浅谈低压配电设备故障诊断及运行监控系统方法

蒋智军

（国网永州供电公司，湖南 永州 425000）

目前，各项科学技术不断创新，在低压配电设备维护管理方面，也有了更多的新技术和新手段，例如，故障诊断技术以及监控系统等。为了保证低压配电设备能够稳定地运行，减少故障发生的概率，就需要加强故障诊断，做好设备的实时监控。下面将从低压配电设备故障诊断难点出发展开相关探讨。

1 低压配电设备故障诊断难点

低压配电设备在运行过程中容易出现很多故障问题，但是在故障诊断方面存在以下两方面难点：（1）低压配电设备存在的一个故障难点就是出发角度不同。由于是低压配电设备，因此在故障排查过程中需要站在低压角度出发，不过在实际工作过程中，还应该对低压配电设备以及其他相关设备的协调性进行充分的参考，这主要是因为低压配电设备一方面为低压服务，另一方面，还是整个大电网当中非常重要的一部分。所以在进行故障查找以及故障处理时，应该做好全方面的考虑，防止小问题蔓延成大问题。（2）低压配电设备的另一个故障难点就是故障类型相对较多。导致故障类型较多的原因，主要很多故障问题不能得到彻底的根治，只有经过细致的检查才能进行深入处理。这样一来，就和优质服务所要求的故障处理时间相冲突，这主要是因为长时间停电就会影响广大用电客户的用电体验，进而引发一系列问题，所以增加了故障诊断的难度系数，而问题一旦没有得到彻底解决，就容易继续引发故障问题。

2 运行监控难点

低压配电设备不仅需要做好故障诊断，还应该构建相应的运行监控系统，以便低压配电设备能够进一步发挥其价值，保证电力系统良好运行。低压配电设备运行监控系统存在的难点主要体现在以下两方面：（1）没有对运行监控区域进行详细的划分，例如，有的地区管辖不到。当前随着我国城市化进程的不断加快，很多建设规划工作尚未开展到位，对于电力系统而言，一些偏远地区缺乏完善的配电设备，而且很多低压配电设备更新不及时，技术水平相对滞后，相关工作人员也相对较少，上述因素的出现导致这些地区电力发展受到了局限。（2）低压配电设备的有关运行监控系统往往需要较长的工作时间，而在监控系统工作过程中周边的自然环境也在时刻发生变化，因此，要想确保低压配电设备稳定运行就需要保证运行监控系统具有良好的环境适应能力，只有其能够适应各种各样的恶劣自然条件，才能为电力工作人员提供详细、准确的监控数据，为低压配电设备故障诊断提供数据参考。总之，当前低压配电设备运行监控系统的难点在于运行监控区域问题以及运行监控系统的适应能力。

3 低压配电设备故障诊断

3.1 低压配电设备故障诊断专家系统

低压配电设备故障诊断专家系统具有较强的综合性。这项故障诊断系统当中包含故障诊断专家需要具备的各项知识、技术、经验以及推理等内容。通过将上述内容汇编如计算机系统当中，电力工作人员就可以借助这一系统第一时间识别故障位置以及故障原因，同时使用系统的科学推理能力，构建出相应的解决办法。与传统的故障诊断系统不同的是，专家系统能够和决策者实现人机互动，最后形成更加完善的解决方案。现阶段，故障诊断专家系统应用在很多领域当中，例如，电力、机械以及航空航天等。通过把故障诊断技术以及专家系统有效地融合，就能够尽量减少人工投入，节约人力成本，同时在最短的时间内获得解决办法，所以低压配电设备故障诊断过程中应用专家系统具有明显的作用。故障诊断专家系统结构图如下图1 所示。

图1 故障诊断专家系统结构图

3.2 基于神经网络的故障诊断

另一种常用的低压配电设备故障诊断系统是给予神经网络的故障诊断系统。众所周知，在人的大脑当中，有上百亿个神经元细胞，其中每个细胞都同时和数万神经细胞相连接，这些神经元细胞和神经细胞构成了复杂的神经系统。神经网络故障诊断系统就是立足于神经系统构建的一种网络故障诊断系统，可以解决那些复杂的非线性问题。以此为基础构建的低压配电神经网络故障诊断模型就是BP 神经网络模型，该模型主要包含三部分，分别是输入层、隐含层以及输出层。BP 神经网络模型在学习过程中需要随时修正连接权重以及阈值，在学习过程中，模型的实际输出以及期望输入间的偏差会越来越小，这样一来，就有效地提高了低压配电设备故障诊断的精准度以及故障诊断效率。

