【正文】 解的異味等。遠(yuǎn)程控制由路由器、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和遠(yuǎn)程控制終端組成。狀態(tài)分類是一個模式識別問題。這種分布比較容易區(qū)分正常與非正常 ,如狀態(tài)“ 0”為正常 ,其余為非正常 ,但是 ,至于狀態(tài)“ 1”和狀態(tài)“ 2”對應(yīng)哪種故障則需進(jìn)一步分析后確定。為了消除噪 聲的影響，除了應(yīng)用硬件濾波，往往還需要運(yùn)用許多的數(shù)字濾波技術(shù)。沒有王教授的幫助也就沒有今天的這篇論文。狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)是傳感器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析。為了對輸變電設(shè)備絕緣子的鹽密進(jìn)行在線監(jiān)測，相關(guān)研究人員已經(jīng)提出用光傳感器來對絕緣子的污穢程度進(jìn)行監(jiān)測，盡管現(xiàn)在并未得到大范圍的推廣，但卻是對電力系統(tǒng)現(xiàn)行等值鹽密法的一種突破。文字識別的樣本不成問題 ,而對一臺具體設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測分類問題 ,除正常狀態(tài)樣本容易得到外 ,完整的故障狀態(tài)樣本一般得不到。狀態(tài)分類和處理決策是數(shù)據(jù)分析的核心部分 ,也是難度較大的部分。傳感器作為一個裝置 ,由變換元件、單片機(jī)系統(tǒng)和通信接口等組成 , 基于對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)特性的分析，設(shè)計了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。絕緣子的電暈放電聲端子金具上突出部分的電暈放電 ,被污染的絕緣表面 產(chǎn)生的沿面放電會發(fā)出可聽得見的聲音 ,還有其它如絕緣子、套管的龜裂和內(nèi)部缺陷等原因 溫度與故障的關(guān)系 當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部存在短路性故障時 ,就會在局部產(chǎn)生溫度的急劇升高 ,形成所謂的局部異常溫升。②發(fā)生不對稱故障 。 設(shè)備狀態(tài)量及監(jiān)測 狀態(tài)量的分類及采集 ： 1 運(yùn)行狀態(tài)量 : 電氣運(yùn)行中的各種狀態(tài)量。對這些信息進(jìn)行處理和綜合分析后，根據(jù)其數(shù)值的大小 及變化趨勢，可對設(shè)備的可靠性隨時作出判斷和對設(shè)備的剩余壽命作出預(yù)測，從而能早期發(fā)現(xiàn)潛伏的故障，必要時可提供預(yù)警或規(guī)定的操作。 基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體上劃分為三層：信息管理層、中間層、設(shè)備控制層。目前對在線監(jiān)測的要求不應(yīng)過高，只要檢測系統(tǒng)的抗干擾性較好，且監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實(shí)準(zhǔn)確地分辨出電氣設(shè)備狀態(tài)的變化，對監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計、傳感器和信號傳輸?shù)纫罂蛇m當(dāng)放寬。對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的分類可以作為設(shè)備維護(hù)管理的根據(jù)。設(shè)備的“故障診斷”借用了上述概念，其含義是指這樣的過程：專家根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測所得到的各測量值及其運(yùn)算處理結(jié)果所提供的信息，采用所掌握的關(guān)于設(shè)備的知識和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理判斷，找出設(shè)備故障的類型、部位及嚴(yán)重程度，從而提出對設(shè)備的維修處理建議。但是 ,它們的任務(wù)不盡相同 ,這里指出它們的區(qū)別 ,是為了進(jìn)一步明確狀態(tài)監(jiān)測的任務(wù) ,避免一些誤解。近 10年來 ,已經(jīng)研制成功很多傳感器裝置 ,并安裝在現(xiàn)場。由于客觀的需要，相信這門技術(shù)一定能迅速發(fā)展成長，從而對提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平發(fā)揮巨大的作用。但是 ,目前狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的應(yīng)用還不普遍 ,還存在種種問題 ,包括一些認(rèn)識上的誤區(qū)。加拿大、日本、前蘇聯(lián)等國陸續(xù)研制了油中溶解氣體，變壓器、發(fā)電機(jī)、氣體絕緣封閉組合電器（ GIS）等的局部放電，電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)（ tgδ）等特性，交鏈聚乙烯電纜的泄漏電流等等的在線監(jiān)測系統(tǒng)。例如 ,美國齊成公司的變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括了對變壓器的油中氣體和水分分析、頂層油溫和有載調(diào)壓開關(guān)的運(yùn)行監(jiān)測 ,以及對 套管絕緣、 SF6 密度、斷路器電流、避雷器泄漏電流等物理量的監(jiān)測。但是 ,到目前為止 ,國產(chǎn)傳感器裝置的生產(chǎn)和國內(nèi)狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用情況還落后于國外先進(jìn)水平。