【正文】 ................................9 第四節(jié) 電力系統(tǒng)常見電氣故障的特征量及其診斷 ............................................................... 10 第三章 狀態(tài)監(jiān)測的基本組成 ..................................................................................................... 13 第一節(jié) 傳感器技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)輸入的信 號 .................................................................. 13 第二節(jié) 數(shù)據(jù)分析技術(shù) ......................................................................................................... 13 第四章 結(jié)論 .............................................................................................................................. 17 謝辭 ............................................................................................................................................ 18 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 19 1 引 言 電力系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是近 10 年來發(fā)展較快的新技術(shù) ,具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。在國內(nèi) ,狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了十幾年 ,一些廠家已經(jīng)能生產(chǎn)各種檢測裝置。國際大電網(wǎng)會議于 1990 年發(fā)表了關(guān)于電氣絕緣診斷技術(shù)的綜述性報(bào)告，對這一領(lǐng)域截止 80 年代未的研究成果 作了系統(tǒng)的總結(jié)。 由于狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的難度，不論是國內(nèi)，還是國外，除個(gè)別項(xiàng)目以外，大多還不很成熟，仍處于研究發(fā)展階段。美國電力科學(xué)院 (EPRI)非常重視對現(xiàn)場技術(shù)人員有關(guān)狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修方面的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)。國內(nèi)電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測科研工作也開始于 20世紀(jì) 80年代 ,起步并不晚。另一方面 ,一些狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)已具備規(guī)模的發(fā)電廠在軟環(huán)境和管理體制上還不能適應(yīng)發(fā)展要求。一般來講 ,它們在內(nèi)容上沒有嚴(yán)格的界限 ,采用的方法很多是一樣的 ,都要進(jìn)行在線檢測和數(shù)據(jù)分析 ,而且最終目標(biāo)也是一致的 ,即防患于 未然。狀態(tài)監(jiān)測主要依據(jù)信號處理和模式識別對設(shè)備進(jìn)行評估和判斷 ,相對容易實(shí)現(xiàn)?！霸\斷”一詞原是一醫(yī)學(xué)名詞，指醫(yī)生對收集到的病人癥狀（包括醫(yī)生的感觀所感覺到的、病人自身主觀陳述以及各種化驗(yàn)檢測所得到的結(jié)果）進(jìn) 行分析處理、尋求患者的病因、了解疾病的嚴(yán)重程度及制訂治療措施與方案 5 的過程。對于主設(shè)備 ,如果需要打開機(jī)蓋檢修 ,進(jìn)一步查找故障點(diǎn) ,就比在線監(jiān)測時(shí)的定位容易 得多。因此 ,狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對現(xiàn)代設(shè)備管理是必要的。只有充分利用現(xiàn)有手段，并將其與在線監(jiān)測緊密結(jié)合，才能更全面真實(shí)反映設(shè)備的狀態(tài)，為實(shí)施正確的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)資源。雖然在國內(nèi)外對電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測已在許多方面取得了成績，但還有不少問題需要進(jìn)一步解決研究，需要在實(shí)際運(yùn)行中考驗(yàn)各種檢測方法的可行性。繼電保護(hù)裝置必須在 10 ms~20 ms 內(nèi)處理這類故障 ,以避免損失擴(kuò)大。兩種技術(shù)互相補(bǔ)充 ,缺一不可。 8 第二節(jié) 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)十幾年來 ,已經(jīng)有很多監(jiān)測裝置應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場 ,但是 ,大多數(shù)的現(xiàn)場裝置沒有形成系統(tǒng) ,記錄數(shù)據(jù)仍然依靠人工觀測和抄表的方式 ,這對于突發(fā)的故障很難及時(shí)反映 ,也不利于綜合分析和查閱歷史資料。與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：通信協(xié)議透明，兼容性好，有廣泛的技術(shù)支持；為了更好地發(fā)揮各種監(jiān)測控制系統(tǒng)的作用，協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程中各系統(tǒng)間的關(guān)系，提高安全生產(chǎn)和管理水平，必須對上述系統(tǒng)整合，進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的集成建設(shè)。