基于云计算的电力电气设备故障诊断和检修

基于云计算的电力电气设备故障诊断和检修

陈博

（国网上海市电力公司市区供电公司200080）

摘要：云计算是一种基于互联网的全新的运算模式，具有成本低、稳定性强、可以提供海量的存储空间以及超强的运算能力的优点。针对当前电气电力设备设施维修方面存在众多问题等情况，尝试引进云计算技术，以促进更好地对电气电力设备设施进行故障诊断和检修维护

关键词：云计算；电力电气设备；故障诊断；检修

1电力电气设备故障诊断和检修云计算技术研究

云计算也称为云平台，从平台的整体架构来看，从下至上分为三层：基础架构层，平台层及软件应用层。基于云计算的电力电气设备故障诊断和检修在各层面的功能特征如下：

1.1基础架构层

电网和各种电力设备等硬件设施是智能电网的物理载体，相当于云平台的基础架构服务层，是实现故障诊断与检修功能的基础。在基础架构层需要整理、分析常用的各种电气设备的类型，并对各种电气设备的故障类型进行分析，在此基础上分析产生的原因，生成处理对策，建设电气设备型号数据库、故障数据库和处理对策数据库。然后针对性地在电气设备的相应位置安装传感装置，采集电气设备的电压、电流和温度等工作参数，并以此作为判断电气设备发送故障与否的判断标准。

1.2中间层

由于电网中电力设备种类复杂、数量繁多和位置分散，因此传感装置需要采集的数据不仅数量大而且数据类型多样。因此，就需要建立高效的现代通信系统，实现对数据的安全、可靠和高速传输。通信系统是电网实现故障预防、故障恢复的关键环节，通过这样的通信系统，电网可以进行不断的监测和校正，实现其故障恢复与检修信息传输。

1.3平台层

实现电气设备重点故障诊断与检修控制的前提在于提高电气设备的可观测性和可控制性，因此对传感与测量技术提出了更高的要求。

（1）传感器。电力设备工作状态相关的数据种类繁多，需要多种不同种类的传感器来进行采集，结构复杂、成本昂贵。智能传感器是一种带有微处理器的小尺寸、高性价比的传感器，具有强大的数据检测、处理、记忆和逻辑判断功能。将其替代传统的传感器应用于电气设备的状态监测，不仅具有较高的数据处理性能，而且易于安装和维护。

（2）测量技术。随着智能配电网的发展，要求控制系统和保护越来越复杂，电力数据的一个特点是要实现精准的同步测量。GPS同步相量测量技术是以GPS提供的准确时间为基准，对电力系统的实时相角、频率和幅值进行同步相量测量，实现各个节点的同步测量和实时记录。

1.4软件应用层

（1）状态评估

对电气设备的运行状态进行多方面的系统检测和评估，可以全面地反映电气设备的运行状态，为之后的预警以及故障诊断与检修控制提供参考。

电气设备状态评估。电气设备是电力系统运行的重要载体，其工作状态的好坏直接影响电网的正常运行，并且影响电网的故障诊断与检修功能。电气设备状态评估是指根据电气设备正常运行时的电压、电流和温度等参数的变化，评估和量化电气设备的工作状态，为分析电气设备的安全状况、可能故障发生的故障率及故障发展的频率和变化起到指导作用。

风险评估。随着智能电网的发展，越来越多的新型设备会接入电网，使电网的结构发生变化，为电网带来新的风险，并使风险分析更加复杂，因此需要对风险进行定量评估和管理。

（2）预警

预警是故障诊断与检修系统的关键的环节，在跟踪电气设备运行状态的基础上，及时发现电气设备故障隐患，及时给出预警信号。当电气设备的状态参数到达预警状态，系统自动跟踪电网运行的安全级别，自动发现安全隐患，发出预警，从而采取主动措施，把设备故障解决在初期阶段。

（3）维护检修

根据上一阶段的评估和预警信息，通过故障诊断、故障定位与控制技术，参考云平台中数据库中对应的模型、算法、规则、知识和经验等，实施实时的主动调控对策，将故障抑制在萌芽状态，控制、恢复和保持电网的稳定运行。

2基于云计算的电力电气设备故障诊断和检修的实践应用

2.1电力电气设备运行数据信息获取与比较

在电网设备运行过程中，在一定的区域范围内，可以通过云计算整个区域内的所有计算机，形成容量巨大的存储空间，提高计算能力，并且形成虚拟云计算平台。另外，在区域内，还需在所有设备上安装传感设备，并将其与云计算的平台进行有效间接，通过云计算技术能够对所有的电力电气设备的运行情况实时监控，并且将所有的监测结果传输至云计算平台上，并进行有效存储、如果电力电气设备即将发生故障，电力电气设备的传感器会接收到数据信息，将数据信息传输到云平台中，通过云平台的相关计算，可以将数据与预留数据进行比较分析，如果实际监测数据与预留的数据比较接近，则可以通过云计算平台通知维修人员进行设备检测和维护。

2.2电力电气设备运行故障特征层次分析

在云平台中内置AHP层次分析相关计算方法，通过这种计算方法，可以将定性分析与定量分析有效结合，对多个目标进行科学计算分析。有些问题结构复杂程度较高，目标决策较多，通过层次分析计算方法可以获得较好的分析结果，有利于对电力电气设备进行更加科学合理的故障诊断，同时取得良好的检修效果。具体的工作方法如下：对电力电气设备的型号、设备使用年限这两个因素进行综合分析和区分，如果相关设备发生故障，就可以分析设备故障的表现形式，并进行分类，然后结合设备使用年限这一因素，对所有的设备的使用年限进行两两比对，而且还要综合考虑所有的电气设备的维修记录，通过分层分析，综合考虑多个影响因素，就可以更加高效的找出电力电气设备的故障产生原因，并且通过云计算网络将所有的故障信息传递至中断设备，这样更加有利于工作人员更好的对电力电气设备进行检修。

结语

综上所述，在当前电力系统中电气电力设备故障诊断和检修工作不断复杂的背景下，借助云计算技术对电气电力设备的故障诊断和检修技术进行革新，能够给更好的把握设备运行状态，对于存在的运行故障隐患进行有效的预警与处理，能够为当前社会的快速稳定发展提供稳定的保障。

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