基于误差策略的电力运维故障诊断方法研究

随着国家大力推进智能电网建设，电网的智能化水平逐步提高，对智能电网的安全性、可靠性、稳定性提出了更高的要求。这就要求对电力线路的运行状态进行全面的检测，常规的故障检测方法依靠人工电力巡检，对发生过的故障进行分析，严重影响了电力运维的效率，无法满足电力用户对于停电时间的要求。本文基于误差策略对新型电力运维故障诊断方法进行了深入研究，构建了基于误差策略的电力运维故障诊断模型。经过实际运用，验证了本文所提出电力运维故障诊断方法的有效性，能够实现智能电网稳定性的进一步提高。     

高压开关设备故障分析：6kV高压开关柜绝缘事故分析与防范

高压开关设备主要用于电力系统（包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户）的控制和保护,既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行,也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除,从而保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。因此,高压开关设备是非常重要的输配电设备,其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。     

高压开关设备故障分析

正高压开关设备主要用于电力系统(包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户)的控制和保护,既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行,也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除,从而保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。因此,高压开关设备是非常重要的输配电设备,其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。本期特别报道针对高压开关设备故障分析方面,     

应用SF6气体分解产物的高压开关设备故障诊断

全封闭式组合电器（gas insulated switchgear,GIS）、SF6断路器等高压开关设备广泛应用于110kV及以上电压等级的电网中,设备故障诊断及状态判断是亟待解决的关键问题。分析SF6开关设备发生放电、过热等故障产生的气体分解产物,提出不同故障类型的分解产物特征气体,比较设备故障诊断现有判据,提出开关...     

基于数据可视化的隔离开关运检辅助决策

为解决目前电网企业对于已积累的海量设备运行数据与缺陷数据的利用仍停留在设备消缺管理和简单的统计分析层面,而无法高效、准确、智能地挖掘电网企业设备缺陷文本中的重要信息,从而指导企业优化设备选型与运维检修策略制定的问题。本文选取隔离开关设备为例,以国家电网公司设备(资产)运维精益管理系统中1987-2016年共30年的台账数据及2007-2016年共10年的缺陷数据为基础,首先通过缺失值填补和数据正则化对基础数据进行数据治理,然后借助百度ECharts平台的可视化工具进行数据可视化分析,同时构建缺陷指数模型,从缺陷时间分布、缺陷类型和缺陷设备型号等方面深入挖掘了数据潜在规律和联系,最后根据分析结果对隔离开关设备选型与运维检修方面存在的问题提出合理建议及解决措施,为提高隔离开关设备管理水平提供了新思路。     

知识图谱在输变电设备运维中的应用

对输变电设备海量数据进行有效利用和管理是新型电力系统信息化发展的重要方向,挖掘电网输变电设备运维数据,并感知其运行态势,可保障输变电设备安全稳定的运行。该文将知识图谱引入输变电设备运维领域,分析输变电设备运维的数据情况和现存问题;介绍输变电设备数据融合聚类技术和运维知识图谱的构建技术;结合输变电设备运维特性,总结知识图谱在输变电设备运维中的典型应用场景;分析当前研究热点,探讨知识图谱在输变电设备运维领域的关键问题,并展望该领域的发展前景。运用知识图谱,在提高企业维修效率的同时,还能降低人力成本。     

复杂电子装备故障模式及影响分析方法研究

本文针对复杂电子装备故障诊断实用化过程中存在的故障模式缺乏问题,提出了针对电路不同层次结构的故障模式分析方法。该方法将电路划分为器件层、电路层和系统层3个层次,对于器件层故障模式分析,采用硬件加速应力实验分析其失效模式;对于电路级和系统级故障模式分析,设计并开发了通用型电子装备边界特性测试系统,该系统能够对各类电子设备进行极限边界特性测试,并可获得设备超边界后的故障模式及相应的检测方法。利用本文提出的故障模式分析方法,能够对电子系统各个层次的故障模式进行全面的获取和分析,从而为故障诊断方法实用化进程奠定基础。     

开关柜短路故障的原因分析与防范措施

为提高开关柜短路故障处理及检修运维能力,结合某变电站开关柜短路故障案例,通过统计分析开关柜短路故障原因,提出不同短路故障原因的有效防范措施,并加装辅助设备和改善管理方法,为开关柜验收和日常运维提供理论和技术指导,提高电网设备运行可靠性。     

