电力计量装置故障智能化检测技术_周洋.pdf

电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|231技术应用与管理电力计量装置故障智能化检测技术周洋国网河北省电力有限公司营销服务中心，河北石家庄050000摘要：对于电力计量故障检测而言，以前一直都是人工负责，但人工操作不仅工作效率不高，检测准确性也难以得到保障。为了解决人工操作存在的各种缺陷，等到大数据时代到来后，该项工作就应用了大数据技术，这样既可以实时监测电力计量装置运行情况，还可以增强电力计量工作效率，检测准确率也能获得发展，而且可以控制故障出现概率，同时可以提升检测智能化。基于此，本文对电力计量装置故障智能化检测技术进行了研究，希望可以给相关人士以参考。关键词：大数据；电力计量装置；智能化检测；故障中图分类号:TB971 文献标志码:A DOI:10.19772/ki.2096-4455.2022.11.053 0引言对于电力公司来说，电力计量工作至关重要，其不仅和公司经济收益有着密切关系，和电力用户利益也有着极大的关联，尤其是出现电力计量装置故障时，如若工作人员不能及时解决，那么就会致使电能资源流失，还可能导致电力公司信誉下降。为此，就需要对电力计量故障智能化检测技术进行研究，为的就是可以更快速、准确的解决电力计量装置故障，可以进一步增强电力企业电能服务质量以及电能资源质量，使得用户日常用电可以得到坚实保障，这对于电力企业发展而言显然是非常必要的。1 电力计量装置故障智能化检测技术的作用电力计量装置其实就是电能表、电压表等计量器具，主要用来测量、记录电量。而随着电力计量装置使用时间的延长难免会出现故障，这就需要用到电力计量装置检测技术，该技术能够为电力计量装置顺畅运行提供保障。近年来，我国电力需求量变得越来越大，而应用电力计量装置故障智能化检测技术既可以实现节能降耗，还可以缩减电力企业成本，使得企业获得更加理想的经济收益，用户对电力企业也会更加信赖。所以需要对电力计量装置故障和电力计量装置故障智能化检测技术进行研究，为电力设备稳定运行打下良好基础1。2电力计量装置故障及检测手段分析2.1电力计量装置常见故障2.1.1窃电对于电力计量装置而言，窃电是导致装置出现故障的一个常见缘由，而且这种情况的出现还会影响到电网系统平稳运行，电网系统可靠性也会受到干扰，这属于人为因素引起的故障。为了窃电，相关人员会损坏电力计量装置，还会破坏电网系统构件，这样电力计量装置自然不能正常进行测量，从而出现少测量的情况，甚至会出现不测量，设备测量数据自然会低于实际消耗电费数据，如若放任不管就会对电网运行造成损坏。2.1.2干扰对于电力计量装置而言，电网系统至关重要，只有其运行状态良好，电力计量装置才能稳定运行。当前电网系统运行过程中很容易受到各种因素的干扰，对于这些干扰因素如果不能及时、有效排除，对防控措施没有认真实施，势必会导致电网系统运行平稳性下降，电力计量装置运行保障也会遭遇损坏。例如，电网谐波会导致dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术232|该装置出现负荷频率增加的情况，还会致使计量误差的出现，还可能引起负计量状态2。2.1.3装置虽然随着物理硬件环境的不断发展，电力计量装置性能有了很大进步，技术参数也得到了显著发展，然而依然有很大的几率会因为装置自身的问题而导致装置出现故障。实验发现，因为装置自身问题而导致数据监测异常的原因有很多，可能是因为装置使用不规范，也可能是因为使用环境恶劣。异常具体表现为三种情况：异常显示，回路异常，读数和实际情况不符。所以必须要确保电力计量装置质量，以免因为装置自身问题而引发故障。2.2电力计量装置检测方法2.2.1检查电流电力计量装置检测方法有多种，比较常见的就是电流检测，可以对断路器进行查看，也可以对基变量进行检查，但需要检测人员积极主动进行操作。