综述电力系统设备状态监测与故障诊断技术张鹏

综述电力系统设备状态监测与故障诊断技术张鹏

张鹏

（铝镁设计研究院有限公司辽宁省沈阳市110001）

摘要：近年来我国的电力系统设备的发展由于受到了科技飞速进步的影响也有了质的飞跃。作为新兴领域的电力系统设备状态监测与故障诊断尤其受到了人们的广泛关注。人们的物质生活水平在新时代得到了极大的提升，因此人们对于电力系统服务也提出了更高的要求。

关键词：电力系统；状态监测；故障诊断

一、状态监测与故障诊断技术的含义

电气设备故障是由于设备的某些劣化积累到一定程度后所产生的。特别是大多为有机材料制成的电气设备绝缘介质，在外界因素作用下容易发生老化。组成电力系统的基本元件是电气设备，局部或广大范围的停电会因它的失效而产生，必将导致巨大的经济损失，并造成不良的社会影响。

为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核即为监测。设备的状态监测就是通过使用各种传感器，运用各种测量手段，来检测一些物理、化学量，他们能够反映设备的运行状态，监测是为了使我们能够知道设备是在正常运行，还是出现了某些的异常。设备的“故障诊断”是指根据状态监测，设备故障的严重程度及类型、部位都需要专家用所得到的各测量值、运算处理结果所提供的信息后结合掌握的有关设备的知识和经验进行推理判断，并根据此判断提出维修处理设备的建议。简单的说就是特征量收集后的分析判断过程是故障诊断，状态监测是特征量的收集过程。

二、电力设备的状态监测技术

2.1信号采集

在对电力系统设备进行状态检测的过程当中需要结合我国电力系统建设的实际情况，通过对电力设备进行在线监测，可以对电力设备的运行情况进行持续的检查以及分析，科学合理利用各种类型状态量，对电力系统设备的运行情况进行合理的分析。全面采集电力系统设备运行的状态信息，其中主要包括磁力线密度、局部放电量、电压等等，并且结合电力设备运行的各种状态量，采用科学合理的方式对信号进行采集：①定时采样，主要指的是按照电力系统设备运行的具体状态，对电力系统设备进行定时采样；②一次性采样，主要指的是在电力设备信号采集过程当中采取一次合适长度的数据处理信号样本；③根据电力系统设备的运行故障状态信号，有效实现对电力系统设备状态故障自动化信息的采集；④结合电力系统设备故障诊断的具体情况，合理采用峰值采样、转速跟踪采样等特殊方法进行信号采集。根据监测系统设备运行状态的实际情况采用合适的状态检测方法，对于断路器，可以采用振动检测法或者是跳闸轮廓法等，对断路器状态运行的信息进行合理的采集，对于交流旋转电机，可以采用小波分析、神经网络等方法对设备的运行状态进行监测。在电力系统变压器具体运行的过程当中如果内部出现绝缘老化的情况，就会导致变压器运行出现故障，需要结合变压器的电气特征以及机械性能，合理的采用电压恢复法、油气法等，对变压器的运行状态进行全面监测。

2.2数据传输

通常情况下，负责处理设备运行信号的系统以及负责对系统设备进行监测的系统距离很远，所以，在数据传输到设备的过程当中，数据经常出现损坏的情况，所以必须加强对数据的处理。目前，在对电力设备进行状态监测的过程已经开始使用通讯设备，可以使用光纤传输的方式有效克服数据在传输过程中受到干扰的情况。

三、故障诊断的关键技术

3.1选取故障信号特征量

在对众多数据信号进行处理的过程中，首先需要将可以使用的信息进行提取，这就是信号处理技术的首要任务，如果在电力系统设备运行过程中就提取监测数据，能够保证数据的准确性，相应的电力设备在进行故障诊断的过程都具有非常好的灵敏度。在对电力系统设备进行故障诊断的过程中，需要加强对正确故障特征量的提取。因为设备故障特征量选择不正确，就无法识别电力设备运行过程当中存在的真正故障，因为电力设备正常状态与设备故障状态在容量上具有一定的相同部分，这样就会出现错误判断的情况，设备故障特征量具有一定的模糊性，所以必须结合实际情况加强对特种量的合理分析，选择正确的方法进行处理。

3.2故障诊断分析技术

电力设备故障诊断分析技术主要指的是在电力系统设备出现故障的过程以及对故障的来源进行分析的过程。首先需要将电力系统设备运行的状态特征量以及设备的运行维护情况进行合理的分析以及总结，之后再通过使用模糊识别以及专家系统识别等故障识别技术准确的推断出电力设备运行过程中存在的故障，最后分析出故障产生的原因以及性质等等。因为现阶段电力设备具有一定的网络传输功能，在电力设备运行的过程当中可以采用局域网传输信息的方式对故障进行诊断，在必要的时候也可以通过使用远程协助的方式对设备故障进行诊断。这样就可以对电力系统设备的运行状态进行更准确的监测，有效实现电力系统设备故障诊断的异地处理。

3.3故障诊断方法

在电力系统具体运行的过程当中包含着各种各样的电力设备，这些电力设备产生的故障类型也比较多，在对电力系统设备进行故障诊断的过程当中可以采取以下诊断方法：①结合电力系统设备的具体情况，在对电力系统设备故障进行整顿的过程当中按照最大隶属度模糊理论原则，对电力设备运行状态进行在线监测，科学合理的判断电力设备运行过程当中存在的故障类型，同时结合模糊数学方法，有效地处理电力设备运行过程当中故障的模糊性以及随机性。②基于电力设备特征空间矢量，对电力设备运行故障的特征量进行采集，结合实际情况不断修正电力设备运行过程当中故障的误差，为了能够有效提升电力设备运行过程当中不确定的诊断以及电力设备的故障诊断率，在电力设备具体运行的过程当中，这样的故障诊断技术具有非常强的适应能力，可以将电力设备故障征兆矢量作为电力系统设备故障诊断验证矢量，并且结合相应的运算方法对电力设备运行过程当中故障的特征量进行合理的修正。③在对电力系统设备运行状态进行故障诊断的过程当中还需要根据不同的电力设备故障情况，科学合理地采用信息融合技术、传感技术等方法对故障进行合理的诊断。信息融合技术主要指的是在相关要求下对电力系统设备运行故障进行科学合理的分析以及处理，通常情况下电力设备在运行过程当中不同的故障之间会存在着某种特殊的联系，信息融合技术可以寻找故障之间的共同点，科学合理地对电力系统运行故障进行分析，有效提升监测系统设备运行过程当中故障诊断以及状态监测的效率。多传感技术主要指的是采用多个传感器对同一电力设备进行故障诊断检测，结合电力系统设备的故障特征，选择出具有高灵敏度的信息量，科学合理的对电力系统设备运行故障进行诊断。

综上所述，电力系统设备状态监测与故障诊断是一项高标准、严要求、内容丰富的工作。为了能够确保用户们能够享受到电力系统部门提供的具有高效性、安全性、可靠性、稳定性的供电力服务，应当做到不断加强电力系统设备状态监测与故障诊断方面的相关管理，建立健全电力系统设备状态监测与故障诊断监测体系，努力提升电力系统设备状态监测与故障诊断技术水平，继续提高电力系统工作人员的业务能力，为能够给人们提供更为优质的电力系统服务而不断奋斗。

参考文献：

[1]邢芝福.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].天津科技，2017，44（07）：65-67.

[2]高亢，林圳杰.电力设备状态监测及故障诊断系统原理[J].自动化应用，2016（01）：56-57.