信號有光信號、電信號、溫度信號等。在傳輸過程中，一般使用電纜作為載體，部分對信號傳輸要求較高的場合也會采用光纜作為載體，提升信號的抗干擾能力，從而實現整個信號處理。

1.2 數據采集技術

數據采集通常采用信號波形采集、峰值采集以及脈沖采集三種方法，通過這三種方法得出診斷結果，從而進行實踐分析。目前常用的在線檢修技術有局部放電監測，油色譜監測以及介損監測三種方法，油色譜監測是通過對油中氣體進行分析的一種方法，正常狀態下，電氣設備中的絕緣油在電熱作用下會發生分解和老化作用，產生化學反應產生一氧化碳、氫氣等多種氫類氣體，而在故障的狀態下，這種化學反應的速度會明顯加快，這樣就能夠通過其產生的氣體狀態以及組成部分來分析其故障的狀態。而介損監測在電容型設備上應用比較多，這是因為這類型設備的絕緣結構都采用電容式結構，因此使用較多，主要是通過對設備的介電特性進行檢測，通過分析找出變化最大的容性設備來判斷故障的出現。

1.3 紅外診斷技術

紅外線診斷技術原理是對診斷物體發出的紅外線通過熱像方式顯示在熒光屏上，然后對物體表面的溫度進行分析，從而判斷設備的運行狀態。目前診斷儀器主要有紅外熱像儀，紅外熱電視以及紅外測溫儀，主要有四種檢測原理，一、通過測溫準確性判斷，通過獲取被測設備的溫度分布以及關鍵部位的溫度變化值來獲取數據，從而根據這些數據變化情況來判斷出現故障位置和其嚴重程度，需要注意的是檢測條件，需要選擇良好的檢測條件，并對結果進行修正。二、運行狀態對紅外檢測的影響分析，當設備出現發熱故障，無論是形成電流還是電壓效應，這都會對紅外檢測產生影響，為了避免這種情況可以通過將設備在額定電壓的狀態下，運行一段時間，從而進行深層判斷。三、設備表面的發射率，紅外檢測是通過設備表面輻射功率得到的溫度信息，由于各個表面的發射率不同，檢測結果也不同，通常情況下，發射率越低溫度越高。四、大氣衰減，作為紅外輻射能量的傳遞介質，大氣中的各種氣體分子會吸收紅外輻射，導致能量減弱，這也會對最終溫度結果產生影響，那么干燥的檢測環境是減小影響的最佳選擇。

1.4 Web服務器與應用程序服務器軟件設計原理

為了能夠更好的提升系統的安全性和準確性，結合最新的技術的情況下電氣設備在設計時要結合實際情況，根據需求設計出最適合的Web服務器與應用程序服務器軟件，從而保障系統底層關于PLC的安全控制實現。在設計過程中需要設計Web服務器的軟件和應用程度服務器的設計，Web服務器的軟件設計主要在客戶的C/S結構中實現，服務器的設計主要是在IIS的ASP動態網站中進行應用。服務器和服務器軟件的設計主要目的是為了加強設備故障診斷的準確性和靈活性，降低數據采集和緩存過程中的難度，提升瀏覽界面的美觀程度。而為了能夠更加方便使用者對查詢的要求，電氣設置中還實現了客戶機和服務器數據庫的數據交互，方便使用。

1.5人機交互界面設計

該系統上位機采用西門子公司WinCC組態軟件設計。監測數據經由監測模塊傳入控制器PLC中，利用PC ACCESS軟件可以實現S7-200 SMART PLC中數據與WinCC的連接。WinCC組態軟件可以實現整個系統人機交互界面的制作，同時通過該上位機軟件可以進行過程值歸檔、歷史數據查詢、實時曲線顯示、歷史曲線顯示、系統報警、報表打印等功能的操作。

由下位機傳入的數據，利用WinCC內置控件對其完成歸檔處理，可以人為確定歸檔周期（例如一個星期或一個月）。可根據實際需要利用WinCC內置工具對傳入數據曲線化處理，進行可視化分析。在整個設備運行過程中，不可或缺的一個環節便是報警系統的設置。而在該設計中利用WinCC內置工具對各用電設備的電量參數進行了實時監測，當監測值超出安全值范圍時，監測畫面能及時顯示當前的電量參數值，并顯示紅色畫面預示報警，當系統正常運行時該系統顯示綠色畫面，以示系統正常運行。

2 電氣設備狀態監測與診斷應用

2.1 在發電機中的應用

發電機的應用主要是針對運行之前的準備工作，檢查在運行之前是否具備需要改善的問題，為設備維修和更換爭取更多的時間，從而更加準確的提升運行準確度，避免出現發動機停機的狀況出現，提高機器運行的準確程度。電氣設備狀態監測與診斷技術主要目的是根據監測到的實時數據內容進行分析，根據監測結果對發電機內部故障技術發出警報信息，從而給維修人員提供維修信息，提高對發電機的重視和了解，避免發電機出現故障，及時進行人為干預。在對發電機監測和診斷時對電磁狀態、機械部件的物理和化學特征等信息進行采集，主要針對部位有鐵芯、引出線套管、繞組震動等常規子類，以及絕緣和繞組、本體及互環轉子類等經常出現故障部位，從而根據其所采集的信息形成可靠的數據，保證形成的數據準確性，準確判斷發電機故障部位。

2.2 在變壓器中的應用

按照我國目前的狀態來看，主要有充油式變壓器、干式變壓器兩種變壓器，診斷時主要是采用超聲定位技術，紅外技術，局部放電監測技術三個方面進行監測變壓器狀態，對充油式變壓器的監測是對油中溶解氣體進行定期離線分析。變壓器的監測主要是在高壓套管介質損耗方面，研究與改進時需要加強在數字化監控方向上配套使用，具體監測時需要在風扇、電壓、冷卻泵運行參、負載電流、線匝繞組溫度等方面進行合理測量，保證得到的數值相對比較準確，具體涉及的部位有設備磁路、繞組絕緣、液體絕緣、氣體絕緣和冷卻系統，診斷結果通常是機械故障、放電性故障、進水受潮以及過熱兼放電故障、過熱性故障等。

3 結語

在對電氣設備進行遠程監測的過程中，能充分了解設備的運行狀態，并對其設備運行的電壓電流、信號數據等信息進行存儲，故而實現對其設備狀態分析，當對其故障進行分析之后，也能及時對電氣設備進行維修和養護，確保設備的高效運行。

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作者簡介：胡闖智（1978—），男，本科，工程師，主要從事電氣施工技術和項目經理工作。