电力设备故障仿真培训集成系统的实现研究

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第6期   作者:肖伟
[导读] 我国的社会进步迅速,从业内的有关统计数据来看
        摘要:我国的社会进步迅速,从业内的有关统计数据来看,电力设备常见故障主要是外部故障,在总体故障中占比超过90%,而内部故障5%都不到。虽然占比相差颇大,但是从真正造成的危害而言,内部故障却是电力故障产生危害的最主要原因,它所造成的破坏力往往要比外部故障大上几百倍。因此,针对电力设备中的常见故障,无论是多发的外部故障还是有巨大危害的内部故障,都要加以警惕和防范。
        关键词:电力设备;故障仿真培训;集成系统;实现研究
        引言
        状态维修包含了电力设备状态监测、故障诊断技术这两个方面,目前在电力系统中得到广泛应用,它能有效监测设备运行状态,预知设备的哪个部位将发生事故,以此安排停电计划并开展组织维修工作,这样维修工作质量才能得到提高。通过对电力设备状态进行监测,同时运用故障诊断技术,有利于预防性维修更快转变为状态维修。通过对设备故障做出判断,从而提高维修质量。
        1电力设备状态检测和故障诊断的必要性
        运行过程中的电力设备容易受环境、温度以及机械等因素的影响,导致电力设备性能被降低,进而出现故障。电力设备想提高其安全性,应尽可能使用绝缘材料,其主要成分为有机材料,常见的有矿物油、绝缘纸等,受到影响后的有机合成材料可加速老化。在电力系统中,最重要的就是电力设备。电力设备存在故障的话,电力系统将出现瘫痪,甚至会导致大规模停电的产生。科学技术在持续的发展,电力系统已经达到了较高的自动化程度,只要有一台设备存在故障,将对整个系统造成影响。现如今,电力设备已经达到了先进水平,仅凭人工判断无法将设备的故障找出来。因此,必须严密监测电力设备状态,以便快速诊断出设备故障。要诊断电力设备故障,应先检测设备状态,工作人员利用所获取的数据,结合自己所积累的经验,可以分析监测数据,对故障类型、位置做出准确地判断。只有先明确故障,再开展维修工作。状态监测需要先收集相关数据,故障诊断主要是分析和判断这些数据。
        2电力设备常见故障
        电力设备外部故障:电力设备外部故障主要来自检测维修人员和复杂多变的外部环境,从而发展为电力设备故障诊断体系的问题。其主要表现为以下几个方面。一是故障诊断体系与复杂多变的工作环境状态无法配合。现有的电力诊断体系虽然有着其独到的优势,例如各级之间都具有完整的应对防范准备,也有大量优秀人才防止故障的发生。但总体来讲,电力诊断各级之间无法形成有效配合,并且应对准备措施太过老化,没有结合时代采用新的技术仍然是当下存在的主要问题。这就导致了故障诊断体系在应对突发故障时,不能及时地得到上级的帮助,而且诊断技术手段又很难适应新时期电力设备的故障,从而造成了故障诊断体系无法与工作的状态环境相结合,最终有可能导致电力设备故障的产生。二是电力设备故障诊断管理上不够稳定。电力设备的外部故障,还有可能会受到管理人员的影响。目前存在部分管理人员综合素养不足,没有很好的责任心,工作中的纰漏情况甚至会诱导电力设备故障的产生。电力设备内部故障:电力设备的内部故障,归根结底共可分为以下三个主要方面。一是电力设备内部最主要的故障之一就是接触不良。导电回路中的接触点产生接触不良,就会引起发热的现象,不利于电力设备的工作。例如发电机封闭母线、套筒过热、变压器绕组,就连断路器和互感器也有可能因为接触不良引起过热,很容易就发生了故障。二是绝缘介质受到了损害,绝缘介质受损的故障主要体现在介质老化和受潮两个方面。当绝缘介质受到了较大的损害时,发热功率会增大,这样的情况又会在一定程度上加大能量的消耗,让绝缘介质变得更脆,最后还会出现开裂。带来的直接危害,就是会出现发生发热和爆炸的隐患。三是缺油情况的产生,电力设备内部油少的情况主要表现在热效应和热场分布。热效应是指由于电力设备缺油而间接的导致绝缘度下降,导致放热现象产生的故障,大大加大了电力设备的安全隐患。而热场分布差异的状况,就是指一些位置的上下介质有着区别,热熔系数判别有着较大差异的时候,就会引起电力设备的故障。


