大数据视域下的特高压输变电工程故障监测系统研究

<正>基于大数据技术搭建了特高压输变电工程故障监测系统。该系统分为数据监测层、故障数据处理层和大数据云平台三层，能够实时采集、处理和存储特高压输变电工程的运行数据和故障信息。提供了基于数据驱动和基于故障知识库的两种技术路径对故障进行识别和分析，并提供相应的解决方案。     

一种实时高精度故障录波系统同步控制方法

针对目前国内故障录波器存在的录波文件数据不连续、功能单一、分析困难的问题,研究基于多处理器同步控制的故障录波数据监测系统,测试各功能在各处理器模块中的执行时间以及各模块接口访问速度,设计一种统筹方法优先处理故障数据,兼顾低优先级任务,同步控制各处理模块内部及模块接口任务逻辑切换,并留有一定的时间裕量,保证录波文件完整连续、录波数据精确可靠,实现故障录波系统多功能并行处理,达到了对电网进行长期有效监测的目的。     

电力电缆运行温度场变化及在线监测技术研究

电力电缆在高压和大电流状态下长期运行,由于各种故障引起的温度升高会导致电缆过热或绝缘性能下降。文中在分析电缆结构和温度场的基础上,建立了电缆温度场有限元模型,完成了电缆沟敷设和电缆中间接头的热分析,通过热分析确定其过热位置,为温度传感器的布置提供理论支持。完成了电缆沟温度在线监测系统设计方案,能够实时采集电缆沟温度数据。该研究为电力电缆智能化监测的发展提供了参考和借鉴。     

一种电缆沟自动巡检机器人设计方案

针对电缆沟空间狭窄封闭、巡视死角多和存在有害气体等造成人工巡检困难等问题,提出一种实用性强的电缆沟巡检机器人设计方案.该方案针对电缆沟环境进行了特殊行走机构设计,并采用高度现场灵活可调的升降式车身机构,基于多向多目视频采集单元同时实现多区域目标信息采集,可满足形式多样的电缆沟巡检要求,巡检效率高,可有效提升电缆沟巡检的实用化水平.     

面向边缘计算的机械装备状态监测系统研究

针对云计算框架的机械装备状态监测系统存在数据传输时延长、预警和诊断的实时性差等问题,提出一种面向边缘计 算的机械装备状态监测系统,具有设备层、边缘层和云层 3 层架构。 高实时性的计算任务部署在多个边缘计算节点,在边缘层 进行数据的特征提取、降维处理、智能诊断、数据保存与上传。 所提方法在高速机床主轴试验台进行验证,实验结果表明,基于 边缘计算的状态监测系统比基于云计算的状态监测系统减少 29. 5%的输出时延,并节省了 81. 3%的云层储存空间,在保证较高 诊断率的情况下,显著提高了系统实时性。     

基于数字温度传感器的电缆故障在线监测及火灾预警系统

电缆故障在线监测及火灾预警系统是为防治电缆沟、槽火灾而专门开发研制的。它采用当今先进的通信技术、微处理技术、数字化温度传感技术、水位测量技术、感烟技术及专门设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术，经现场反复实验证实，系统可有效地克服电缆沟内强电场干扰，完整、安全、可靠地把数据传送至监视终端。     

预防电缆沟起火的小电流接地系统单相接地故障处理

为避免小电流接地系统单相接地故障引发的电缆沟起火事故,采用火灾动态仿真分析方法得到了接地故障电弧导致电缆沟引燃的时间与空间阈值。在此基础上阐述了预防电缆沟起火的综合治理措施。论述了兼具相控消弧线圈和预调式消弧线圈优点的相控预调式消弧线圈的实现方式及其实验测试数据。阐述了跨线相继接地故障的处理方法,包含以暂态量法为主的连续检测过程及以稳态量法为主的增补处理过程。给出了单相接地保护跳闸延时的整定依据及间断性接地故障的处理方法。针对城区和郊区配电线路分别论述了集中智能容错单相接地故障处理方法和基于合闸速断的分布智能单相接地故障处理方法。介绍了在陕西全省172座110 kV变电站供电区域范围内配电网的整体应用成效,表明所论述的技术措施的有效性。     

