配电安全在线监测系统

配电安全在线监测系统

摘要：电力系统安全稳定运行是保障企业生产和民生的基本任务和要求，配电变压器作为系统正常运行的关键设备，其运行状态显得尤为重要。配电对高速公路安全行车的重要性不言而喻，收费、监控、照明、通信均离不开电力。据公开资料显示，我国供电系统的平均故障率远高于其他发达国家。温度是一个可以反映供电回路（高压柜、低压柜、电缆接头、供电电缆）是否处于正常运作的重要因素，也是引发火灾的必要因素。为了保障供电设备的稳定运行，对关键部位的温度实行在线监侧和预警，避免因过热而引发火灾和大面积停电事。关键词：配电安全；在线监测系统引言配电线路不仅要承担输电线、金具以及线路保护装置等本身载荷，还要经受大风吹刮、雨水冲刷等自然因素的影响，甚至还会遭遇地理沉降、山体滑坡自然灾害的破坏。这些不可避免因素很有可能导致配电线路故障，影响配电网安全可靠运行。实现配电线路故障的在线监测，及时对故障进行检修和处理，对配电网安全可靠运行具有重要作用。1配电线路非电气量监测（1）红外检测技术。不仅可以在远距离对目标进行非接触的在线监测，而且响应迅速，能够快速地获取被测设备的状态信息。同时，它还具有抗电磁干扰，安全稳定，性价比高等优点，并且可以在不干扰被测设备运行的条件下进行故障诊断分析。因此，红外测温技术已逐渐成为电力行业在线监测的有效技术手段。（2）光纤传感技术。通过光纤进行测温，测温点可以多点分布，可以对成千上万个点进行测温，能够同时在空间和时间上对外界环境的连续温度信息进行测量，信息通过光纤进行传播。因此，这种温度监测方法在未来电网光纤配套之后，有较大的发展空间。2配电安全在线监测系统2.1基于深度迁移学习的配电线路绝缘子状态监测方法随着人民生活水平的日益提高，可靠稳定的电力供应已经成为人民生活不可或缺的一部分。而配电线路作为保障供电的关键，其运行更多地取决于绝缘子在不同大气条件下的可靠性和稳定性。而污染物在绝缘子表面的沉积会造成绝缘失效，导致闪络甚至绝缘子断裂，引发重大事故。因此如何准确有效地监测配电线路绝缘子，及时发现绝缘子状态异常，以便提前采取措施运维，防止重大事故发生，具有重大的工程意义。目前对于绝缘子状态的检测研究已取得了一定的成果。传统的绝缘子状态检测方法通过人工登杆实现，检测准确性高，但劳动强度大，对检修人员体力要求较高，且检测效率低。还有研究采用直升机搭载的摄像机进行检查，但该方法存在一定的风险性，精度也有待提高。目前，航测法是较为新颖的一种绝缘子状态检测方法，但其中涉及到的图像处理算法需要具备更强的通用性和鲁棒性，并且需要能够识别和分类多种故障。配电线路的绝缘子一般由玻璃、聚合物或陶瓷制成，其存在多种类型和形状，包括单个或串盘、长棒或线柱。随着配电线路环境的变化以及使用时间的推移，绝缘子的状态由健康状态变为临界状态，如果一段时间内不采取必要的措施，绝缘子的临界状态将进入风险状态，引发击穿和事故。同时，由于雷击和放电的发生，绝缘子有可能会完全损坏，健康状态可能直接转变为风险状态。2.2基于物联网技术的智能环网柜设计及应用环网柜因其体积小、结构紧凑、进出线灵活等优点，广泛应用于城市配电网，其设备健康状态直接影响到用户供电可靠性。环网柜内部空间狭小，大负荷长时间运行时，受环境温度和接头发热的影响，设备温度易升高。此外，对于北方工业城市，还存在粉尘污染，环网柜受环境污秽影响，可能导致绝缘水平下降，发生局部放电击穿等小故障，若不及时处理极易导致故障扩大引发安全事故。传统的电力设备人工定期巡检模式，费时费力且难以及时准确发现故障隐患，已无法满足数量持续增长的环网柜精益运维的需要。物联网技术通过感知层的延伸，基于状态感知和执行控制端设备，通过边缘计算就地评估设备状态，可实现环网柜故障点快速精准的锁定，并与站内保护装置相配合，实现就地故障自愈，满足供电安全和高供电可靠性的需要；同时，应用大数据、人工智能等技术对历史数据和实时运行状态综合处理，实现环网柜健康状态的动态评估，达到提前预警的效果。2.2.1终端感知层终端感知层主要包括二次终端和传感器，实现环网柜运行状态、设备状态和环境量的监测和控制。环网柜一次设备、二次设备采用一体化设计，系统考虑整套设备一、二次设备间的接口匹配性，可增强二次终端设备的兼容性、扩展性、互换性，降低现场安装施工及调试维护强度，并可有效避免因一、二侧寿命不匹配所导致的设备利用率低及资源浪费问题。2.2.2边缘计算层物联管理单元的应用层微应用APP可根据需求定制开发，实现边缘计算功能，并与平台应用层交互数据处理结果，避免大量数据实时上传，以获得更快的响应速度，大幅提升处理效率，实现实时可控在控。例如，对于环境监测功能，通过配置环境调节APP，在数据超限时通过本地边缘计算层启动相应的加热、除湿、排气等装置，并向云主站发送研判及指令执行情况，数据超限期间持续向主站推送相应环境量值，直至异常值降至正常范围内。云主站同时向供电服务指挥系统推送预警信息及相应监测数据，派发主动运检任务单，运维人员根据各监测点的数据，可分析出哪个间隔出现密封不良、绝缘能力下降等问题，从而开展针对性的消缺工作。消缺成效以环网箱间隔监测数据变化为评价依据，实现根本性的闭环管控。2.3供配电系统中压开关设备温升在线监测方法供配电系统是供电系统和配电系统的统称，其中，供电系统包含两个系统，分别是电源和输配电;配电系统是由多种配电设备和设施组成，能够实现电压的变换和分配。供配电系统在运行过程中，想要实现电能的供应和分配，均需依靠中压开关设备完成，中压开关设备是用于实现中压供配电系统的控制与保护的关键设备，其运行状态与中压供电系统的运行安全存在直接关联。中压开关设备指的是中压电力系统中的配电柜、发电机、变压器、开关柜、控制箱等设备的统称，其在运行过程中，如果发生温度过高，则会导致电力系统发生不同程度的故障，影响供配电系统的正常电力服务的提供。因此，实时监测中压开关设备的温度情况，是保证供配电系统运行安全程度的基础。为避免开关设备温度过高，引发相应的故障，研究供配电系统中压开关设备温升在线监测方法，及时监测温度劣化过程，准确感知开关设备的温度状态，并且，在供配电系统发生其他故障时依旧能够准确感知开关设备的状态，且感知结果的残差较小，均在0．7以内的范围变化，并且能够在温度劣化过程中及时预警，有效实现开关设备的实时、在线监测。结语配电线路不同于高电压等级的输电线路，需要更多的运维费用投入。费用上受限是配电线路在线监测技术的最大限制因素，同时影响着相关研究朝着经济性、合理性的目标前进。相较于高电压等级线路的在线监测技术，配电线路相关技术和研发还处于相对落后地位，需要进一步研发配电领域的探测单元、通信单元和故障定位方法。Reference[1]丁铖.声表面波技术在矿井电缆中间接头测温系统中的应用[J].电子世界,2020,587(5