        3故障再现
        (1)硬件方面模拟器驱动实际的列车控制中心正常工作,并且通过插入有故障的卡模块来再现列车控制中心的硬件故障。两个系统故障则信号传输至TM486模块,则TM486板指示灯ERROR红灯亮,并且列车控制中心维护终端在列车控制范围内显示轨道电路红灯带。这样可以建立故障模拟,并且可以进行计算机操作的培训和评估。(2)通信方面列车控制接口设备模拟器驱动真实的列车控制中心正常工作,通过硬接线拔出的方式,实现列车控制中心与CTC联锁、临时限速服务器以及相邻列车控制中心设备通信中断等故障。通过模拟,学员可以观察故障现象并真正训练列车控制中心的电力设备运行,锻炼他们的现场故障处理能力;在培训评估中,教师可以通过这种方式设置故障,让学员进行故障排除,使学员熟悉操作步骤并对其处理情况进行评估。(3)线路列车控制接口设备的模拟器驱动真实的列车控制中心正常运行。通过硬线连接和混合连接的方式,将列车控制中心的接口连接线断开,并重现混合线的故障。学生可以学习观察这种故障现象并操作真正的列车控制中心设备,以丰富他们的现场故障操作经验。(4)情景模拟列车控制接口设备模拟器通过设备接口仿真模块建立故障信息,将故障信息输入到真实的列车控制中心,实现特殊的场景仿真,从而完成了列车控制中心的一些故障安全测试。
        4故障诊断的关键技术
        4.1选取故障信号特征量
        从所有的数据信号中提炼出有用的信息,同时运用信号处理技术,处于运行状态下的电力设备可提供准确的数据,同时还能快速诊断出设备故障,使其达到较高的灵敏度。通常,一种故障状态可导致多个故障特征量的产生,但这些故障特征量都可表示相同的故障。因此,当前面临最大的问题就是选取哪种故障特征量。如果选择了错误的特征量,将很难对故障状态进行识别,无法判断状态的正确与否。不管是正常状态还是故障状态,它们都含有相同的特征参量,这样容易造成判断的失误。也就是说,故障特征量相对来说比较模糊,必须选择正确的方法。
        4.2故障诊断
        电力设备容易出现不同类型的故障,相同的事故可呈现出多种故障状态,接下来本文介绍了常见的几种诊断方法:(1)一种故障可表现出不同的故障表象,诊断时需运用信息融合技术,将其与多传感技术联合使用,由此进行诊断。要对同一个对象进行处理,需站在不同的角度,采用多种传感器。即使时同一故障,其表现特征也不相同,因此选择的状态信息量需达到较高的灵敏度,采用这种诊断方法可取得显著的诊断效果;(2)特征空间矢量法,首先实时分析所获取的故障误差数据,对其加以修正,这样对象就能体现出不确定性,并呈现出慢时变性。此外之外,还可采用神经网络、人工智能等多种方法对故障进行诊断。
        4.3信息技术和故障诊断分析技术
        故障诊断分析技术可用于分析电力设备故障,主要侧重故障发生过程,包括故障的来源去向等方面。首先,需总结归纳设备状态特征量,再运用模糊识别技术,将其与其他识别技术相结合,由此得到准确的故障特征参数,再分析故障的性质及产生原因。目前,大多数电力设备都具备网络传输功能,对故障进行诊断时,通常需利用局域网来传输信息,也可使用远程协助,由此开展诊断工作。这样一来,就能对设备状态进行准确地监测,同时还能异地处理故障诊断,通过使用各种先进设备,借助一些虚拟诊断仪器,及时上传各种数据。
        结语
        根据电力设备的故障特殊具体分析,不难看出电力设备的大多故障都有着很好的解决办法,在解决上应秉持着对故障进行预防化、专业化、高效化的解决方针。对电力设备进行有效的科学化处理,从而保证电网的稳定运行。
        参考文献
        [1]胡彦秋,晋吾楠.电力设备故障诊断系统的分析与设计[J].黑龙江科技信息,2014,19(03):67-159.
        [2]郭永利.电力设备状态监测与故障诊断技术应用[J].科技致富向导,2012,27(02):198.
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