沟道机器人及其应用

针对电缆沟道运维工作存在的紧急情况勘测难问题,提出多足仿生监测机器人方案,介绍了电缆沟道监测机器人平台、控制、电源、遥控监测、通信等组成模块及其功能,探讨了电动6自由度3关节机器臂、基于动作构建的仿生多足沟道机器人行为模式、多频融合技术、电缆蠕动监测、机器人关节驱动等关键技术,通过实践应用,满足了电缆沟道日常巡检与应急指挥需求,为运维人员快速掌握沟道环境及设备状况,进行故障定位等提供了新方法。     

基于GIS和专家系统的电能质量监测WEB系统

提出一种基于GIS和专家系统的电能质量监测WEB系统,该系统能对电能质量监测数据进行深入的分析和展示。该系统分为监测设备层、数据采集层、数据应用层。数据应用层采用GIS界面对电能质量监测点的相关信息进行展示,同时采用专家系统对监测系统进行电能质量综合评估、暂降原因识别、谐波发射水平估计和电能质量事件空间分析,该系统能够深入分析系统的电能质量情况。     

基于DSP+ARM的风电机组状态监测系统的研究

主要研究了基于DSP+ ARM双核的风电机组状态监测系统,并对双馈风电机组的轴承故障进行了分析,确定了以振动信号作为故障的特征信号进行监测的方案;给出了系统硬件和软件的设计框架,研究了DSP和ARM的通信方式,是一款功能比较强大,能够较全面的监测风电机组,并能有效的分析处理数据的系统.     

基于物联网技术的电缆状态全息感知与报警系统的设计与实现

提出并设计一种基于物联网技术的电缆状态全息感知与报警系统，集成了无线传感器网络技术、自供电技术、多源感知技术、火灾联动控制技术。该系统可根据实际需要，采集并监测电缆沟井内的温度、烟雾、有害气体、液体溢满、设备倾斜等传感数据，旨在解决电力电缆监测系统部署困难、电缆沟环境复杂、安全隐患大等问题。通过多感知单元实现了数据的前端汇集，构建强边缘计算终端，实现预警前移，大幅降低电缆的运行风险。通过试验测试证明该系统方案可行，部署便捷，数据准确。     

开关柜红外可视化及超声波局部放电在线监测系统研究与应用

针对开关柜绝缘故障及热故障较多问题,介绍了基于红外可视化及超声波局部放电的开关柜在线监测系统。系统主要由监测模块、交换机、综合监测单元、平台层及应用层构成,监测模块实时采集开关柜电缆室内红外温度场及超声波局部放电状态信息,向平台层及应用层传送标准化数据、分析结果、预警信息,实现了开关柜局部过热、绝缘劣化等缺陷的诊断及故障前预警。     

基于紫外光谱分析的SF6电气设备内SO2组分在线监测系统

在线取样与实时监测是检测GIS设备内部放电故障的趋势。目前主要依靠现场采气后送至实验室进行分析,检测存在滞后性且耗时耗力。据此,设计了一套基于紫外光谱分析的在线监测系统,系统通过检测SF6气体中的SO2组分实现对设备放电故障的初步判断,具有定时采集、在线取样、实时监测等特点。系统具有自动和手动两种控制模式,通过下位机控制采样气路采集样气,并通过上位机完成数据处理。通过在线监测可以得出SF6设备的实时状态和状态的变化趋势。标气检验实验及模拟放电装置检测实验的结果均证实了该系统的有效性,系统的SO2检测限可达5×10-6。     

汽轮发电机组运行状态实时监测与诊断系统

介绍一个基于Ｂｅｎｔｌｙ振动监测系统二镒开发而成的汽轮发电机组运行状态实时监测与故障诊断系统。它兼有振动数据采集和其它热工参数的采集功能，并通过数据的分析处理实时监测机组的运行状态，在专家系统故障诊断知识库的指导下，对运行异常的原因进行了诊断推理。系统能实现运行状态实时监测显示，报表打印，自动报警，事故数据保存，故障原因，诊断故障处理的对策等功能。     