例如，电力计量装置长时间运转后，检测人员就需要对断路器运行状况进行检查，对三相不平衡电流数据进行查看，同时还要对该装置是否可以自动恢复进行检查，获得的检查结果则可以作为电流检测参考。2.2.2检查电压这种检测方法和电流检测在很多方面是相同的，但也有一些方面是不同的，如检测原理。进行电压检测时不仅要查看电网结构状态，还要检查断路器运行情况，以此来评判计量装置运转状况。如若在检查过程中发现功率因数不太稳定且没有在技术条件范围内，就可以判断装置出现了异常。如若在电压检测过程中发现了异常，就说明要对装置进行改动，使得装置能够达到检测标准。2.2.3检查功率因数在传统技术条件下，功率因数检测存在很大的难度，但在科学技术不断进步的影响下，检测功率因数已经成了现实。这种检测方法的对象主要有两个：相关数据大小，数据幅值。如若在检测过程中发现这两个对象不太稳定，就说明需要进行技术处理了，以免功率因数问题变得越发严重，最终成为多元化问题，甚至成为系统性问题。通过采用这种检测方法不仅可以更准确地发现多种故障，对于检测准确性也能得到更有力的保障3。3影响电力计量装置准确性的因素（1）环境因素。电力计量装置是由很多功能模块构成的，不仅会受到空气质量的影响，还会受到温度和湿度的影响，磁场波动也会对该装置造成干扰。（2）烧表因素。一旦发生烧表情况就会导致电路板短路，还会致使电流量短时间增大，从而使得电力计量装置出现损坏，自然也不可能准确运行了。（3）材料因素。电力计量装置如若使用了质量不合格的材料，或是使用了和实际要求不符的材料，那么制作完成的电力计量装置质量自然也不会太好，运行准确性自然也不能得到保障。此外，如若安装装置时的温度比较低，这时通过装置的电压还不能达到要求，那么装置计量芯片就会受到影响，从而使得装置准确性显著下降。4大数据时代电力计量装置智能化检测技术措施分析进入大数据时代后，电力计量装置故障智能化检测也获得了发展机遇，但想要获得高效、准确的检测结果还需要采取相应的检测技术措施，如建设故障诊断知识库、实时监测电力计量装置运行状态、检测电力计量装置故障异常信息等。4.1建设电力计量装置故障智能化诊断知识库等到建设了电力计量装置故障智能化针对知识库后，既可以存储数据，还可以在知识库中删改不需要的数据，同时可以查询需要用到的数据等。此外，在知识库中还存储着很多故障相关信 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|233技术应用与管理息，所以必须要对知识库内容进行定期更换，以便可以确保诊断的准确性。该知识库主要包括异常特征模式和专家规则库两部分内容，对于前者的管理需要建立模块，还需要进行删改，至于后者则可以实现导入（出）和改动。利用Web平台就可以对知识库界面进行管理，等到数据导入完成后，还要知识库内容进行对比和分类。对于该知识库而言，开展一次故障检测工作就可以生成异常特征模型库，之后还可以建立故障模型，当然这需要以计量装置故障特征为基础4。然而异常特征模型库并不太全面，所以需要对故障智能化诊断知识库进行完善，对数据库内容进行及时改动。因为异常特征模型库中包括大量数据，为了防止这些数据占据太大存储空间，对于其中没用的数据就要及时删除，这样该知识库才能有充足的使用空间。异常特征模型库数据数量比较多，所以更新维护工作也不简单。想要生成异常类型表和记录异常情况需要借助相应的事物，如异常字段状态，这样就可以了解装置异常信息。因为知识库还包括专家规则，而且每一次故障后专家规则都会更新，从而可以为技术人员检测故障提供助力。其实专家规则不同，在很多方面也不相同，如逻辑方面，因此技术人员需要经常对专家规则进行更新，这样知识库逻辑也会变得更加凸显。知识库中的信息具有很多特性，如符合逻辑规则，通过对其进行合理利用就可以了解电力计量装置故障的原因，还可以明了其和异常特征的关联，而且可以为判断装置故障类型提供助力。4.2实时监测电力计量装置运行状态对于实时监测电力计量装置运行状态而言，需要建立在分布式系统基础上。为了实现这种实时监测需要从多方面着手。监测装置存储的各种重要数据。