民用建筑电气设备状态远程监测与诊断探究

摘要：在民用建筑电气设备正常工作中，需要保证点射设备的高效运行才能运作，而这就不得不时时刻刻监测电气设备的运行状态，保证其在高性能运转状态下。为了能将电气设备运作处于高效状态下，需要采用正确的监测和故障诊断技术，确保运转正常。本文就民用建筑电气设备状态远程监测与诊断探究进行分析和研究。

关键词：电气设备;远程监测;诊断技术

电气设备的正常运转是确保整个电力系统运行的保障，为了能够充分确保其绝缘程度，必须要保障其设备的正常运行，而这就需了解设备运行状态，而远程监测技术能快速高效完成对状态的检查，而其相关的诊断技术也能高效的完成对其故障的分析，是现代化电气发展中的重要技术。

1 设备状态远程监测和诊断探究技术分析

1.1 在线状态监测原理分析

由處理数据，信号检测，诊断故障以及采集数据源等构建而成的就是电气设备在线监测状态和故障诊断技术，设备监测和诊断是通过传感器来进行的。按照我国现阶段的使用状况来看，电气设备在线监测与故障诊断技术主要按下列步骤进行操作，首先需要监测各设备的信号状态，通过传感器被检测出来，利用其中的转换器将采集的信号信息进行处理，然后最处理结果进行存储，放置在存储服务器中，这些可收集的信号有光信号、电信号、温度信号等。在传输过程中，一般使用电缆作为载体，部分对信号传输要求较高的场合也会采用光缆作为载体，提升信号的抗干扰能力，从而实现整个信号处理。

1.2 数据采集技术

数据采集通常采用信号波形采集、峰值采集以及脉冲采集三种方法，通过这三种方法得出诊断结果，从而进行实践分析。目前常用的在线检修技术有局部放电监测，油色谱监测以及介损监测三种方法，油色谱监测是通过对油中气体进行分析的一种方法，正常状态下，电气设备中的绝缘油在电热作用下会发生分解和老化作用，产生化学反应产生一氧化碳、氢气等多种氢类气体，而在故障的状态下，这种化学反应的速度会明显加快，这样就能够通过其产生的气体状态以及组成部分来分析其故障的状态。而介损监测在电容型设备上应用比较多，这是因为这类型设备的绝缘结构都采用电容式结构，因此使用较多，主要是通过对设备的介电特性进行检测，通过分析找出变化最大的容性设备来判断故障的出现。

1.3 红外诊断技术

红外线诊断技术原理是对诊断物体发出的红外线通过热像方式显示在荧光屏上，然后对物体表面的温度进行分析，从而判断设备的运行状态。目前诊断仪器主要有红外热像仪，红外热电视以及红外测温仪，主要有四种检测原理，一、通过测温准确性判断，通过获取被测设备的温度分布以及关键部位的温度变化值来获取数据，从而根据这些数据变化情况来判断出现故障位置和其严重程度，需要注意的是检测条件，需要选择良好的检测条件，并对结果进行修正。二、运行状态对红外检测的影响分析，当设备出现发热故障，无论是形成电流还是电压效应，这都会对红外检测产生影响，为了避免这种情况可以通过将设备在额定电压的状态下，运行一段时间，从而进行深层判断。三、设备表面的发射率，红外检测是通过设备表面辐射功率得到的温度信息，由于各个表面的发射率不同，检测结果也不同，通常情况下，发射率越低温度越高。四、大气衰减，作为红外辐射能量的传递介质，大气中的各种气体分子会吸收红外辐射，导致能量减弱，这也会对最终温度结果产生影响，那么干燥的检测环境是减小影响的最佳选择。

