【正文】 、I／O控制以及編程下載等功能。信息管理層實(shí)現(xiàn)的途徑是通過(guò)企業(yè)外部網(wǎng)(Internet)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)，由于涉及實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，必須保證網(wǎng)絡(luò)安全?；谟?jì)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。由于以太網(wǎng)支持的傳輸介質(zhì)為粗同軸電纜、細(xì)同軸電纜、雙絞線和光纖等，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易于掌握。由于有數(shù)據(jù)庫(kù)和分析中心的支持,可以建立設(shè)備運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)檔案和進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)分析。在網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)庫(kù)和分析中心,對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于絕緣故障的特點(diǎn),很多絕緣在線和離線檢測(cè)技術(shù),如局部發(fā)電、油色譜分析、超聲監(jiān)測(cè)等近幾年已經(jīng)有了較大的發(fā)展,可以逐步開(kāi)展對(duì)絕緣狀態(tài)的評(píng)估工作。另一方面,對(duì)設(shè)備絕緣故障的定位和絕緣損壞程度的診斷還存在很大的困難。電力系統(tǒng)設(shè)備絕緣故障特征表現(xiàn)在多個(gè)方面, 不僅表現(xiàn)在很多電參數(shù)上,而且還有力、熱、聲、光等物理方面和氣體、油等化學(xué)方面的特征變化。兩種技術(shù)互相補(bǔ)充,缺一不可。但并不是所有的瞬變故障都是由緩變故障發(fā)展形成的,同時(shí),很多緩變故障及其發(fā)展造成的損害也不在繼電保護(hù)所能保護(hù)的范圍內(nèi)。因此,緩變故障是狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的對(duì)象。緩變故障是從出現(xiàn)故障征兆發(fā)展到故障災(zāi)害進(jìn)程較慢的一類(lèi)故障現(xiàn)象,例如絕緣故障、冷卻系統(tǒng)故障(氫冷和水冷系統(tǒng))、機(jī)械系統(tǒng)故障、部分轉(zhuǎn)子故障等。繼電保護(hù)裝置必須在10 ms~20 ms內(nèi)處理這類(lèi)故障,以避免損失擴(kuò)大。,形成了瞬變故障和緩變故障兩個(gè)類(lèi)型。因此,必須首先認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)設(shè)備故障的類(lèi)型和特點(diǎn)。第二章 電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工業(yè)實(shí)用化條件第一節(jié) 被監(jiān)測(cè)設(shè)備和故障的種類(lèi)及特點(diǎn) 被監(jiān)測(cè)設(shè)備和故障的種類(lèi)及特點(diǎn)對(duì)不同的設(shè)備和不同的故障類(lèi)型,采用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法可能完全不一樣。雖然在國(guó)內(nèi)外對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)已在許多方面取得了成績(jī)，但還有不少問(wèn)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(cè)方法的可行性。而在信號(hào)采集過(guò)程中也存在傳感器失效，信號(hào)由于外界干擾出現(xiàn)畸變，最終導(dǎo)致在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)失靈。同時(shí)對(duì)于現(xiàn)行的在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)不能過(guò)度依賴，許多測(cè)量數(shù)據(jù)可能并不準(zhǔn)確。在線監(jiān)測(cè)只是提供了一種掌握電氣設(shè)備的技術(shù)手段，但最終的決策判斷離不開(kāi)人，工作人員除了熟悉在線監(jiān)測(cè)相關(guān)原理，更應(yīng)提高判斷決策的能力，深刻理解狀態(tài)量及狀態(tài)量變化與電氣設(shè)備狀態(tài)的關(guān)系，這樣才能更有效指導(dǎo)在線監(jiān)測(cè)工作。只有充分利用現(xiàn)有手段，并將其與在線監(jiān)測(cè)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。因?yàn)橹挥屑皶r(shí)、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(shí)檢修及如何檢修。狀態(tài)檢修是我國(guó)即將面臨的先進(jìn)的設(shè)備管理體制,而狀態(tài)監(jiān)測(cè)是這一管理體制的技術(shù)保證和實(shí)施的依據(jù)。這樣,可以從根本上改變目前“定期維修”的舊的管理體制,避免“過(guò)剩維修”,對(duì)有故障隱患的設(shè)備及時(shí)檢修,提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。因此,狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代設(shè)備管理是必要的。當(dāng)然,狀態(tài)監(jiān)測(cè)的評(píng)估也應(yīng)該包含對(duì)設(shè)備異常(或故障)狀態(tài)的估計(jì)及對(duì)未來(lái)變化的預(yù)測(cè),并不斷創(chuàng)造條件,使這種評(píng)估水平逐步接近理想境界。,并對(duì)這種評(píng)估進(jìn)行分類(lèi)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)該包括以下任務(wù):,建立設(shè)備運(yùn)行的歷史檔案。對(duì)于主設(shè)備,如果需要打開(kāi)機(jī)蓋檢修,進(jìn)一步查找故障點(diǎn),就比在線監(jiān)測(cè)時(shí)的定位容易得多。如果強(qiáng)調(diào)對(duì)主設(shè)備故障的“預(yù)報(bào)”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(guò)分的期望和誤解,并將影響監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣和發(fā)展。第二節(jié) 狀態(tài)監(jiān)測(cè)適合電力系統(tǒng)主設(shè)備的現(xiàn)狀狀態(tài)監(jiān)測(cè)適合電力系統(tǒng)主設(shè)備的現(xiàn)狀。簡(jiǎn)言之，“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”是特征量的收集過(guò)程，而“故障診斷”是特征量收集后的分析判斷過(guò)程?！