設(shè)備控制層是面向變電站的電氣設(shè)備及自動(dòng)控制要求的遠(yuǎn)程監(jiān)控體系的最底層，主要包括現(xiàn)場的各種監(jiān)測、控制子系統(tǒng)等。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、信號處理技術(shù)和各種傳感技術(shù)的發(fā)展，可以對電氣設(shè)備進(jìn)行在線的狀態(tài)監(jiān)測，及時(shí)取得各種即使是微弱的信息。因此，抑制各種干擾，提高信噪比是在線監(jiān)測中首先必須解決的難題。③人為的誤操作停車故障。 避雷器 :工作電壓下流過避雷器的電流及其變化。 :出現(xiàn)可能原因有 :①三相負(fù)荷不對稱 。聲音中夾雜“劈啪”的放電聲或不均勻的爆裂聲。電流互感器的聲音異常當(dāng)電流互感器開路時(shí) ,會發(fā)出比正常時(shí)大得多的“嗡嗡”聲。 變壓器繞組的匝間短路、線圈的放電、鐵芯及夾件的環(huán)流、內(nèi)部引線接頭發(fā)熱乃至鐵芯起火等都引起變壓器溫度異常增高。國產(chǎn)傳感器的性能和質(zhì)量與國際先進(jìn)水平相比還有差距。通常無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作環(huán)境非常惡劣、節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大、維護(hù)困難且大部分區(qū)域人力無法靠近，因此在其設(shè)計(jì)上首要考慮的因素就是能夠盡量節(jié)省能耗，延長 每個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作壽命。特征提取是指采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信號處理 (FFT、小波分析、分形和混沌 )等方法提取信號的特征。這個(gè)過程一般都采用了人工智能技術(shù) ,如模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)、專家系統(tǒng)等。其基本原因在于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測分類問題不同于文字識別之類的分類問題。隨著運(yùn)行中積累數(shù)據(jù)的增多 ,可以逐步制定合理的偏差極限值 (報(bào)警值 )。為了滿足在線監(jiān)測的要求，傳感器技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)，如光傳感器、氣體傳感器以及溫度傳感器等，他們都可以正確的測量電氣設(shè)備的狀 態(tài)量，并將它轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)字信號進(jìn)行傳輸。在對故障的分類方面，大多數(shù)的處理思路是尋找某一個(gè)或一些特征量來進(jìn)行模式識別。狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的概念存在差別 ,狀態(tài)監(jiān)測更適合電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行和維修的管理現(xiàn)狀。在這兩年的學(xué)期中結(jié)識的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。通過把變壓器套管泄漏電流 、 16 電流互感器泄漏電流、電壓互感器電壓和環(huán)境溫濕度等信號采集后進(jìn)行現(xiàn)場信號提取，經(jīng)數(shù)字化處理，再通過現(xiàn)場總線方式傳送到工控機(jī)中，在后臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和故障診斷。比如目前常用的小波變換濾波技術(shù)，它可以有效消除穩(wěn)態(tài)干擾信號，把有用信號提取出來進(jìn)行分析；還有當(dāng)前廣泛受到關(guān)注的數(shù)學(xué)形態(tài)濾波，具備比小波濾波更好的濾波效果，它不僅可以消除穩(wěn)態(tài)干擾，而且對暫態(tài)干擾也有不錯(cuò)的抑制效果。 在線監(jiān)測的主要技術(shù)手段 ； 電力設(shè)備在線監(jiān)測依靠的主要技術(shù)有傳感器技術(shù)，數(shù)據(jù)處理和分析以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。比較法和趨勢分析法是聚類分析應(yīng)用到特征指數(shù)為一維情況的方法 ,比較法例如用 8 臺設(shè)備的套管泄漏電流 I0 測值的互相比較來發(fā)現(xiàn)問題。 知識庫的知識來源是一個(gè)問題。例如 ,一個(gè)一維的狀態(tài)分類問題 ,設(shè) x 為特征指數(shù) ,x0 為特征指數(shù)的閾值 ,則 :xx0 為故障狀態(tài)。數(shù)據(jù)挖掘采用先進(jìn)的軟件對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類，以識別其中所隱藏的 規(guī)律，并確定其中所隱藏的關(guān)系。路由器協(xié)調(diào)不同現(xiàn)場采集單元與遠(yuǎn)程控制終端的通信；數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器不僅收集和存儲不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，而且為各個(gè)單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)提供備份，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)體系的可靠性；遠(yuǎn)程控制終端則為工程技術(shù)人員提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，并對網(wǎng)絡(luò)發(fā)出控制命令。 第一節(jié) 傳感器技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)輸入的信號 傳感器技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)輸入的信號包括電、熱、聲、振動(dòng)等物理量 ,還有油、氣體經(jīng)化學(xué)分析得到的分解物含量 ,各種來源的信號都要通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號。 局部過熱 的測量主要有 :分布測點(diǎn)溫度測量 (如熱電偶、光纖溫度傳感器 )、紅外熱成像、絕緣分解物監(jiān)測等手段。 電壓互感器的聲音異常電壓互感器中有游離放電、靜