混合式直流故障限流器改进拓扑及其参数设计方法

故障限流器可以有效保障设备安全和柔性直流电网的可靠故障穿越,是柔性直流电网故障处理的核心技术之一。为消除传统限流电感对系统暂态响应速度及运行稳定性的不利影响,提出一种基于电感电阻混合拓扑结构的新型混合式直流故障限流器,在系统发生故障后以电感与电阻并联的方式实现故障限流。与现有的直流故障限流器相比,所提混合式直流故障限流器有效减少了拓扑中的晶闸管数量,造价成本大幅降低。同时小信号模型分析表明,电感两端并联的电阻能够有效消除限流电感对系统暂态响应和稳定运行的不利影响。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了四端环状柔性直流电网,充分验证了所提方法在保障限流效果的基础上能够有效改善系统的运行稳定性。     

隧道监控系统中的故障诊断

为了缓解日益严峻的交通问题,政府正致力于隧道高架的建设。若隧道内的设备经常发生故障事故,这不但不能够减缓交通情况,也许还会威胁到驾驶员的人身安全,造成严重的损失,因此保证设备的安全可靠运行,消除事故,是十分迫切的问题。同时,对于运维管理人员平时对于设备的维护管理,也提出了更高的要求。根据对于故障诊断的方法的研究,是以RCM维修管理模式确定所需的维修内容、维修类型、维修间隔期和维修级别,可以优化维修,并降低维修成本,使得隧道能够更为可靠地运行。     

电弧作用下SF_6气体分解产物的试验研究

SF6开关设备发生故障或存在缺陷时,设备内部会产生SF6分解产物,通过检测这些分解产物为设备故障定位和缺陷诊断提供了有效手段。试验研究了SF6开关设备在不同开断电流、不同燃弧时间以及有无吸附剂情况下SF6气体分解产物的变化情况,分析了设备在电弧放电故障时SF6气体分解产物体积分数变化趋势及影响因素,为设备的故障诊断提供了有效手段。     

电力设备故障诊断决策模型的选择与应用

随着电网的发展,故障信息日益繁多。在纷繁复杂的故障信息中确定可能存在故障的元器件,这对于电网运行非常重要。本文以变压器为例,提出了建立一套针对设备故障诊断的分析系统,根据系统收集的信息,对照故障诊断决策模型,便可迅速、准确地确定可能存在故障的元器件,从而缩短设备维修时间雀高维修成功率、保障设备的正常运行时间,并介绍了故障诊断决策模型在一次变压器故障的实际运用情况。     

基于径向基函数神经网络和模糊积分融合的电网分区故障诊断EI北大核心CSCD

为有效解决分区故障诊断关于互连区域间联络线的诊断问题,提出了基于径向基函数神经网络和模糊积分融合的大电网故障诊断方法。该方法通过网络重叠分区将大电网划分为若干区域,故障发生后根据警报信息选择性触发警报信息所在区域对应的区域径向基函数神经网络诊断模块,然后利用模糊积分关联融合相连区域关于联络线的诊断输出,实现对联络线的故障诊断。该方法不仅可以诊断各区域内部发生的故障,而且能够有效地诊断区域间联络线发生的故障。算例仿真结果表明:该方法简单、有效,能弥补现有电网分区故障诊断方法在联络线故障诊断方面存在的不足,且能够处理各种复杂故障情况,具有良好的故障容错能力。     

基于径向基函数神经网络和模糊积分融合的电网分区故障诊断

为有效解决分区故障诊断关于互连区域间联络线的诊断问题,提出了基于径向基函数神经网络和模糊积分融合的大电网故障诊断方法。该方法通过网络重叠分区将大电网划分为若干区域,故障发生后根据警报信息选择性触发警报信息所在区域对应的区域径向基函数神经网络诊断模块,然后利用模糊积分关联融合相连区域关于联络线的诊断输出,实现对联络线的故障诊断。该方法不仅可以诊断各区域内部发生的故障,而且能够有效地诊断区域间联络线发生的故障。算例仿真结果表明:该方法简单、有效,能弥补现有电网分区故障诊断方法在联络线故障诊断方面存在的不足,且能够处理各种复杂故障情况,具有良好的故障容错能力。     