霸\斷”一詞原是一醫(yī)學(xué)名詞，指醫(yī)生對(duì)收集到的病人癥狀（包括醫(yī)生的感觀所感覺(jué)到的、病人自身主觀陳述以及各種化驗(yàn)檢測(cè)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的過(guò)程。 “監(jiān)測(cè)”一詞的含義是為了特殊的目的而進(jìn)行的注視、觀察與校核。特別是電氣設(shè)備中的絕緣介質(zhì)，大多為有機(jī)材料，如礦物油、絕緣紙、各種有機(jī)合成材料等，容易在外界因素作用下發(fā)生老化。每一種方法必須適合具體的對(duì)象,關(guān)鍵在于準(zhǔn)確,要得到準(zhǔn)確的結(jié)論都是不容易的。狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要依據(jù)信號(hào)處理和模式識(shí)別對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估和判斷,相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。如果不能對(duì)未發(fā)生的故障時(shí)間、位置進(jìn)行預(yù)測(cè)和不能對(duì)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(bào)和故障診斷,其結(jié)論應(yīng)該屬于狀態(tài)監(jiān)測(cè)范圍。狀態(tài)監(jiān)測(cè)——對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄、分類(lèi)和評(píng)估,為設(shè)備維護(hù)、維修提供決策。故障預(yù)報(bào)——根據(jù)故障征兆,對(duì)可能發(fā)生故障的時(shí)間、位置和程度進(jìn)行預(yù)測(cè)。一般來(lái)講,它們?cè)趦?nèi)容上沒(méi)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(cè)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。其中,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高層次的數(shù)據(jù)分析軟件也是一項(xiàng)重要工作。由于無(wú)論對(duì)進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的硬件監(jiān)測(cè)系統(tǒng),人工進(jìn)行數(shù)據(jù)分析還是必要的,而且目前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)還沒(méi)有到位。由于沒(méi)有實(shí)施狀態(tài)檢修,維修管理還是沿用過(guò)去的舊體制,運(yùn)行和設(shè)備管理維修脫節(jié),因而,沒(méi)有形成對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求,已有的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置也沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用。另一方面,一些狀態(tài)監(jiān)測(cè)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。但是,到目前為止,國(guó)產(chǎn)傳感器裝置的生產(chǎn)和國(guó)內(nèi)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用情況還落后于國(guó)外先進(jìn)水平。例如,一臺(tái)300 MW發(fā)電機(jī)組的鍋爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)的模擬量和開(kāi)關(guān)量的測(cè)點(diǎn)多達(dá)5 000個(gè)~6 000個(gè)(其中發(fā)電機(jī)的測(cè)點(diǎn)有300個(gè)~400個(gè)),從測(cè)點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理起來(lái),在控制室的終端可以任意調(diào)用各點(diǎn)實(shí)時(shí)的和歷史的數(shù)據(jù),并顯示出來(lái)。很多發(fā)電廠和變電站已經(jīng)采用了在線監(jiān)測(cè)技術(shù),加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理的手段。國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)科研工作也開(kāi)始于20世紀(jì)80年代,起步并不晚。一些僅能夠?qū)€(gè)別故障進(jìn)行診斷的軟件,其售價(jià)也高得驚人。英國(guó)經(jīng)過(guò)對(duì)2 000個(gè)大型工廠的調(diào)查表明,采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)后,每年節(jié)約維修費(fèi)用3億英鎊,收益為投入的6倍[7]。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。美國(guó)電力科學(xué)院(EPRI)非常重視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員有關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修方面的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)。例如,美國(guó)齊成公司的變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括了對(duì)變壓器的油中氣體和水分分析、頂層油溫和有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的運(yùn)行監(jiān)測(cè),以及對(duì)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(cè)。國(guó)外傳感器產(chǎn)品的性能和可靠性都達(dá)到了較高的水平,產(chǎn)品監(jiān)測(cè)范圍逐漸覆蓋包括溫度、壓力、振動(dòng)和絕緣狀態(tài)等各種物理量,以及變壓器、斷路器和發(fā)電機(jī)機(jī)組等各種主要設(shè)備。國(guó)內(nèi)外設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)展?fàn)顩r美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)80年代起就在電力系統(tǒng)各領(lǐng)域開(kāi)展了各種關(guān)于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究和應(yīng)用,十幾年來(lái)有了較大的發(fā)展,與我國(guó)相比,有兩個(gè)主要特征:①已經(jīng)能生產(chǎn)多種傳感器產(chǎn)品,傳感器質(zhì)量好,性能穩(wěn)定。 由于狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的難度，不論是國(guó)內(nèi)，還是國(guó)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。自1985年以來(lái)，由電力部主持