【正文】 謝謝我的父 母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻給你們！ 本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬！ 19 參考文獻 [1]黃建華 ,全零三 .變電站高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀及其發(fā)展 .20xx,25(16) [2]王善永 ,范 文 ,鐘敦美 .基于狀態(tài)監(jiān)測的水電站設(shè)備檢修計劃決策系統(tǒng) .電力系統(tǒng)自動化 ,20xx,25(16) [3]陳維榮 ,宋永華 ,孫錦鑫 .電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的概念及現(xiàn)狀 .電網(wǎng)技術(shù) , 20xx, 24(11) [4] 嚴 璋 .電氣絕緣在線檢測技術(shù) .北京 :中國電力出版社 ,1995 [5]朱德恒 ,談克雄 .電絕緣診斷技術(shù) .北京 :中國電力出版社 ,1999 [6]王文永 .美國電站狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用 .華北電力技術(shù) ,1995(6) 。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富。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。 18 謝辭 在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師王教授的指導(dǎo)與督促，同時感謝他的諒解與包容。目前 ,國內(nèi)的變電站和發(fā)電廠已具備實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的初步條件。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)備運行和維修的管理現(xiàn)狀。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中，在后臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和故障診斷。目前在線監(jiān)測的形式多種多樣，有集中性在線檢測系統(tǒng)，也有分散性在線監(jiān)測裝置；在線監(jiān)測可以在設(shè)備終端進行信號處理后進行傳輸，也可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器后對其集中處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等也被廣泛應(yīng)用于故障診斷系統(tǒng)中。在對故障的分類方面，大多數(shù)的處理思路是尋找某一個或一些特征量來進行模式識別。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。從運行中電氣設(shè)備提取信號，不可避免地會受到現(xiàn)場噪聲環(huán)境的影響。 （ 2）對采集的的數(shù)據(jù)進行處理和分析，是在線監(jiān)測又一關(guān)鍵步驟。為了滿足在線監(jiān)測的要求，傳感器技術(shù)不斷進行改進，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)字信號進行傳輸。 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)。溫度值出現(xiàn)了上升的趨勢 ,超過了正常運行的歷史平均值 ,說明存在問題。趨勢 分析法。隨著運行中積累數(shù)據(jù)的增多 ,可以逐步制定合理的偏差極限值 (報警值 )。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。各測點代表每一個運行狀態(tài) ,根據(jù)在特征指數(shù)狀態(tài)空 間上的分布 ,可以分為“ 0”、“ 1”、“ 2”等 3 類。因此 ,首先可以做到的事情只能是識別正常和非正常狀態(tài)。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。 知識庫的知識來源是一個問題。因此 ,分類的知識不會超過樣本提供的范圍 ,樣本提供的知識 又稱為先驗知識。一個完整的認識過程應(yīng)包括歸納推理和演繹推理兩個階段。這個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。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)。因為涉及設(shè)備的具體問題 ,準(zhǔn)確結(jié)論完全依據(jù)對設(shè)備故障機理的了解和經(jīng)驗的積累 ,這是一個復(fù)雜的過程 ,一般很難通過建 ?；蚍抡鎭斫鉀Q。其中 ,處理決策是得出最后結(jié)論 ,例如確定設(shè)備是否存在故障 ,存在何種故障 ,故障部位和程度等 ,以及確定是否進行檢查和維修。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。數(shù)據(jù)挖掘采用先進的軟件對大量數(shù)據(jù)進行整理分類，以識別其中所隱藏的 規(guī)律，并確定其中所隱藏的關(guān)系。數(shù)據(jù)分析用于許多行業(yè)，使各企業(yè)及組織能夠做出更佳的業(yè)務(wù)決策；而在科學(xué)研究方面，可以用以驗證或否定現(xiàn)有的模型或理論。數(shù)據(jù)分析過程分為數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取、狀態(tài)分類和處理決策等 4 個部分。通常無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作環(huán)境非常惡劣、節(jié)點數(shù)量龐大、維護困難且大部分區(qū)域人力無法靠近，因此在其設(shè)計上首要考慮的因素就是能夠盡量節(jié)省能耗，延長 每個節(jié)點的工作壽命。路由器協(xié)調(diào)不同現(xiàn)場采集單元與遠程控制終端的通信；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)，而且為各個單獨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)提供備份，加強了網(wǎng)絡(luò)體系的可靠性；遠程控制終端則為工程技術(shù)人員提供實時的數(shù)據(jù)，并對網(wǎng)絡(luò)發(fā)出控制命令。其中， RFD只采集數(shù)據(jù)，不進行路由，不同的 RFD 之間不能通信；匯聚節(jié)點負責(zé)收集 RFD 發(fā)送的數(shù)據(jù)，并選擇最適合的路由將數(shù)據(jù)發(fā)送出去；網(wǎng)關(guān)將接收到的無線信號通過有線網(wǎng) 絡(luò)發(fā)送給遠程控制單元。該系統(tǒng)由現(xiàn)場采集單元與遠程控制單元兩部分組成。國產(chǎn)傳感器的性能和質(zhì)量與國際先進水平相比還有差距。 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。 13 第三章狀態(tài)監(jiān)測的基本組成 狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)傳感器、計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析等 3 部分是狀態(tài)監(jiān)測的基本組成。 冷卻裝置運行不正常或發(fā)生故障 ,如潛油泵停運、風(fēng)扇損壞、散熱管道積垢不暢、散熱器冷卻效果差等都引起溫度升高。 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。 局部過熱 的測量主要有 :分布測點溫度測量 (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。 電機和變壓器的繞組由于匝間短路、股線斷裂造成內(nèi)部放電 ,因絕緣磨損造成局部漏電流增大 ,導(dǎo)致局部過熱是較常見的故障。 早期特征是鐵心的渦流和局部區(qū)域的溫度過高。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。 電壓互感器的聲音異常電壓互感器中有游離放電、靜電放電等原因引起聽得見的“噼啪、咝”之類聲音 。變壓器內(nèi)部發(fā)生匝間短路或分接開關(guān)接觸不良 ,造成局部嚴重過熱 ,使油溫急劇升高沸騰。此時應(yīng)立即停運并通知檢查。聲音中夾雜“劈啪”的放電聲或不均勻的爆裂聲。 聲音比平時增大 ,且有明顯雜音。 聲音與故障的關(guān)系 ： 根據(jù)異常情況的不同 ,發(fā)生異常的原因主要有 : 聲音均勻持續(xù) ,但比平時明顯增大。 :對試驗結(jié)果的分析與判斷能發(fā)現(xiàn)可能存在的電氣故障隱患。 :出現(xiàn)可能原因有 :①三相負荷不對稱 。電容電流等因素。 當(dāng)電機設(shè)計、調(diào)整存在問題 ,電機出現(xiàn)故障的情況時 ,電機往往會出現(xiàn)較高的軸電壓 ,軸電壓產(chǎn)生的原因通常有 :磁通脈動 ,通常由磁路不對稱或磁場畸變引起 。 三相電容型設(shè)備 :工作電壓下每相流過絕緣的電流 I0 和三相選頻電壓 U0 值 電力變壓器及電機 :電壓、電流 (空載勵磁電流、負載電流、不對稱電流等 )、頻率、有功及無功功率等 一些特殊電磁量及診斷方法 ： 11 :運行時轉(zhuǎn)軸兩端的電位差。 避雷器 :工作電壓下流過避雷器的電流及其變化。 振動診斷 :對振動信號進行信號處理和分析 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)備各部分溫度進行檢測