基于风险评估的输电设备差异化运维策略

输电设备在风险评估基础上实行差异化运维可以有效解决周期性检修造成的设备过修和失修问题,能够合理利用资源,进一步提高输电设备的安全系数和可用系数。从影响输电线路运行状态的外因和内因出发,综合考虑雷害、污闪、外力等因素,建立输电设备健康评价模型,评定输电设备的健康指数和故障概率,进行风险评估。依据设备的风险评估结果,制定差异化运维策略。运维实践表明,根据输电设备风险评估结果,指导电力企业实现输电设备差异化运维是可行的。     

数据驱动的配电开关设备交互式诊断平台

高效和准确的设备缺陷诊断有助于提升配电网运行可靠性和安全性。受益于信息化建设,配电设备到货抽检、型式试验、在线监测等环节积累了大量检测大数据,奠定了数据挖掘和智能诊断的基础。为了满足配电设备智能运维需求,本文提出了一种大数据驱动的配电开关设备故障交互式诊断方法。利用设备的物理模型、历史故障诊断结果、在线监测数据以及仿真结果,所提方法挖掘故障表征与潜在缺陷间的关联关系,并训练贝叶斯网络,实现设备缺陷推理。进一步,根据试验人员的反馈调整诊断结果,提出设备故障的交互式诊断方法,通过动态修正推理模型,提升检测准确性。实际案例测试说明所提方法的有效性。     

变电设备物联网一体化智能监测装置研究

为了解决传统变电设备监测装置相互独立、数据无法共享、计算负荷分配不均及不具备故障初步诊断功能的问题,设计了一种变电设备智能监测传感网络,提出了一种基于云平台的变电设备物联网一体化智能监测装置设计方案,该装置具有分布式计算、故障诊断与预警的功能。结果表明,分布式计算能够提高计算效率,减小设备投资浪费,其计算时间与传统并行计算方法相比减少了15.4%,智能电子设备配置费用与传统配置方案相比减少了14.3%;故障诊断与预警能够有效判断故障,并将可能存在故障的设备监测数据上传给中心站,有效避免了电力事故的发生。     

故障录波信息和D_S证据理论用于电网故障诊断

当电网发生故障时,传统的故障诊断方法仅仅利用了开关量信息而没有充分利用故障录波信息,而故障录波信息在准确性、完备性和容错性等方面有开关量信息无法比拟的优势。为了充分利用故障录波信息进行电网故障诊断,通过小波变换对发生故障前后电流波形进行分析,采用小波奇异度和小波故障度分别表征电网元件的故障概率,但是由于故障的不确定性和复杂性,这两种故障表征方法都不能独自准确地诊断故障元件,因此提出采用D-S证据理论对多种故障表征方法进行信息融合,能够准确诊断故障线路。基于PSCAD仿真实例证明,该方法能提高对故障诊断结果的支持度及故障诊断的准确性,在电网故障诊断中有良好的应用前景。     

新型弧光保护装置的设计

随着配电电网的发展,成套开关柜大量应用在中低压系统中。由于设备自身原因、运行环境等各种因素影响中低压母线弧光短路故障频发,对电网的供电可靠性以及操作人员的人身安全造成了极大的威胁。本文在分析中低压领域内部弧光故障产生机理的基础上设计了一种新型弧光保护系统,其组成包括超声检测模块、过电流检测模块、电弧光检测模块、逻辑处理模块及快速接地单元等。该装置不但能够实现在电弧故障发生之前发出警报信号提醒运行维护人员前来检修,还能够能在极短的时间(5ms)内将电弧故障转换为金属性短路从而熄灭故障电弧,最终再由上游断路器清除故障电流,极大地提高了中低压开关设备的可靠性。     

基于设备脆弱性的电网气象灾害故障预测

电网运维数据表明,电网设备故障主要由雷电、雨雪、大风、冰冻等自然气象因素引起,是电网防灾减灾的重点。基于气象与电网故障之间的关联特点,提出一种基于设备脆弱性的电网设备气象灾害故障预测方法。将设备脆弱性指数作为变量改进关联规则算法,实现设备不同历史状态下的归一化处理。算例分析表明,基于设备脆弱性改进的关联方法,能够准确、全面地建立气象信息与电网故障之间的映射关系,预测给定气象条件下的故障概率。