4 低压配电设备运行监控系统

4.1 电气火灾监控系统

电气设备在运行过程中，由于自身原因导致发热而诱发火灾，从而形成电气火灾安全事故。电气火灾的主要原因是过负荷、漏电、接触电阻过大以及短路。为了确保电气设备的安全性，为广大人民群众的生命财产安全提供保障，就应该做好安全隐患预警，所以就需要科学合理的应用电气火灾监控系统。电气火灾监控系统主要包含剩余电流互感器、温度传感器以及监控警报器三个部分。若是被保护的低压配电设备当中存在的剩余电流超出原本设定的阈值，就会由剩余电流互感器监测到。而一旦低压配电设备温度超出预定值，就会引起温度传感器警报。上述两种设备如果监测到数据出现异常，就会经过监控探测器分析产生异常数据的设备，从而做出正确判断，达到预警目标。监控警报器一旦接收到警报指令，就会启动继电保护装置。

4.2 环境监测系统

虽然电气火灾监控系统具有非常强大的功能，但是该系统并不能有效地监控预警非电气故障问题，所以，要想确保低压配电设备可以正常稳定运行，还需要做好环境监测。环境监测系统功能框架如图2 所示。

图2 环境监测系统功能框架

环境监测系统主要包含红外探测器功能、烟雾探测器功能和视频探测器功能。其中，红外探测器的主要功能是防止重要部位遭受异常入侵，通常工作人员会把红外探测器安装在门窗等位置，这样一来，即使无人值守，若是变电室出现异常也会发出警报；而烟雾探测器的功能主要是通过监测延误浓度来预警火灾问题。一般情况下，需要参考房间面积、空间大小以及使用状况，通过合理配置，有效减少损失；视频探测器的功能就是把视频探头安装到低压配电设备的重要位置，这样就能够对低压配电设备进行可视化监控，以便相关工作人员在设备出现异常时能够及时做出反应，最大程度上减少损失。

5 低压配电设备运行维护措施分析

5.1 做好定期维护

为了保证低压配电设备稳定运行，还需要做好相应的维护工作：（1）对于配电柜设备，需要进行定期清洁处理，使其随时处在干净清洁的状态。对于高低压配电柜的绝缘位置，需要利用高度酒精擦拭，重点擦拭瓷瓶绝缘子以及端子位置。另外，还需要在机械操作部分加入润滑油，确保设备可以正常运行。在维护设备时，还应该加强指标一起的检查工作，如果存在隔离开关错位的情况，就应该及时校正。（2）电力变压器。对于变压器的维护主要就是加强电气连接部位的检查工作，一旦发现有松动、不牢固的现象，就需要第一时间予以处理。强化触头检查，测试其灵活性，保证其始终处在标准范围内。不仅如此，还应该检查触头接触定位，保证其在相应的位置，确保定位准确。同时，还应该强化接地检查，确保接地电阻不大于4Ω，这样就能够防止变压器漏电。

5.2 加强定期预防

低压配电设备的正常与否，会对人们的日常生活产生直接影响。并且，对于电力系统来说，低压配电设备的稳定性也尤为重要。为了减少低压配电设备故障，还需要做好预防工作：（1）明确故障风险。因为低压配电设备若是出现故障问题，就会引发用电安全事故，干扰供电网络的正常使用。所以，还需要明确把握故障风险问题，充分考虑各种风险因素，减少和预防设备故障。（2）针对可能出现的故障问题制定紧急预案，以便在故障发生时可以及时解决。（3）制定健全的故障应急措施。对于一些不能预料的故障问题，需要制定预防处理措施和流程，避免工作人员对于故障问题手足无措，延误电力供应恢复正常。

6 结语

综上所述，低压配电设备已经融入我们的日常生活当中。作为电力系统当中非常重要的一部分，就需要广大电力工作人员加强对低压配电设备的关注。通过专家诊断系统以及神经网络故障诊断系统，可以对低压配电故障问题进行及时的诊断和预警，从而为工作人员处理低压配电故障提供支持。不仅如此，为了保证低压配电设备的正常运转，还需要做好实时监控，合理地应用运行监控系统。只有多举并措，才可以最大程度上减少低压配电设备故障概率，为电力系统的稳定性提供保障。