黄付贵 吴卓
天津天大求实电力新技术股份有限公司 300000
摘要：电力设备是智能电网中的核心部分，电力设备的正常与否直接影响着整个电力系统的安全与稳定。随着智能电网和超高压技术的发展，电力设备运行状态的正常与否对电力系统发电供电过程的可靠性与稳定性显得尤为重要。电力设备监测系统的用户可以随时看到设备的监测参数信息和由参数处理分析得到的故障结果和预警报告。预警系统给出预警提示，维护人员能够及时得到设备故障预警信息来，及时查看问题并解决，加强了设备运行状态的管理，大大降低了关键设备故障停机时间。
关键字： 智能电网 电力设备 监测
智能电网是以物理电网为基础,将现代先进的网络技术、传感技术、计算机技术与物理电网高度集成,形成的新型智能化的电网。智能电网中的电力设备主要由发电设备和输送电设备如不同电压等级的输电线路、电力电缆、绝缘子、互感器等组成，除此之外还包括对这些设备进行监测和测量的各种测量仪表和继电保护自动装置等。随着智能电网的建设，电力设备的安装量和使用量不断增加，而运维人员的数目有限，电力设备发生故障往往会造成严重的经济损失甚至是人身安全事故，因此进行电力设备故障监测和预警系统，提高风险分析能力，可以有效加强电力设备运行的安全性和稳定性。
一、电力设备监测与预警系统
电力设备监测是应用先进的传感器技术，获取电力设备的各项参数，再进一步依据电力设备的规程定标和不同的诊断算法，对数据进行分析和处理，得到诊断结果。电力设备监测和预警系统由两部分组成：数据采集部分和数据处理部分。系统的总体流程图如图1所示：数据采集部分采集监测设备的原始数据，提交给数据处理部分，进行数据的分析、加工和处理，再利用相应的算法，对设备的状态作出预测，给出预警的信息。
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图 1 电力设备监测和预警系统总图
二、电力设备监测技术
1在线监测技术
传感器技术是在线监测的关键, 传感器的实质是用来模拟人类的感官功能.目前, 先进的传感技术和数字信号的采集与人工智能 (AI)的完美结合, 实现了智能化的在线监测,传感器部分由气体传感器、电流传感器、红外线传感器等组成 .由于电力设备在线监测项目的不同,需要采用各种不同类型的传感器,将获取的被测信号 (电的或非电的 )转换成单一的电磁 (模拟 )信号,并通过电缆或无线传输到信号处理器.信号处理器由专用型集成电路运算放大器构成,其作用是将微弱的电磁信号放大。为了提高系统的抗干扰性能,对输入 、输出信号采用光电偶合器进行隔离,甚至采用光纤传输进行光电隔离.人工智能诊断系统用于分析、检测、判断运行中电力设备所测定的相关数据, 以得出相应的诊断结论 ,即实现高集成化、高自动化 、高智能化的在线监测.电力设备安装在线监测系统后 ,将受到系统全方位的监测。
2、网络信息传输技术
电力设备在线监测获取的监测信号通过网络传输信息,并存入电力设备大型数据库,以实现电力系统的资源共享.
