李硕
华电湖北发电有限公司电力工程分公司湖北省黄石市 435000
摘要：近年来，经济快速发展，电力行业发展迅速，作为电力系统的重要组成部分，高压开关柜数量庞大，应用十分广泛。但是，复杂多变的环境也很容易造成高压开关柜的各种异常情况发生。文章针对大数据理念的高压开关柜监测及其故障诊断进行分析，希望可以为广大电力工程师提供一定的参考。
关键词：大数据；高压开关柜；状态监测；故障诊断
引言
高压开关柜基于无线技术，通过局部放电监测设备运行情况，了解设备运行环境，测量环境温度，通过一体化高压开关设备状态监测诊断系统，掌握设备的运行情况。除此之外，还需要了解变电站开关柜的应用地点，如果开关柜建立在潮湿的环境下，很容易引发安全事故，为了保证高压开关柜可以在工作期间平稳、安全的运行，需要进一步提升高压开关柜的监测能力。应用大数据技术可以提升高压开关柜监测水平，及时发现设备运行存在的问题，并采取检修方案，提高故障诊断效率，保障高压开关柜在工作期间平稳、安全的运行。
1高压开关柜监测技术现状分析
为了保证电力系统高效率运行，不断将科学技术与电力系统相结合，从根本上确保系统的安全性，尤其是高压开关柜，实现在线对其进行监测，很大程度上提高了设备检修效率，为企业赢得更多的经济收益。高压开关柜监测技术的合理运用，将传统的设备维修方式发生了本质性的改变，不再是设备出现故障时进行维修，而是对设备故障提前预判，从而采取有效解决方式确保设备的稳定运行，对电力系统具有非常重要的意义。高压开关柜监测技术工作原理主要是凭借科学技术，有效运用电子检测技术，将高压开关柜设备运行过程中监测到的数据通过通信传输技术，让工作人员直观看到设备运行数据从而准确判断设备运行情况，及时发现设备可能出现的运行故障，提升了设备故障检测效率，同时确保工作人员准确对高压开关柜设备进行检修养护，为电力系统的稳定运行提供了重要技术支持。由此可以看出，高压开关柜监测技术是电力系统正确运行的重要保障，也是电力行业发展的必然方向。
2基于大数据理念的高压开关柜状态监测与故障诊断
2.1机械故障的检测与诊断
检测机械故障主要采用两种方法：一种是通过肉眼观察，从而发现故障及故障所在的位置；另一种是通过操作过程中出现的反馈信号进行判断。由于开关柜的机械故障一般都是在状态转换时出现的，如开关触头不能正常咬合，小车开关手柄出现卡壳。而这些故障在发生前都会有对应的特征出现，如开关机构出现腐蚀情况等，因此通过搜集相关信息可对这类机械故障进行有效预测。目前常用的办法是对开关操作时的机械振动进行振动频率的检测，监测的主要特征量就是开关操作过程中发生的振动频率、振动幅值信号及开关本身的操作次数。特别是目前关于数据挖掘和状态检修的系统正在不断完善中，对这些机械信号的监测及故障判断则相对便捷。目前关于这部分的研究大都采用典型故障状态特征向量的方式来预判设备的运行状态，其主要的判断依据有两个：一是开关操作过程中呈现出的机械变量；二是开关的历史数据，包括历史的检修数据及历史的动作数据等。通过将搜集的信息量进行识别，逐渐形成特征变量从而作为判断设备状态的依据，最终实现设备的状态诊断。目前主要采用的方法有神经网络法、数据挖掘法等。
2.2规则诊断技术
该技术主要包括模糊诊断技术、逻辑诊断技术以及统计诊断技术。其中模糊诊断技术的应用最为广泛，适用于高压开关柜整个运行过程中，因为设备故障初期的运行情况不稳定，存在非常大的波动，最适合采用该技术，不需要稳定的运行条件，通过设备的模糊运行状态即可完成故障诊断工作，很大程度上提升了设备故障检测的效率，为电力系统的稳定运行提供了重要的技术手段。