如果不能對未發(fā)生的故障時間、位置進(jìn)行預(yù)測和不能對已發(fā)生故障的位置、程度進(jìn)行準(zhǔn)確判斷 ,則不能稱為故障預(yù)報和故障診斷 ,其結(jié)論應(yīng)該屬于狀態(tài)監(jiān)測范 圍。如果強(qiáng)調(diào)對主設(shè)備故障的“預(yù)報”和“定位” ,不僅現(xiàn)有條件下很難達(dá)到預(yù)期效果 ,而且容易產(chǎn)生過分的期望和誤解 ,并將影響監(jiān)測技術(shù)的推廣和發(fā)展。因?yàn)橹挥屑皶r、準(zhǔn)確地掌握設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，并結(jié)合該設(shè)備在系統(tǒng)中的重要程度等因素，才能確定何時檢修及如何檢修。 ,形成了瞬變故障和緩變故障兩個類型。這也正是電力系統(tǒng)設(shè)備故障的特點(diǎn)和難點(diǎn)之一。通過該網(wǎng)絡(luò)平臺往下能對變電站內(nèi)各控制子系統(tǒng)發(fā)布調(diào)用、監(jiān)測和控制命令，并能 見各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，收集所需的生產(chǎn)和安全參數(shù)。 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)有很 大的難度。 振動診斷 :對振動信號進(jìn)行信號處理和分析 絕緣診斷 :對設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)、工作性 能和是否存在缺陷做出判斷 ,并對絕緣剩余壽命作出預(yù)測 溫度診斷 :對設(shè)備各部分溫度進(jìn)行檢測或紅外測試 振聲診斷 :對診斷的對象同時采集振動 信號和噪聲信號。 聲音比平時增大 ,且有明顯雜音。 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。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)時的數(shù)據(jù)，并對網(wǎng)絡(luò)發(fā)出控制命令。例如 ,一個一維的狀態(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)。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。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)干擾也有不錯的抑制效果。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。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。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。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。特征提取是指采用數(shù)理統(tǒng)計、信號處理 (FFT、小波分析、分形和混沌 )等方法提取信號的特征。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。電流互感器的聲音異常當(dāng)電流互感器開路時 ,會發(fā)出比正常時大得多的“嗡嗡”聲。 :出現(xiàn)可能原因有 :①三相負(fù)荷不對稱 。③人為的誤操作停車故障。隨著電子技術(shù)、計算機(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，及時取得各種即使是微弱的信息。與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)相比，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：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)行綜合自動化系統(tǒng)的集成建設(shè)。兩種技術(shù)互相補(bǔ)充 ,缺一不可。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。因此 ,狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對現(xiàn)代設(shè)備管理是必要的。“診斷”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。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。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。 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，除個別項(xiàng)目以外，大多還不很成熟，仍處于研究發(fā)展階段。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。其中少數(shù)已發(fā)展成為正式產(chǎn)品。狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用較普遍的地區(qū)主要是北美和歐洲。一方面 ,還有很多發(fā)電廠和變電站的 狀態(tài)監(jiān)測沒有開展起來 。 對故障的預(yù)測或預(yù)報必須建模和仿真 ,而故障診斷也需要對故障的機(jī)理進(jìn)行分析和研究 ,不能僅僅依靠信號處理的方法 ,只分析故障的外在表現(xiàn) ,因而存在較大的難度。同時 ,生產(chǎn)現(xiàn)場也沒有“預(yù)報”和“定位”的急需 ,現(xiàn)場人員首先需要知道主設(shè)備是否存在異常和是否需要檢修 。但是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修，不能完全依靠在線監(jiān)測，必須充分地利用一切可以掌握設(shè)備狀況的檢測手段，如設(shè)備巡視和定期試驗(yàn)項(xiàng)目，診斷性試驗(yàn)項(xiàng)目等。以大型發(fā)電機(jī)和變壓