（1）局域网技术
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物 ,从应用角度来看, 它将具有独立功能的多台计算机连接在一起 ,实现各计算机间的信息互换 ,并可共享计算机资源目前,计算机网络技术已开始应用于电力系统各个运行部门 ,从最新的发展态势来看 ,计算机网络工程技术和人工智能相结合的方法正成为这一领域的发展潮流.将网络技术应用到电力设备故障诊断中, 为电力设备故障诊断开辟了新的途径 .采用局域网将分散在一定范围内的工作站 (客户 )以网络形式联接起来 , 实现高速数据处理和通讯 .以太网(Ethernet)是局域网中使用最广的网络 ,其自身的兼容性和易用性已成为局域网中的佼佼者 .因此,本局域网采用的是以太网标准。
（2）广域网技术
目前,电力企业都建立起了各自的局域网 ,其中一些企业与电力公司还建立了广域连接 , 电力系统广域网已到了即将实施的阶段.广域网也称远程网, 它可在一个大范围内 实现数据、语言、图像 、信息的传输, 可以满足企业生产 、管理 、经营、发展和效益的实际需要;连网的计算机间距离可在几十千米以上, 网络通过特定方式连接 ,实现局域资源与广域资源的共享。
（3）监测信号的无线传输
电力设备在线监测系统中 ,运用安装在电力设备各部位的传感器获取监测信号 ,经基于无线通信网络 GPRS/CDMA/3G实现远程数据和图像的传输 无线通信技术将现场取得的监测信号输送到监控中心, 可有效完成电力设备在线监测系统中获得的各类有效信号 、监测数据的实时传输 ,这样 ,就能随时掌握电力设备运行状况 ,提高电力设备的可靠性 .GPRS包括了 GSM在内全新的分组数据承载业务 , 它可以与 Internet网以 GGSN相连 , 构成“中心计算机 —多个用户点 ”的组网方式 .GPRS具有高资源利用率、高传输速率 、网络覆盖广等优势 ,随着 GPRS技术的发展, 它已成为故障定位系统 、输配电监测系统等无线传输通道的首选.运用GPRS无线通讯技术, 对电力设备进行数据信号采集、监控和传输 ,可以解决远程在线监测的信息传输问题.通过 GPRS技术, 集成对电力设备安全运行的在线监测技术 ,结合人工智能的故障诊断技术, 建立起一体化的监测信息平台 ,可实现对电力设备的实时监测 ,大大提高电力设备的安全运行水平和智能化管理能力 .总之 ,无线通信技术的推广应用是实现智能电网的重要步骤。
3智能信息处理技术
智能信息处理技术就是将不完全、不可靠、不精确、不一致和不确定的知识和信息逐步改变为完全、可靠、精确、一致和确定的知识和信息的过程和方法。就是利用对不精确性、不确定性的容忍来达到问题的可处理性和鲁棒性。处理方法有神经网络、模糊系统、粗糙集、信息融合。设备的诊断、分析、评估、决策都存在信息处理的问题，拿故障诊断来说，设备故障类型繁多，故障的征兆也很多，故障因果关系复杂，其故障机理无法以固定的规则来表示，这种特殊性决定了其监测信息中存在不确定信息，传统方法只能处理确定性信息，智能信息处理技术能对不确定信息进行处理。在设备状态智能管理系统中，可获得的信息有在线的、离线预防性实验、历史数据等，如何对信息进行分析处理，提取与设备诊断相关的特征信息，从而得出对设备运行状态进行可靠评定，为状态维修提供可靠决策，是该系统的关键。在智能管理系统中采用各种智能信息处理技术的融合处理，必能更有效的提高系统可靠性，例如在变压器故障诊断中，将神经网络与粗糙集结合起采，就能将复杂的组合神经网络约简并删除其中不必要的属性，不仅克服了神经网络规模过于庞大和分类速度慢的缺点，同时利用了粗糙集良好的分类能力。
三、结束语
综上所述，电力设备监测系统的应用能够对电力设备进行实时的掌握，并且能够及时发现潜伏性的故障，但是，目前我国的电力设备监测技术仍然存在较多的问题，例如，监测设备功能系统单一，数据分析抗干扰能力弱，监测设备的数据整体准确性不高等。 我国还需要加大对此方面的研究力度，使我国的智能电网朝着更加安全、稳定、智能化方向发展。
参考文献
[1]王吕氏,李福祺,高胜友.电力设备的在线监测与故障诊断[M].北京:清华大学出版社,2006:1-2.
[2]欧阳燕.探讨电力设备故障类型及监测技术[J].科技传播,2014,12:153;145.
[3]杨启平 ,徐丹凤 , 牟雪云 , 王军.智能电网背景下的电力设备监测和维护技术.上海电力学院学报2020，01