电力系统设备状态监测的概念及现状

电力系统设备状态监测的概念及现状

刘永胜

国网辽宁省电力有限公司检修分公司 , 辽宁 沈阳 110000

摘要: 降低运行成本提高发送电设备的利用率提高传输设备的使用效率，迫切需要采用监测系统状况的技术。状态控制只允许在必要时计划维修，并将断电时间减少到最低限度，降低设备寿命延长的费用。介绍了监测能源系统状况的概念、作用和一般方法，介绍了监测能源系统现状的研究和趋势，并指出：在能源系统中，状态监测将成为一个重要的新兴研究领域。

关键词: 状态监测; 状态检修; 故障诊断; 在线监测

在实际应用设备监测技术和诊断内部电力系统故障，虽然有些制造商可以生产各种各样的监测和测量仪器。然而，目前在实际应用方面存在一些限制，这些限制不足以监测状况和查明某些缺陷，而且，为了对一些问题进行彻底的分析。本文件主要讨论监测和诊断供电系统设备故障的要素和任务，并进一步研究这些要素和任务。未来的发展空间，以及对其目前的缺点的一些建设性意见，主要是对状况的监测和故障诊断，为了确保该系统的安全、经济和稳定运作。

一、状态监测分析

1、状态监测的内容和目的。在实践中，对电力系统设备的监测实际上意味着考虑到电气装置及其系统的具体状况。在这一基础上，对现状进行分类和评估。这为电气设备和供电系统的修理和技术维护提供了有效的基础。对电力系统状况的监测包括三个主要阶段：数据收集、数据分析和特性提取。状态或故障诊断和分类。状态控制的目的是收集关于系统具体操作条件的数据和信息。关于电气系统运行情况的详细报告；在安全和稳定的基础上有效地确定和记录设备和系统的状况。确定故障的程度和性质，以及在监测电力状况过程中进行的分析还应包括对设备状况异常的评估和对变化的预测，将在系统内进行的活动，以及在监测系统内不断改进对系统的评估，以便使系统更接近现实。

2、基本状况监测技术。状态监测技术包括信号收集、数据传输和数据处理。信号收集是指获取设备状况的信息和系统状况的信息，收集电流、电压和频率，电气装置和系统的磁路密度。特别是，由于系统和设备状态信号的不同特点，使用了不同的信号收集方法。为满足故障诊断方面的特殊需要，使用了各种特殊的信号选择技术。数据传输信号的处理系统通常距离监测相对较远所以数据在传输的过程中容易受到干扰并且受到环境因素的影响较大需要先行对数据的值进行模数转换和预处理,以及压缩打包处理.再经由通信的线路传输到了处理控制的中心。数据处理工控手段的数据处理的中心,在受到通信路径传输来的状态量的具体数据以后.根据不同的数学处理方法对状态量的数据进行处理。在数据处理的过程中数字化的信息技术以及智能技术二者都应用到电力设备、系统监测系统进行数据处理能够使电力设备的状态监测变的更加真实、准确。

3、状态监测的发展方向。随着状态监测技术的发展,将有越来越多的设备和系统将要纳入这项技术的范畴保证更多设备系统安全、稳定的运行。而传感器的技术发展和计算机不断的更新换代带来的技术发展，不断深度带动着监测技术的发展状态监测能够监测到的状态将会越来越多设备能够允许进行处理的数据量也将增加。数据量的增加常规的数据进行处理的方式将会遇到攻克的必要智能状态的监测系统的进一步研究和应用是必要的特别是在知识系统一、神经网络技术一、模糊逻辑等领域的应用。另外设备系统的标准化的问题也应该能够得到重视为了加速状态监测系统的稳步发展应该尽早的制定相关的状态监测技术标准规范设备、系统的设计、安装、运行、调试 以及维护。

二、在线状态监测系统

1、状态监测概念和任务。虽然故障预测、故障诊断和状态控制有相似之处。故障诊断是根据已经发生的故障进行的。重要的是要诊断这些缺陷。首先要弄清故障的性质，然后正确确定位置，然后分析故障程度，最后做出诊断。状态控制包括：建立历史性的设备操作档案，为设备的运行收集信息和数据。确定设备状态是否异常或正常，应根据故障的特性或症状、历史档案和运行状况确定故障的程度和性质。设备状态的评估和分类一旦确定了某一标准就可以为修理状态奠定基础。在监测和评估状况时，应考虑到对设备异常状况的预测以及对今后可能发生的变化的评估。同时，必须创造更有利的环境，以达到最高的评价水平。

2、关键的状态监测技术。（1）信号收集和供电网络控制系统。其主要功能是对设备进行连续检查。这是一个系统根据设备的使用情况预测设备的趋势。通常我们很了解设备的工作情况，因此首先需要了解设备的电压、频率和部分放电情况。根据该法，雇员可以更准确地确定设备是否处于正常工作状态或是否有任何异常情况，要确定一个对象的损坏状态。根据设备状态信号的不同特性，采用不同的信号收集方法。最常见的取样方法是：每次收集到足够的数据时，必须采集一个取样器。然后处理所需长度信号样本。取样应按照前一个周期进行。程序可以自动从设备产生的故障意外信号中选择。具体的取样方法除其他外包括快速跟踪、最高采样率等。由于电气设备和任务的不同要求，监测方法各不相同。（2）数据传送。在传输过程中，由于信号处理系统与控制设备的距离，数据很容易受到干扰和损失，环境的外部因素更容易受到影响。首先，数据转换为A/D格式，预处理后，将其包装成压缩的数据包，并传送到处理中心。光纤通信的数字信号能更好地保证信号的质量，因为它能抑制干扰，因此，功率场广泛用于通信设备。（3）数据处理。数据处理中心通过通信渠道接收状态数据包，然后迅速通过各种数学方法解压和处理这些数据。利用相关分析、数据处理、小波分析、人工智能等，在两个信号之间的相关时间字段中寻找另一个信号。广泛应用数字信息技术，此外，在在线电气设施监测系统中使用实时和精确的数据处理技术也很重要。

