电力系统设备运行状态在线评估系统设计分析

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:丁逸超
[导读] 摘要:随着我国经济的不断发展,人们日常生活中用电量不断也不断增加,这种情况下为电力设备带来了新的发展问题,电力系统向高电压、高容量等多样式设备转变。
        (上海市电力公司市南供电公司  上海  200030)
        摘要:随着我国经济的不断发展,人们日常生活中用电量不断也不断增加,这种情况下为电力设备带来了新的发展问题,电力系统向高电压、高容量等多样式设备转变。本文就电力系统设备的故障特性进行分析,并制定设计出在线评估系统,使电力系统能够采集各种数据并进行分析,监测设备运行状态、辅助设备维修等功能。
        关键词:电力系统;在线评估;系统设计
        在日常工作中对电力设备进行有效评估是设备运行状态检修的关键工作内容。随着电力行业的不断发展,传统的电力设备已经不能满足人们的需求。所以电力设备也随着时代发展在不断更新。构建电力设备运行状态评估系统,能有效地反映出设备在运行状态下出现问题,帮助电力系统的维修检查工作变得更加便捷。
        一、电力系统设备运行状态评估系统思路
        电力系统运行状态是指电力系统在不同运行条件(如负荷水平,出力配置,系统接线、故障等)下的系统与设备的工作状况。电力系统的运行条件一般可以用三组方程式描述,一组微分方程式用来描述系统元件及其控制的动态规律,两组代数方程式则分别构成电力系统正常运行的等式和不等式约束条件。 等式约束条件是由电能本身性质决定的,即系统发出的有功功率和无功功率应在任意时刻与系统中随机变化的负荷功率相等。不等式约束条件涉及供电质量和电力设备安全运行的某些参数,它们应处于安全运行的范围内。 根据不同的运行条件,可以把电力系统的运行状态分为正常状态、不正常状态和故障状态电力设备运行状态在线评估系统主要涵盖了评估方法、评估内容、评估环节、评估模型等方面。本文就设计的评估系统先分析电力设备运行过程中出现的安全问题,对这些问题进行分类整理,规划处评估系统内容的作用范围。然后利用评估原则与,模糊评估方法来构建评估模型。
        二、电力系统设备运行状态评估系统体系指标
        在电力系统整体运行中会用到各种各样的电力设备,所以对电力设备运行状态进行评估需要从多角度进行,要考虑全面的因素条件,下面将对四个评估方向进行分析。
        设备自身质量。在设备正常转态运行中设备质量是运行的基础,设备在出厂时的质量和运行中的设备状态以及用户的反馈问题都能有效地展现出这台机电设备的运行状态。
        进行预防性试验。在机电设备正常投入使用前,确保机电设备的正常运行通常都会进行预防性试验。预防性试验一般包括两种:在线检测法和停电实验法,在线检测法可以在设备运行中进行检查试验,可以发现设备出现问题的现象,并及时发出反馈。在线检测方法有较高的灵敏性,失误率也相对较低。停电实验法,是用来分析设备的绝缘性。
        机电设备运行状态。机电设备运行状态一般包括设备工况、运行时间、动态数据、运行环境等等。这些数据的来源一般是由自动采集和人工记录两种。值得注意的是,设备的运行时间不是体现运行设备的唯一数据,较新的设备不一定就是优秀的,时间长的设备也不一定是不好的,但设备超过运行年限是会存在安全问题的。
        设备历史数据。历史数据是从设备的历史静态角度来看,涵盖了设备从出厂就有的基础数据,和设备的检修记录等等。集合和上述几点,制定出电力系统设备运行状态的指标。
        三、电力系统设备运行状态模糊评估
        评定等级的确定。等级的不同代表的颜色也不同,现根基电力设备系统的状态进行不同颜色的等级划分。一级由绿色代表、二级有蓝色代表、三级有黄色代表、四级有橙色代表、五级有红色代表、漏记由黑色代表。
        一级:电力设备能够正常运行,各项指标均为平稳,不需要维修,操作人员反馈较好。
        二级:设备能够良好运行,设备质量相对较好,设备发生故障几率较低,整体运行较稳定。
        三级:设备各项数据基本符合要求,能够正常运行,设备质量出现问题,整体运行不够稳定,可能出现报警状况,容易发生危险。


        四级:设备虽然没有超过运行年限,运行状况还算正常,在进行预防实验后能得到不正常数据,设备质量出现问题,在得到维修后能够正常运行。
        五级:设备快要达到运行年限,设备经常出现问题故障、很多数据没有达标,整体运行状态存在问题,出现危险指数较高。
        六级:设备超过运行年限,经常发生故障现象,极度不安全,运行状况严重失常,人员使用反馈较差,危险系数高。
        权重的标准确定。确定权重的标准方法有很多,需要根据实际情况进行不同方法的选择。本采用群决策层次分析法来确定权重标准,找到i名专家对指标因素进权重分析,如果有M名专家,那么i名专家的议案重要程度为:
        公式(1):i=1,2...., m;u=1,2,...,1
        其中W代表专家对设备评估的相关性,1代表专家的学位、研究时间、不同岗位等。
        将第i名专家的意见进行分析归纳,达到意见权重Ti,表示专家的知识能力、研究程度、和工作经验等。
        得到了公式(2):Ti=1i/∑1i
        在经过不同指标最后得出评估向量的公式(3):
        B=∑16i-1∑mi-1A1i•R/m
        四、电力系统运行状态系统设计
        本文就J2EE设计方式构建三层架构:
        客户层:这层是为客户使用的,涵盖了用户端和设备端。用户端是为用户提供登录和评估,是在WEB浏览器基础上开发的。设备端是机电设备的在线检测和数据的获取。
        业务逻辑层:这层是为了进行数据的传输的,是数据传输的连接所在,用户评估系统在服务器中运行。
        数据层:这层主要涵盖设备的数据库,有SQL Serber、ORSCLE等。
        本文设计出的系统可以解决不同问题,主要有:评估设备数量多;设备分布范围广;专家人数多;现场工作人员不能参与评估问题;信息处理任务多;信息反馈不及时等。但此系统还存在着一些问题,主要是评估人员工作能力问题,因为设备的维护需要工作人员进行操作,但是检修人员没有这方面的工作能力,所以在实际过程中,对导致工作人员操作出现问题。这种情况需要企业进行科学合理地安排岗位。与此同时也可能出现其他预想外的问题,需要在不断运行中去完善设备系统。
        结束语
        总的来说,本文就电力系统设备状态进行系统的设计,能够清晰有效地反映出电力系统设备的运行状态,并对不同评估结果进行总结分析,让使用者能够更加清晰明了的了解到电力系统的设备在运行时的实际状态,对可能出现的问题进行体现预知,能够及早地发现设备存在的问题,让维修工作变得更加有针对性,让电力设备达到更好的使用效果。
        参考文献:
        [1]崔毅,汪鹏君,王晶晶,李刚,李伟铭.基于改进模糊层次分析法的配电室状态评估[J].科技通报,2020,36(05):89-94.
        [2]陈麒.电力设备运行安全状态评估系统的方案设计[J].科技创新导报,2018,15(30):26+28.
        [3]陈杏,宋依群,杨镜非.基于状态联动的在役设备最佳运行寿命评估模型[J].电力系统保护与控制,2017,45(01):67-73.
        作者简介:丁逸超(1992-05-15),男,汉族,籍贯:上海,职称:助理工程师,学历:本科,主要从事方向:研究电力系统设备。
 
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