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基于智能传感器的计量二次回路故障远程监测与诊断技术研究

王文刚 翟鹏明
  
学术与研究
2025年13期
云南电网有限责任公司文山供电局 云南文山 663200

摘要:随着智能传感器技术的不断发展,电力系统的二次回路故障监测与诊断逐步进入高效、智能化的新阶段。基于智能传感器的计量二次回路故障远程监测与诊断技术不仅能够实时监控电力设备的运行状态,还能通过数据分析精准定位故障源,从而有效提升电力系统的安全性与稳定性。本文探讨了智能传感器在故障监测中的应用,重点介绍了故障诊断算法的优化和精确度提升对系统可靠性的促进作用。

关键词:智能传感器;计量二次回路;故障监测;远程诊断

引言

电力系统作为现代社会的重要基础设施,其运行的稳定性和可靠性直接关系到社会经济的持续发展。传统的计量二次回路监测方法往往依赖人工检查或简单的阈值报警,这种方式不仅效率低下,而且对故障的预警和定位准确性要求较高。随着电力系统逐渐向智能化、自动化方向发展,基于智能传感器的远程监测与诊断技术应运而生。智能传感器通过实时采集电流、电压等关键数据,并借助先进的数据分析与处理技术,可以实现对二次回路故障的精准监测与定位。

二、智能传感器在计量二次回路故障监测中的应用

(一)二次回路故障监测系统的构成与工作原理

计量二次回路故障监测系统的构成是其能够高效识别并处理故障的核心,该系统通常由多个采集分机和主机组成,每个分机负责特定类型的数据采集与监测功能,主机则对采集的数据进行统一分析和故障判断。电压回路采集分机与电流回路采集分机的协作,使得系统能够全面地监控电力回路中电流与电压的变化。这种设计确保了从不同角度监测整个回路的稳定性,减少了可能因某一单一监测点的失误而导致的故障漏检。此外,电能表端采集分机通过直接采集电能表的两端电压和电流数据,进一步增强了系统对电能计量精度的保障。这种层次分明的多分机协作结构,能够有效避免传统故障检测方法中因信息不全面而导致的误诊。

每一组采集分机在捕捉到电压或电流的波动时,都会首先通过内置算法对数据进行初步处理,这些处理包括对传感器数据的滤波、去噪以及异常值识别,确保上传至主机的数据准确、可靠。主机接收到多路数据后,会通过更为复杂的算法进行实时分析,基于历史数据模型和故障特征库进行故障判断。这一过程的智能化,使得故障的识别不仅仅依赖于人为设定的阈值,而是能够结合多维度的实时数据,自动化地完成故障诊断。此类系统在处理过程中的智能决策,不仅提高了诊断的精度,也大大提升了故障检测的效率。通过将故障处理与自动化结合,系统能够在发生故障的初期阶段及时报警,并在无需人工干预的情况下,自动启动修复机制或远程报警功能,极大地降低了电力系统的运维压力,提升了系统的整体稳定性。

智能传感器数据分析与故障定位技术

智能传感器通过内置的自适应算法,可以对采集到的电流、电压等数据进行实时分析。这些算法能够识别出数据中的异常波动,还能通过大数据分析与机器学习模型实现对设备状态的全面评估,比如,当系统中某个元件出现接触不良或短路时,智能传感器能够捕捉到微小的电压变化,结合时间序列数据进行模式识别,从而定位到具体的故障区域,这种基于大数据和智能算法的处理方式,相比传统方法,能够大幅提高故障定位的精准度和响应速度,显著减少了因故障定位不准确而导致的系统停机时间。

在实际应用中,智能传感器的故障定位技术依赖于多维度数据融合和复杂的分析模型,数据不仅限于电流电压,还包括温度、压力、负载等多个参数,这些数据通过融合算法进行深度挖掘。不同于单一传感器数据的简单分析,智能传感器结合了时序分析和空间分析,能够从多个角度对设备状态进行评估。这种技术优势在于,系统可以通过多个传感器同时监测不同位置的数据,极大地提高了故障识别的精度与稳定性。当系统发生故障时,智能传感器能够自动生成故障诊断报告,指出可能的故障类型和发生的具体位置。这一过程的核心在于其背后的数据分析引擎,它不仅利用实时数据进行诊断,还结合历史数据进行趋势预测,从而避免了单纯依赖当下数据的局限性。