3、故障排除。（1）选择故障信号参数。从复杂信号中获取有用信息是信号处理技术必须完成的工作。当设备提供更准确的信息时，设备对诊断更加敏感。故障不仅可能是由故障状态造成的，而且可能是由反映相同故障的各种故障迹象造成的。因此，选择如何处理故障迹象是我们必须解决的困难之一。在发现电力设备故障和正常运行状态时，可能会出现诊断错误或故障。错误。正常状态和不正常状态参数的交叉部分可能导致错误的结论，也就是说，正常状态参数的交叉部分可能导致错误的结论。因此，必须选择典型的有效故障参数。（2）排除故障。由于电气设备故障种类繁多，同样的故障可能在不同的故障模式中表现出来；多传感器技术可以利用多个传感器对同一物体进行多方面和多边形的观测。然后选择在同一故障的多个特性的高灵敏度状态信息，以反映故障。因此，故障诊断可确保故障诊断尽可能完整。通过多个传感器收集的数据可以在某些条件下通过信息一体化技术加以分析和处理。虽然对同一设备的故障可能有不同的反应，但在不同的功能空间之间有一定的联系。选择共同点，删除不同的点，然后使用集成技术进行分析，为了提高电气设备故障状态检查和诊断的精度。然而，由于综合信息的基础还没有改进，需要进行进一步的研究以改进这一基础。基于空间向量的故障诊断方法可以通过实时检查错误来改变。这一方法主要用于诊断具有缓慢变化和不确定性的复杂物体的故障。如果由于缺乏关于网上观测的信息和电气设备固有的特点而出现不确定性，使用最大服从性原则在模糊理论中，必须将状态信号与数学模糊法结合起来，以确定故障类型。除了上述方法外，还可以将人工智能、神经网络和其他方法结合起来。诊断问题。（3）信息技术和故障诊断技术。故障诊断分析是对电气设备故障的物理、化学和因果过程的分析。通过综合状态特征和减少多个装置，并使用模糊的识别和专家系统正确地确定故障特性参数，最终找出原因，故障的位置和性质，以正确确定故障特性参数。使用诊断信息传输设备，诊断电气设备故障，倾向于数字化，网络设计，在必要时，可以进行远程诊断，以更好地完成设备的状况检查，并确保远程传输诊断故障信息。至于技术设备，我们还可以使用新设备，即虚拟诊断仪。一些诊断系统在客户端有报警系统。该装置可以充分利用互联网技术转让功能成功地下载数据，从而使所收集的信号产生实时效果。

三、国内外设备状态监测发展状况

发达国家，如美国，自上个世纪80年代以来，对能源系统各领域的设备状况进行了各种研究和应用监测10余年。与我国相比，具有两个主要特点：（1）已经能够生产出各种质量传感器和稳定工作传感器。（2）一般而言，使用状况监测是经济上可行的。国外传感器产品的性能和可靠性达到了高水平的产品控制水平，逐渐涵盖了各种物理量，包括温度、压力等。振动和绝缘状态，以及变压器、断路器和发电机等基本设备。在国外传感器技术的总体发展可以观察到近年来该国一些发电厂和变电站进口传感器的情况。例如，变电站监测系统包括对变压器油气和水的分析，监测上部油温和电压调节开关的作用，并观察套管绝缘的实际尺寸；密度为SF6、断路器电流和避雷针漏泄电流。主要在北美和欧洲更广泛地使用状况监测，美国电力学院高度重视对现场技术人员进行监测和维修方面的技术培训和维护。

近年来，我国一些大型发电厂安装了一套先进的传感器装置，并通过计算机网络建立了一个状况监测系统。它已经达到了先进水平。这些完整的软件系统是由中国专家开发的。国内生产和使用的状态监测传感器设备仍然落后于国外先进水平。一方面，许多发电厂和变电站的状况尚未得到控制，另一方面，一些发电厂的状况监测系统也没有达到要求。在“软性”环境和管理系统方面的发展。这主要表现在两个方面：（1）许多领域的监测尚未成为必要的组成部分。由于没有进行状况监测，旧系统在过去仍然存在，设备的操作和管理与服务无关，因此没有必要监测设备的状况，现有的状况监测工具没有发挥应有的作用。（2）安装状态控制系统的现场技术人员缺乏处理和分析状态监测数据的能力分析和使用数据。进口和国内设备的监测系统需要人工数据分析，外地技术人员的培训和维修也没有提供。为了在我国引进状况监测技术，除了国内生产传感器设备的生产和管理改革之外，必须解决外地技术人员的培训和维护问题。

状态控制是技术支持从传统的控制到大修。状态控制和故障诊断概念之间存在差异，和状态检查是更好地管理和修理电力系统的设备。主要的状态监测方法是传感器、计算机网络和数据分析。目前，国内变电站和发电厂具备采用状况监测技术的先决条件。由于采用和实施了实地监测方法信息量逐渐增加。

参考文献

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