Geavanceerd online monitoring systeem voor zinkoxide overvoltagebeveiliging: belangrijke technologieën en foutdiagnose

1 Architectuur van het Online Monitoring Systeem voor Zinkoxide Overstekers

Het online monitoring systeem voor zinkoxide overstekers bestaat uit drie lagen: de stationscontrolelaag, de baanlaag en de proceslaag.

• Stationscontrolelaag: Omvat een monitoringcentrum, een Global Positioning System (GPS) klok en een B-code klokbron.

• Baanlaag: Bestaat uit online monitoring Intelligent Electronic Devices (IEDs).

• Proceslaag: Heeft monitoringterminals voor Spanningsvervormers (PTs) en Stroomvervormers (CTs), zoals weergegeven in Figuur 1.

In dit systeem heeft elk apparaat een specifieke functie:

• Monitoringcentrum: Classificeert en bundelt statusgegevens van zinkoxide overstekers, analyseert de werkingstoestand van elke eenheid. Operators hebben toegang tot real-time prestaties van de overstekers via de systeembachend. Informatie wordt gevisualiseerd op schermen door middel van rapporten, statistische grafieken en krommen, waardoor een gebruiker-vriendelijke interactie wordt gegarandeerd. Bij storingen activeert het systeem onmiddellijk alarms om tijdige probleemoplossing te verzekeren, wat de werking van de overstekers beschermt.

• Online Monitoring IEDs: Fungeren als communicatie-intermediairs tussen monitoringterminals (die niet direct verbonden kunnen worden met het centrum) en het monitoringcentrum. Ze verwerken en verzenden gegevens, waardoor een naadloze informatieflow mogelijk is.

• Monitoringterminals: Fungeren als front-end gegevensverzamelaars, houden milieuparameters (temperatuur, vochtigheid), resistieve lekstroom en vervuiling van de overstekers bij. Ze registreren ook blikseminslagen met hoge precisie. De verzamelde gegevens worden via de baanlaag naar het monitoringcentrum verzonden, waardoor managers op basis van gegevens beslissingen kunnen nemen.

2 Belangrijke Aspecten van Online Monitoring Technologie voor Zinkoxide Overstekers
2.1 Tijdssynchronisatie van Online Monitoring Systemen

Onderzoek naar de fundamentele methode van resistieve stroom en harmonische analyse voor zinkoxide overstekers toont aan dat de synchronisatie van samplingoperaties significant invloed heeft op de monitoringresultaten. Ondanks de uiterst kleine waarden van de gemeten lekstromen kunnen kleine fouten grote afwijkingen veroorzaken. Daarom vereisen online monitoring systemen hoge sampling-synchronisatie, waarbij technici het systeemtijd moeten kalibreren. Er zijn twee methoden beschikbaar:

• Synchronisatie op basis van GPS: Bereikt synchronisatie binnen 2ns, minimaliseert tijdfouten;

• IRIG-B Code Klok Synchronisatie: Kenmerkt zich door sterke interferentiebestendigheid, zorgt voor stabiele signaaloverdracht en hoge-precisie signaalontvangst. Echter, te hoge precisie verhoogt de kosten—technici moeten de precisie (1μs, 1ms, 10ms, 1s) selecteren op basis van de minimale resolutie-eisen van het systeem.

IRIG-B code klok synchronisatie is kosteneffectief. Hoewel minder precies dan GPS, voldoet het aan de behoeften van het systeem. Daarom kunnen technici IRIG-B gebruiken voor synchronisatie om consistentie in de sampling te waarborgen.

2.2 Ruisreductie in Online Monitoring Signalen

De gegevensverzameling voor zinkoxide overstekers staat bloot aan meerdere interferenties. Gezien de uiterst kleine lekstroom veroorzaken onverwerkte ruis afwijkingen in de monitoring, waardoor de echte toestand van het apparaat niet wordt weergegeven. Technici moeten geschikte ruisonderdrukkingsalgoritmen selecteren—wavelet-ruisonderdrukking wordt breed toegepast: het deelt signalen op, behoudt geldige inhoud, stelt nutteloze coëfficiënten op 0 en haalt bruikbare informatie na herhaalde decompositie.

2.3 Foutdiagnose in Online Monitoring
2.3.1 Betekenis van Foutdiagnose

Naarmate elektriciteitsapparatuur in omvang groeit, wordt de veiligheid van het elektriciteitsnet cruciaal. Storingen onderbreken de elektriciteitsvoorziening en brengen personeelsveiligheid in gevaar—waardoor online monitoring en foutdiagnose van zinkoxide overstekers essentieel zijn. Het systeem monitort isolatiecondities, voorspelt risico's en ondersteunt onderhoud. Echter, online gegevens zijn enorm, complex en redundante, wat de monitoringnauwkeurigheid beïnvloedt.