逻辑诊断主要是利用因果关系完成对高压开关柜设备故障诊断工作，其操作简便，相对来讲诊断结果不够准确，在实际设备故障检测工作中需要根据设备运行的实际情况选择性应用。统计诊断技术同时需要提供准确的数据和图形，对于在线监测应用难度大，所以不适于设备在线故障诊断。因此，要求技术人员具有较强的专业知识，根据设备所处环境不同采取差异性的诊断技术，确保诊断结果的准确性，实现企业利益最大化。
2.3温湿度监测
高压开关柜在大电流的情况下，其触头是最容易出现故障的薄弱部位，如果接触不良很可能造成接触的电阻瞬间增大，严重发热，从而造成接触表面氧化，最终形成恶性循环，这也是高压开关柜运行过程中的常见问题，如果不能及时发现并处理，很可能会危及供电安全。高压开关柜的外部封闭性较强，潮气进入以后很可能无法排出，这些潮气无法排出就会液化成水滴，顺着开关柜排出到外部，所以还可以设置传感器来实时监测温湿度数据，或者在开关柜的内部设置一些除湿的装置。该方式不受气候影响，在低温、高温状态下也可以除湿，当柜体内湿气超标时自动工作，实现自动化后，检修人员可以根据日常监测数据，针对重点设备和工况恶劣的设备进行特殊化改造，以改善设备运行环境，延长设备使用寿命。
2.4远程通讯组网诊断
高压开关柜运行期间存在安全隐患，为了使电能输送更加安全可靠，需要解决高压开关柜运行期间存在的局部放电隐患，加强系统监管力度，结合大数据技术整理监测数据，通过对数据的整合、分析，掌握设备运行状况，计算高压开关柜系统存在放电隐患的概率。在通信组网期间，需要调查放电监测信息，实现高压开关柜设备状态的远程控制，这样不仅可以提升工作效率，还可以防止工作人员因监管不足，对后期工作造成极大的影响。超高频局部放电监测是通过接受高压开关柜内放电产生的电磁波，从而掌握高压开关柜运行状况，并针对局部区域进行监测，采用远程通信组网诊断的方式，可以实现局部监测定位等工作，同时还需要在设备不停电的状况下进行安装等工作，将故障诊断等工作造成的影响降到最低。通过远程通讯组网诊断，实现设备故障实时动态监测，结合大数据技术，在掌握海量信息后，快速整合监测得到的信息，在短时间内得出分析结果，判断设备运行状态。采用远程通讯组网诊断元件，需要优化智能监测系统，结合大数据技术，提升高压开关柜设备数据监测能力以及监测信息的整合水平。高压开关柜设备合闸线圈回路、断路器动触头行程以及设备的机械振动情况，加强这些部位的监测力度，收集监测信息，在大数据技术作用下，分析设备运行状态，提升判断的精准性，在系统设置中还应该强调远程通信组网监测力度，根据设备安装的位置，了解相应的外在环境，选择不同工作模式，掌握断路器磨损程度，根据触头累计的磨损量，判断高压开关柜设备使用寿命，及时更换设备内部零件，确保开关柜运行期间开关正常闭合，保障设备正常运行。
结语
在大数据时代下，高压开关柜设备监测诊断系统监测高压开关柜运行，会产生大量的数据，为了可以在短时间内分析设备运行情况，高压开关柜故障监测应用信号处理的方式，掌握高压开关柜运行情况，为了提升故障监测水平，需要整合电力基础设施资源，提升资源的利用率，加强故障监测技术的数据分析能力。除此之外，还应该在监测系统中融合众多技术，提升高压开关柜监测诊断系统的工作水平，实现定位、追踪、监控等工作，掌握设备的运行状态，做好故障检修工作。
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