电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析李慧

电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析李慧

李慧

关键词：电力系统设备；状态监测；故障诊断技术

1前言

电力设备状态监测与故障诊断技术共同构成了状态维修，现已被广泛应用到电力系统的运行工作之中，能够对电力设备的运行状态进行实时地监测，事先就能知道电力设备发生事故的具体部位与时间，可以更好地安排停电计划与组织维修工作，提高维修工作的质量。使用电力设备状态监测与故障诊断技术，能够有效地从预防性维修向状态维修过渡，从定期维修到判断出故障时维修，提高了故障诊断的准确性与维修的质量，下面具体分析这种技术的发展趋势以及实际应用。

2状态监测和故障诊断技术的概念

电力系统设备的状态监测技术主要采用一些相关传感器，配合相应的测量手段，得知一些相关的数据，这些数据可以反映出电力系统设备的工作状态，让我们实时得知设备是否运行正常，还是出现一些故障。

电力系统设备的故障诊断指的是通过状态监测系统所获得一系列有关电力系统设备的各种状态、数据、测量值后，对得到的信息通过一些技术手段进行相应的推理以及判断，最后得出一个合理的维修建议。通俗一点说便是在特征量获取后进行的一系列分析过程以及判断过程称之为故障诊断，而整个获取过程被称之为状态监测。

3电力系统设备在线状态监测内容

3.1信号采集

电力系统设备在线状态监测系统主要是指电力设备在日常使用过程中，在线监测系统对电力设备进行长期连续不间断的运行状态监测与故障诊断，及时分析电力设备的运行状态好坏，并在此基础上合理预测设备的运转状态。通过分析和处理电力系统设备的运行状态参量可以准确获取电力系统设备的运行状态情况，即信号采集方法。目前，我国电力系统技术人员主要采用以下方法区去获取设备的信息状况:第一，定时采样方法，即以电力设备运转周期为固定的采样时间进行信息采样;第二，跟踪采样方法，即针对电力设备的故障诊断特殊性对设备进行运行状态跟踪采样;第三，一次性采样方法，即按照实际需求每次采集获取定量足够的信息数据;第四，自动采样方法，即根据故障发生的随机性自动采集信号突变情况。

3.2数据传送

信号处理系统通常距监测设备较远,因在传输过程中易受干扰、易损失及相移难以一致(受环境因素影响较大),故需先作模数转换、预处理和压缩打包,再经通信路径传输到处理控制中心。通信设备现已广泛应用于电力领域,光纤传输数字信号可较好地抑制干扰,保证信号质量。

3.3数据处理

工控数据处理中心收到通信线路传输来的状态量数据包后,利用各种不同数学方法对数据解包处理。例如,频谱分析将时域连续时间信号转变为频域不同频率信号进行分析;在时域中由两个信号之间相关性采用相关分析搜索另一个信号的处理数据;小波分析;神经网络;人工智能。数字信息技术和智能技术应用到电力设备监测系统的数据处理使电力设备在线监测更加实时准确。

4对状态监测与故障诊断技术进行分析

电力系统设备的状态监测和故障诊断对电力系统的正常运行和正常供电非常重要，这项工作的开展需要一定的技术支撑。

4.1对发电机的状态监测和故障诊断技术进行分析

通过检测和诊断发电机的状态和故障，可以在故障发生的一开始对是否由于发电机引发故障进行监测，进行有针对性的维修，可以使一些不必要的损失减少，使故障的发生避免。现阶段，我国主要的发电机监测仪器主要是发电机光纤测漏仪和发电机状态监视器，跟踪分析设备状态和故障。

4.2对变压器的状态监测与故障诊断技术进行分析

不同的电力系统所选择的变压器会略有不同，就我国电力行业实际而言，目前最常用的变压器是充油式变压器，而监测变压器运行状态最常用的技术就是局部放电监测技术、红外诊断技术和超声定位技术等，监测变压器运行状态的主要原理是利用介质耗损因数的数字化在线测量技术对变压器的高压套管进行故障诊断，能有效监控变压器的运行稳定性情况。另外，监测变压器运行状态还包括监测变压器的线匝绕组温度、油温、冷却泵运行参数等内容，全面监测变压器可能出现故障的环节，有效防止安全事故的产生。

4.3对红外线诊断技术进行分析

红外线真的技术具有较强的综合应用性特征，它是光电成像技术、计算机技术和图像处理技术相结合的产物，该技术的原理是通过接收物体发出的红外线信号，让其在计算机上进行数据分析，并以热成像图的形式呈现出来，全面分析判断物体表面的温度变化情况。在电力系统设备在线状态监测与故障诊断中应用红外线诊断技术，不仅能快速、精准、直观地反映电力设备的运行状态，还能高效提高电力系统管理的经济效益，节省电力系统设备的维修成本，为人们提供更为优质的电力服务。

5现状和发展前景

状态在线监测目前还未达到完善、可靠的程度,尚存在以下问题:1)信号收集上受传感器可靠性和现场电磁干扰和设备灵敏度等因素影响;2)在并发诊断能力、自学习和自适应能力、大量数据的处理、管理能力方面不够完善;3)理论上缺乏系统的知识体系、概念体系。电力设备在线监测与诊断技术发展趋势:

5.1电力系统监测与前沿性技术成果紧密结合

将计算机技术、通讯技术、人工智能技术、电力电子技术与设备诊断技术结合,使诊断技术不断提高。

5.2由以单台设备为目标的在线监测向整体监测延伸

设备的状态由多种参数综合决定,故障维修不再局限某一设备,而是同时考虑整个电网设备的运行以及电力供求关系的调整。从设备附近采集和处理数据的分布式多参数在线监测系统,与集中式监测系统相比,可以节省信号电缆,降低监测量,提高了监测的可靠性,同时还可以做到资源共享。

5.3设备状态的远程监测和网络化的跟踪

分布式系统的发展以及通信技术在电力系统的广泛应用,使设备诊断技术与计算机网络技术结合,采集设备的状态参数后可远程传送数据,远程协作诊断。

5.4状态监测系统与其他系统联网和集成

如在分布式的监控系统中将状态监测系统与继电保护有机结合。

6结束语

从传统电力设备管理模式向状态检修模式过渡需要状态监测的技术支持。在某种层面上看，状态监测和故障诊断仍有很大的差别，而状态监测更适用于目前电力相关设备运行和维护的管理。以最近几年相关电力企业发展的具体情形来看，状态检修时未来电力相关设备的检修发展的必然趋势，但是，如果真想实现这方面，还需要各方面很多的努力。

参考文献

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