Om diagnostische precisie te waarborgen, verwerken technici de gegevens: verwijderen redundantie, corrigeren fouten en bieden betrouwbare invoer. Bovendien wordt de resistieve stroom van zinkoxide overstekers beïnvloed door weer, temperatuur, magnetische velden en signaalinterferentie—wat de diagnosecomplexiteit verhoogt. Effectieve gegevensverwerking via technische middelen is cruciaal voor de diagnose.

2.3.2 Multi-Sensor Informatie Fusie Algoritme

Informatiefusiealgoritmen, fundamenteel voor de verwerking van online monitoringgegevens, integreren multi-niveau informatie voor een grondige analyse. Multi-sensor fusiealgoritmen gebruiken gegevens van meerdere sensoren, vermijden harmonische interferentie door berekeningen en weerspiegelen nauwkeurig de real-time toestand van de overstekers. Gewone algoritmen omvatten:

• Ingebouwde Beperkingsmethode: Beperkt sensor-verzamelde parameters (originele en intrinsieke fasen) om unieke oplossingen te garanderen. Het systeem verkrijgt real-time overstekerdata via sensoren en extrahert sleutelinformatie op basis van apparaateigenschappen;

• Bewijscombinatiemethode: Extrahert operatiegegevens, berekent op basis van de toestand van de overstekers en biedt een basis voor foutbeoordeling;

• Kunstmatige Neurale Netwerk (ANN) Methode: Gebruikt machine learning voor diagnose. Ten eerste, ontwerp topologieën die aangepast zijn aan de sensoren; ten tweede, map data patronen via netwerk-omgeving interactie; ten derde, train modellen om automatisch fouten te detecteren.

2.3.3 Grijze Relatie Analysemethode

Als een algemene foutdiagnosebenadering voor zinkoxide overstekers, richt de grijze relatieanalysemethode zich op de statistische analyse van meerdere factoren die fouten beïnvloeden. Het kwantificeert de impact van verschillende factoren op overstekerfouten door passende krommen te plotten. In de praktijk vergelijk je de vormveranderingen van de krommen: hogere passendheidsgraden van de krommen wijzen op sterkere correlaties tussen real-time foutfactoren en de werkelijke toestanden van de overstekers.

Voor de diagnose wordt de dielectrische verlieshoek van de oversteker meestal ingesteld als de referentievolgorde X₁, terwijl parameters zoals temperatuur, vochtigheid en lekstroom fungeren als vergelijkingsvolgordes X_i. Door gebruik te maken van het grijze relatieanalysemodel om de correlatie tussen elke factor en de dielectrische verlieshoek te berekenen, kan de precieze identificatie van belangrijke foutoorzaken worden gerealiseerd, wat gegevensondersteuning biedt voor diagnostische beslissingen.

De verkregen gegevens worden genormaliseerd, en de correlatiecoëfficiënt ζ_j(k)) en de correleringsgraad γ_j tussen elke dataset worden berekend.

2.4 Online Monitoring Expert Software

De online monitoring expert software voor zinkoxide overstekers, als een sub-software van het online monitoring systeem, heeft diverse functies. Het kan niet alleen transformatoren monitoren, partiële ontladingen en gascondities in olie detecteren, maar ook schakelaars en capacitaire apparatuur. Het ondersteunt het instellen van vooralarmparameters voor het systeem en het beheer van substationele apparatuur.

Daarnaast stelt de online monitoring expert software gebruikers in staat om zelf gedefinieerde voorinstellingen te beheren, waardoor gebruikers historische en huidige gegevens kunnen bekijken en de real-time status van apparatuur kunnen controleren. Na inloggen in het systeem kunnen gebruikers gegevens raadplegen zoals nodig, wat een referentie biedt voor hun besluitvorming.

3 Conclusie

Fouten in zinkoxide overstekers kunnen de veilige werking van elektriciteitsnetten ernstig beïnvloeden. Daarom is real-time detectie via een online monitoring systeem essentieel om foutinformatie nauwkeurig te begrijpen en tijdige actie te ondernemen.

Het online monitoring systeem voor zinkoxide overstekers realiseert real-time monitoring door de gecoördineerde werking van het monitoringcentrum, online monitoring IED-apparatuur en monitoringterminals, waarmee de verwerking, overdracht en verwerking van gegevensinformatie wordt voltooid. Tegelijkertijd wordt door de optimalisatie van kerntechnologieën zoals systeemtijdssynchronisatie, monitoring-signaalruisonderdrukking en foutdiagnose, nauwkeurige gegevens aan het systeem geleverd, waardoor de stabiele werking van zinkoxide overstekers wordt gewaarborgd en de veiligheid van het elektriciteitsnet wordt versterkt.