因为这些数据对于电力计量装置运行是至关重要的，然而这些数据的数量比较多，所以一旦它们出现问题就会导致装置不能正常运行，也就是出现异常情况。这也说明了实时监测是必然选择，在监控过程中是不可缺少的。监督检测数据访问形式。访问电力计量装置内部数据需要采用合适的方法，而且需要借助流式数据，如若在检测过程中发掘不能通过流式数据完成上述操作，就说明出现了问题，所以就需要加强对装置的检测力度，主要就是检测是否存在相对比较大的文件。正常情况下，电力计量装置能够处置的文件大小是一定的，不仅可以处置百GB文件，还可以处置TB文件，而且可以精确处理内部数据；如若发现装置不能顺利处置，那么就说明出现了故障。监测是否出现了数据再平衡情况，借助以前设定好的临界值，电力计量装置可以实现数据间转移，如若发现没有转移也可以说明出现了故障。4.3检测电力计量装置故障异常信息如果出现异常信息就会出现严重后果，电力计量装置也会出现异常，所以需要对异常信息进行全面分析，以便可以为装置的平稳、高效运行提供保障，而且还要判断装置运行是否存在故障。对于电力计量装置而言，如若发现异常信息就可以判定产生了故障，所以想要判定装置是否出现了异常就要先检测是否出现了异常信息，之后才能推测故障具体情况。此外，想要判定装置是否存在异常还可以通过其他途径，如将检测结果和知识库内容进行比较，而且进行异常信息检测时，相关工作人员不仅要具备较高的专业能力，还要具备大数据思维，在大数据思维的指导下开展检测工作。如若判定存在故障，还要对其具体情况进行分析，如故障类型、故障所在部位、故障危害性等，同时还要分析故障位置是否在装置内部，故障位置不同采取的处理方式也是不同的。装置之所以出现问题，可能是因为电压回路或是电流回路出现了异常，此外，电能表异常、电池电压供应不稳定等也会导致故障的出现。通过安装报警系统可以及时发现电力计量装置的异常，相关人员也能及时进行处理，这样电力系统的运行平稳性也能得到保障5。4.4收集功率因数变化信息由于装置故障情况并不是只有一种，而是dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术234|非常多样的，因此需要搜集大量功率因数变化信息，这样既可以为剖析异常情况提供助力，对于处理异常情况也能起到促进作用。搜集大量功率因数变化信息多会用在设计断路器安装位置当中，当然也会用在设计负载功率因数当中。如若功率因数出现了问题就需要对了解到的实际特征进行研究，还需要对原理进行剖析，检测重点应放在功率因数是否在相应范围内，如若超出了这个范围还要对超出程度进行了解，这样就可以判断出事故严重程度，对断路器状态进行研究，需要根据研究结果采取相应的专业化技术手段6。4.5检查电力计量电压异常情况电力计算装置电压检测重点主要有四点：电流，三相不平衡电压，相电压突变量，断路器位置。如若判定电压出现了问题，就需要对电压异常原理进行研究，因为计量装置出现故障后其运行状态会出现变化，运行环境也会出现变动，所以电压数据也会出现异常，一般会表现为电压回路异常和电能表异常。这种异常往往会表现为如下情况：计量电压出现改变；计量电压长期不正常；计量电压不现实；计量三相电压状态异常，也就是不平衡状态。想要准确检测电压异常情况，就需要设定针对性检测方案，为此就需要明了电压变化原理，对于电压变化特点也不能忽略7。4.6多元化故障预警技术应用故障智能化诊断模块诊断计量装置运行状况可以获得良好的诊断效果，而且可以有效控制计量装置故障率。应用多元化故障预警技术之后对于发生异常的计量装置可以及时发出报警声音提醒相关工作人员，还可以借助摄像头监测电力计量装置，同时可以将监测到的画面传送到主站计算机系统，这样技术人员就可以了解到装置运行状况，从而可以对故障情况进行具体分析，还可以及时制定解决方案。此外，该技术包括多种形式的预警类型，不仅包括文字预警，还包括语言和短信预警等，而且可以根据实际需要进行预警。以文字和语言预警为例，不仅具有多种语言类型，还具备多种音色，而且合成语音效率也非常理想，这就为该技术的应用创造