1.4 Web服务器与应用程序服务器软件设计原理

为了能够更好的提升系统的安全性和准确性，结合最新的技术的情况下电气设备在设计时要结合实际情况，根据需求设计出最适合的Web服务器与应用程序服务器软件，从而保障系统底层关于PLC的安全控制实现。在设计过程中需要设计Web服务器的软件和应用程度服务器的设计，Web服务器的软件设计主要在客户的C/S结构中实现，服务器的设计主要是在IIS的ASP动态网站中进行应用。服务器和服务器软件的设计主要目的是为了加强设备故障诊断的准确性和灵活性，降低数据采集和缓存过程中的难度，提升浏览界面的美观程度。而为了能够更加方便使用者对查询的要求，电气设置中还实现了客户机和服务器数据库的数据交互，方便使用。

1.5人机交互界面设计

该系统上位机采用西门子公司WinCC组态软件设计。监测数据经由监测模块传入控制器PLC中，利用PC ACCESS软件可以实现S7-200 SMART PLC中数据与WinCC的连接。WinCC组态软件可以实现整个系统人机交互界面的制作，同时通过该上位机软件可以进行过程值归档、历史数据查询、实时曲线显示、历史曲线显示、系统报警、报表打印等功能的操作。

由下位机传入的数据，利用WinCC内置控件对其完成归档处理，可以人为确定归档周期（例如一个星期或一个月）。可根据实际需要利用WinCC内置工具对传入数据曲线化处理，进行可视化分析。在整个设备运行过程中，不可或缺的一个环节便是报警系统的设置。而在该设计中利用WinCC内置工具对各用电设备的电量参数进行了实时监测，当监测值超出安全值范围时，监测画面能及时显示当前的电量参数值，并显示红色画面预示报警，当系统正常运行时该系统显示绿色画面，以示系统正常运行。

2 电气设备状态监测与诊断应用

2.1 在发电机中的应用

发电机的应用主要是针对运行之前的准备工作，检查在运行之前是否具备需要改善的问题，为设备维修和更换争取更多的时间，从而更加准确的提升运行准确度，避免出现发动机停机的状况出现，提高机器运行的准确程度。电气设备状态监测与诊断技术主要目的是根据监测到的实时数据内容进行分析，根据监测结果对发电机内部故障技术发出警报信息，从而给维修人员提供维修信息，提高对发电机的重视和了解，避免发电机出现故障，及时进行人为干预。在对发电机监测和诊断时对电磁状态、机械部件的物理和化学特征等信息进行采集，主要针对部位有铁芯、引出线套管、绕组震动等常规子类，以及绝缘和绕组、本体及互环转子类等经常出现故障部位，从而根据其所采集的信息形成可靠的数据，保证形成的数据准确性，准确判断发电机故障部位。

2.2 在变压器中的应用

按照我国目前的状态来看，主要有充油式变压器、干式变压器两种变压器，诊断时主要是采用超声定位技术，红外技术，局部放电监测技术三个方面进行监测变压器状态，对充油式变压器的监测是对油中溶解气体进行定期离线分析。变压器的监测主要是在高压套管介质损耗方面，研究与改进时需要加强在数字化监控方向上配套使用，具体监测时需要在风扇、电压、冷却泵运行参、负载电流、线匝绕组温度等方面进行合理测量，保证得到的数值相对比较准确，具体涉及的部位有设备磁路、绕组绝缘、液体绝缘、气体绝缘和冷却系统，诊断结果通常是机械故障、放电性故障、进水受潮以及过热兼放电故障、过热性故障等。

3 结语

在对电气设备进行远程监测的过程中，能充分了解设备的运行状态，并对其设备运行的电压电流、信号数据等信息进行存储，故而实现对其设备状态分析，当对其故障进行分析之后，也能及时对电气设备进行维修和养护，确保设备的高效运行。

参考文献：

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[2]王宏武. 电气设备的技术特点及运行管理探究[J]. 中国新技术新产品.2010年11期

[3]王丽娜. 机组电气设备在线安全评价及故障预测[D]. 华北电力大学.2014年

作者简介：胡闯智（1978—），男，本科，工程师，主要从事电气施工技术和项目经理工作。