三、基于远程监测与诊断的计量二次回路故障处理技术

(一)远程监测技术在故障预警中的应用

远程监测技术在计量二次回路故障预警中的应用,显著提升了电力系统对故障的响应速度与预防能力,通过智能传感器与远程通信技术的结合,电力系统能够实时监控各类电气设备的运行状态。当传感器检测到电流、电压、温度等参数出现异常波动时,数据会迅速传输至监控系统,经过实时分析后,系统能够生成预警信号。这种早期预警机制不仅可以及时发现潜在的设备故障,还能在问题发展成为严重故障之前,启动相应的处理流程,避免更大范围的电力中断或设备损坏。例如,电压回路中由于接触不良引起的微小电压波动,智能传感器能够通过精确的算法检测到,并将数据传输至远程平台进行分析。与此同时,远程监测技术通过数据的多维度融合与持续学习,进一步增强了预警系统的准确性与智能化水平。传统的故障监测手段往往局限于简单的参数异常阈值检测,而智能化远程监测系统不仅依赖当前的数据,还结合了历史数据与运行趋势,进行深度分析。通过对多条监测线路、不同设备状态的综合分析,系统能够识别出潜在的隐患并预测设备的寿命周期。在某些情况下,设备可能出现表面上并不显著的故障信号,如电流波动较小,但对系统的长期稳定性产生影响。智能传感器结合先进的算法,可以通过多次采样与历史数据对比,推断出设备故障的趋势。

(二)故障诊断算法的优化与精确度提升

在智能传感器的加持下,通过引入更加复杂的算法,如模糊逻辑算法、神经网络、支持向量机等,能够大幅度提升故障诊断的精度。通过不断优化算法模型,系统能够有效处理多维度的实时数据,尤其是在复杂的电力系统中,这些算法能够从众多的信号中挖掘出微弱的故障迹象。举例来说,模糊逻辑算法能够处理具有不确定性和模糊性的输入数据,使得系统在面对复杂的故障类型时,仍然能够进行准确的判断。此外,随着大数据技术的发展,传感器所采集的数据量越来越大,这使得传统的算法模型难以应对。在这种情况下,采用深度学习等先进的算法,能够利用海量的数据进行自动化训练和优化,进一步提升故障诊断的精度和效率。

优化故障诊断算法的另一关键点在于“实时性”与“自适应性”,以电力系统为例,设备在不同运行环境和工作条件下,可能会表现出不同的故障特征。如果诊断算法无法动态适应这些变化,就可能导致误诊或漏诊。通过引入自适应机制,算法能够随着数据输入的变化进行自动调节。实时数据流的处理,意味着算法不仅要快速响应当前的故障信号,还要具备一定的学习能力,能够根据历史数据和实时数据进行对比分析,识别设备健康状态的变化趋势。具体来说,基于传感器的多层次数据融合技术,可以综合考虑多项参数(如电流、电压、温度等),通过时序分析来预测设备可能的故障类型和位置。

结语

综上所述,智能传感器技术为计量二次回路故障监测与诊断提供了前所未有的精度和可靠性。通过对各类电力设备的实时监控与数据分析,智能传感器不仅能够早期识别故障风险,还能通过深度学习和数据融合技术优化故障诊断算法,提高故障定位的精确度。未来,随着大数据、云计算和人工智能技术的进一步发展,基于智能传感器的远程监测与诊断技术将在电力系统中扮演越来越重要的角色。

参考文献:

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[2]罗焘,陈莹,刘芮含.电流互感器二次回路两点接地故障计量分析[J].电气技术与经济,2024,(03):113-115.

[3]王天宇.基于智能变电站的二次回路故障定位技术要点分析[J].电气技术与经济,2024,(01):163-165+177.

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