10kV配电设备故障诊断及监测系统

摘要：配电设备故障诊断与监测系统集成了远程监控、故障诊断、数据分析等多种功能，通过实时监测配电设备的运行状态，及时发现异常情况，并采取相应的处理措施，能够有效地降低故障发生的概率，提高电力系统的稳定性和可靠性。随着现代电力系统的不断发展，10kV配电设备在电力系统中扮演着越来越重要的角色。然而，由于运行环境复杂多变，10kV配电设备容易发生各种故障，从而影响电力系统的稳定性和可靠性。因此，研究10kV配电设备故障诊断与监测系统对于提高配电设备的运行效率和可靠性具有重要意义。

关键词：10kV配电设备；故障诊断；监测系统

前言

在实际操作中，10kV的配电设备容易受到外部因素的影响，导致出现故障，并给电网的稳定运行带来负面效果。为了确保配电网安全可靠地运行，必须采取合理措施进行检修维护。利用智能电网的核心技术和设备，可显著提升设备故障的诊断和监测效能。因此，应结合具体应用场景，构建完善的智能监控体系，加强对配电网运行状态的实时监测。

1.故障诊断及监测系统概述

全方位分析10kV配电设备运行状态数据，故障诊断与监测系统可以很快地识别输配电的具体情况，为确保10kV配网能够安全可靠地运行，我们需要准确地评估设备是否有漏电、短路或断路等问题，并基于这些判断对设备的稳定性和安全性作出准确的评价。10kV配电设备因外界环境因素的影响，容易出现老化或损坏，这会进一步导致设备无法正常工作，从而触发区域输配电系统的中断。因此，想要提高配网安全水平，必须做好设备检修工作。为确保电力供应的可靠性和安全性，必须及时获取配电网络的状态信息，并对其进行定期检修和维护。故障诊断与监测系统具备显著的实用价值，其能为10kV配电设备的日常管理工作提供有效的参考依据。通过建立相应的模型和算法实现对故障信息的分析处理功能，包括数据采集模块，数据分析处理模块，以及图形显示模块。

2.10kV配电设备常见故障类型

2.1一次设备故障

10kV配电网络节点繁多，需要管理大量设备，因此故障风险极高，配电网络运维工作的难度较大。其中一次电气设备的作用是传导与转换电能，主要包括输电线路、变压器、开关设备以及电力电缆等。一次设备故障是10kV配电设备的主要故障类型，其故障类型繁多，主要包括短路故障、发热故障、接地故障以及绝缘故障等。10kV配电设备运行过程中最为常见的故障类型便是短路故障，发生的原因主要为外界环境因素，如极端恶劣天气，另外一部分原因为设备本身存在的老化问题。该类故障造成的危害较大，不但会导致配电设备烧毁，同时也会对人身安全造成一定的危害；绝缘故障多发生于开关柜、电压电流互感器、电力电缆中，导致该类故障的主要原因在于自身结构、材料、制作工艺以及外界环境因素，如湿度、温度等，受到以上因素的影响导致设备绝缘能力下降；机械故障主要指设备振动、疲劳以及磨损等，导致故障的主要因素为设备出现共振、受力不均、结构变形、松动以及缺油生锈等，如果高原断路器存在缺油情况，发生断流而电弧并未熄灭，极易导致设备烧毁，甚至引发爆炸等严重安全事故；发热故障多发生在变压器芯体、铜铝过渡区以及接线端子等能量传输、转化的过程中，导致故障发生的主要原因为负荷较大、接触不良以及电化学腐蚀，该类故障对设备造成的破坏程度十分严重。

2.2二次设备故障

二次设备是辅助一次设备的关键设备，能够对一次设备的运行状态进行监测、控制与保护，主要由控制开关、电气仪表、自动控制设备以及控制电缆等组成。二次设备故障主要发生于控制回路、自动装置回路、信号回路、调节回路以及电源系统中。导致故障发生的主要原因是继电器接点、开关辅助接点、万能转换开关接点等发生松动、脱落，或是控制电缆绝缘老化、熔断器熔断、保险烧坏等。另外，管理与操作不规范也是导致配电设备发生故障的主要原因。工作人员专业素质低、专业水平不足、巡查防护不到位以及责任意识缺失等，均是导致配电设备发生故障的因素，需要加以重视。

3.故障诊断及监测系统功能分析

3.1系统架构

在进行10kV配电设备的故障检测时，必须依靠前端的数据收集和集中式的管理系统，以确保整个系统能够高效且稳定地工作，并建立一个完整的故障诊断框架。在该系统的操作中，前端数据采集工具采纳了智能电网的自动化技术和前沿的智能数据收集方法，其可以实时捕捉配电设备的工作状态，并通过通信工具向系统发送相关数据，从而产生完整且准确的运行监测数据，为接下来的故障检测和管理任务奠定稳固的基石。另外，也可以为配网运行管理部门制订专门的方案与对策，以此稳步提升配电网管理质量与供电的可靠性。可使用智能终端高效化分析并处理数据采集与历史数据，其能更好地评估设备的风险隐患与安全问题。

3.2功能单元

该功能单元由数据采集单元和数据管理单元组成。通过对数据的收集与整理，能够为用户提供更加全面的信息服务，同时也提高了供电质量。全面化分析数据采集单元，以此探索10kV配电设备在电流、电压参数、振动状态、温度状态以及损坏情况等方面的主要特征。为了可以高效采集现场10kV配电设备的运行数据，笔者运用FTU作为前端采集系统，并安装探伤装置、红外检测与振动检测。通过与上位机通讯以及与下位机软件通信等方式，使得整个系统具有良好的扩展性。目前，10kV智能网的主要发展方向是通过与柱上开关联合，实现将智能电网控制要求下的故障设备进行及时隔离，以此逐步提升设备的运行管理水平，进而保障可以更加全面化地进行电力数据采集。

4.10kV配电设备故障诊断及监测系统应用

4.1快速隔离处理

根据10kV配电设备的故障诊断系统所提供的各类数据，可以迅速确定故障位置，并利用GIS、GPRS等先进技术对故障区域进行精确定位，进行后续的故障处理和维护工作。本文通过建立数据库来管理和存储相关的数据资料，一旦获取到所需数据，即可直接在接口上调用这些数据，或者直接观察和展示10kV配电设备的当前状态。这样可以及时地了解设备运行情况及相关参数变化情况。

4.2配合维修作业

对于10kV配电设备的故障诊断系统，笔者在巡查过程中特别关注了容易出现故障的部分和设备。如果设备经常出现故障，建议每天检查一次，以确认设备线路是否存在二次故障的风险；如果发现问题则要立即停机并及时更换新部件，否则应采取必要措施防止事故扩大和蔓延。对于那些不常出现故障的区域，可以定期进行大规模的检查。例如，在年终和月末的维修工作中，可以将这些区域纳入巡检范围，并每年或每月进行一次全面检查，同时及时排除任何安全隐患。

结束语

近年来，10kV配电设备在电力系统中扮演着越来越重要的角色。由于环境因素、设备老化、人为操作不当等原因，配电设备经常会出现各种故障，严重影响了电力系统的稳定性和可靠性。

参考文献：

[1]詹仲强，公多虎，王崇，等.融合D-S证据理论与模糊逻辑的变压器故障诊断方法[J].变压器，2023（10）10-16.

[2]李佳伟，帕孜来·马合木提.基于键合图的级联逆变器系统故障诊断技术[J].陕西科技大学学报，2023，41（5）：139-144，151.