基于护层电流的高压电缆故障在线监测和诊断

长距离大容量的高压电缆采用金属护层交叉互联的方式来抵消金属护层中的感应电压,金属护层的交叉互联给在线监测和诊断带来了新的挑战和契机。为此,提出了基于护层电流分析的高压电缆故障在线监测和诊断方法,为高压电缆线路常发生的外力破坏和接地箱进水等问题提前预警。首先,建立了交叉互联电缆系统的护层电流等值电路模型;然后,对交叉互联电缆系统中3个典型的护层故障进行了仿真。通过在某电缆隧道中安装的在线监测装置收集了2015-01—2016-01实测数据,对比仿真结果误差不超过5%,验证了模型的正确性。另外,仿真结果表明故障情况下高压交叉互联电缆护层电流与正常情况下对比有很大差异,且不同故障情况之间对比护层电流也不尽相同。基于以上研究,通过仿真结果建立了不同类型和位置几种典型电缆故障的诊断阈值。因此,根据各电缆接头处所测量的护层电流之间的大小比较可以对不同类型的故障和位置进行诊断。     

基于大数据的智能变电站二次状态监测系统研究

在传统变电站往智能变电站这一过渡过程中,随着变电站网络结构改变所带来的监测难点体现在难以在智能变电站二次系统状态监测的庞大数据库中,进行有效信息的高效提取以及对应故障定位与溯源。在此背景下,首先探讨学习变电站网络架构的改变;其次在智能变电站二次状态监测系统的基础上分析了其监测概念以及监测信号;最后为了解决当前智能变电站海量数据的处理问题,分析总结基于Hadoop数据处理平台的优势以及大数据在智能变电站中的应用发展。     

基于虚拟仪器技术的电动汽车充电桩故障录波系统设计

结合数据采集与存储技术,利用LabVIEW设计了一套基于虚拟仪器技术的电动汽车充电桩故障录波系统。此系统将数据采集卡采集到的数据进行数字滤波,分析处理,判断是否发生故障;一旦发生故障,系统能够自动准确地将故障前、故障过程中,以及故障后的电气量的波形记录到文件中;故障波形再现功能可以将录波文件中的故障数据绘制成波形图,从而可以直观了解整个故障过程中电气量的变化情况。故障录波系统可以为充电桩故障分析、性能测试以及电能质量监测提供记录分析工具。     

基于加速度传感器的电缆防盗检测算法研究

电力电缆因具有较高的经济价值,常遭到不法分子的违法盗窃,文章设计了一套基于三轴加速度传感器的电缆在线监测算法及装置,实时监测电缆是否受到破坏性盗窃活动。首先在电缆沟搭建实验平台,采集传感器的加速度数据,并用小波系数相关法进行去噪处理,然后计算加速度与重力方向的夹角,并基于db4小波基对数据进行4层小波分解,获取基于角度的小波能量谱,同时计算合成加速度、偏度、标准差、熵等时频域特征判据,最后通过主成分分析降维,并用BP神经网络算法进行分类,多次测试表明,算法的平均准确率为96.25%,并对算法优化进一步提高了检测的准确性,为电缆防盗提供了一种新思路。     

智能变电站网络分析与故障录波一体化设计与实现

设计了网络分析与故障录波一体化系统.系统由5个模块组成:报文采集、解析模块通过以太网嗅探技术捕获数据包,并从中提取录波模拟量和开关量发送给故障录波模块;报文监测、记录模块对网络报文进行在线实时监测和无损记录,对变电站网络通信状态进行在线实时监测和评估;故障录波模块完成录波启动和波形记录;高精度时钟模块为各模块提供精准的绝对时标;分析站模块负责装置建模、各个模块的配置与管理、故障和报文分析以及对外通信.报文采集解析、故障启动录波、报文监测记录均采用独立CPU进行处理,保证了网络报文记录和故障录波在硬件上的独立性;报文采集和录波数据的同步处理采用同一网口的数据源,使用同一时标,在关联分析中可以通过同一时刻点对录波数据与报文数据进行分析.     

电缆沟隐形火灾在线监测系统

０引言 随着计算机技术的发展,控制系统在线监测更加易于实现。通过对电力系统各种电缆沟火灾事故的分析表明,电缆故障引起火灾导致大面积电缆烧损占很大比例,造成被迫停机,短时间内无法恢复生产,经济损失重大。根据事故分析,引起电缆沟内火灾的直接原因是电缆中间头制作质量不良、压接头不紧,长期运行造成电缆头过热而烧穿绝缘,导致沟内火灾发生。为了防止电缆沟内火灾发生,首先要提高电缆头的制作质量,这是从根本上杜绝事故发生的办法;其次在运行中加强电缆头温度监测,进行实时监控,及时判断出故障点,进行报警及相关处理。…