電力系統設備狀態監測與故障診斷技術分析

殷勝明

（湖北工業大學，湖北 武漢 430068）

電力系統設備的狀態監測與故障診斷是近幾年才逐漸發展起來的一項技術，這項技術在為我國的電力系統安全順利運行，以及社會經濟穩定快速發展提供了有利的保證。電力設備故障監測診斷由傳統的以時間作為基準的形式轉化為目前以狀態作為其基準方式，轉變的內容主要是包括狀態監測與故障診斷。電力系統的狀態監測主要是通過對故障特征信號進行分析，并在此基礎上對其進行檢修；而故障診斷則是分析和處理已經收集到的檢測信息。目前，在我國，電力系統設備狀態監測與故障診斷技術已經有了十幾年的發展史，而且一些廠家可以自主進行各種檢測裝置的生產。但是，目前在國內對于電力系統設備監測與故障分析診斷的應用還沒有完全普及，而且還存在著很多的問題。本文將從電力系統設備狀態監測與故障診斷技術概念開始，對目前我國電力系統狀態監測以及故障診斷技術的重要性以及常用的故障診斷方法進行了論述。

1 電力系統設備狀態監測與故障診斷技術的概念

電力系統設備狀態監測是指根據對電力設備的運行狀態對其進行記錄并分類，并根據記錄對其進行評估，為了對其維修提供可靠的數據保證。而電力系統設備的故障診斷是指依據故障發生的特征信息，對已經發生的故障進行精準的定位以及對故障的程度進行適當的判斷。根據狀態監測與故障診斷技術的概念，可以把監測與診斷系統概況為以下幾個部分：首先，信息檢出單元；其作用是將電力設備的物理量轉化為合適的電信號。第二，數據收集單元；對傳感器傳輸的數據進行處理，主要是采集數據記錄。第三，信息傳輸單元；將收集到的數據和信息進行傳輸。第四，處理數據的單元；對收集的數據和信息進行適當的分析計算，為故障的診斷提供有效的數據信息。第五，診斷單元；對已經處理過的數據進行整合分析，并記錄，對以后的電力系統設備狀態以及故障部位做出正確的判斷，為下一步的工作提供數據。

2 在線狀態監測系統

2.1 信號采集

所謂的電力設備在線監測系統是在電力設備的使用過程中，對其進行連續不斷的監測和診斷，并及時的分析和判斷設備的運轉狀態，并在其基礎對設備的運轉狀態進行科學的預測。設備的運行狀態可以通過對設備的運行狀態量的分析而獲得，目前獲得電力系統設備的信息的方法主要包括：第一，定時采樣，根據電力設備的運轉周期進行采樣；第二，根據故障診斷的特殊性對其進行跟蹤采樣；第三，一次性采樣，根據實際需求每次只采集一個足夠的信息數據；第四，利用發生隨機故障時的信號突變自動采樣。

2.2 數據傳送

目前，我國的電力系統已經開始廣泛的使用通信設備，這主要是因為利用通信設備中的光纖傳輸數字信號可以避免數據傳輸過程中受到的干擾，以及能夠保持相移的一致，從而保證信號的質量。

2.3 數據處理

數據處理中心在接收到信息數據后，主要是通過不同的數學方法對其進行分析處理，例如在進行頻譜分析時，可以將時域連續時間信號轉變為頻域不同頻率信號進行分析；除此之外，常用的數據分析還包括：神經網絡、小波分析等。在實際的數據處理過程中，通常使用數字信息技術和智能技術結合來處理電力系統設備中涉及的數據問題，使得數據處理更加準確。

3 狀態監測與故障診斷技術的方法

3.1 發電機的狀態監測與故障診斷技術

對發電機的狀態監測和故障診斷，其主要的目的是為了能夠在故障發生的最初監測到是否是由于發電機的故障而引起的，做到有計劃的進行維修，減少不必要的損失以及避免事故發生。目前，在我國采用的發電機監測以及故障分析主要是通過發電機光纖測漏儀、發電機狀態監視器等進行設備狀態以及故障的跟蹤分析。

3.2 變壓器的狀態監測與故障診斷技術

不同的電力系統采用的變壓器可能會有所差異，但是目前我國的電力工業主要使用的是充油式變壓器，而在某些特定的工作環境中也會使用干式變壓器或六氟化硫變壓器。當前，在我國對于變壓器的監測最常使用的是局部放電監測、超聲定位技術及紅外技術等。在實際中通常使用介質損耗因數的數字化在線測量技術對變壓器的高壓套管進行故障分析。除此之外，還需要對變壓器的油溫、線匝繞組溫度以及冷卻泵、風扇運行等參數進行有效的監測。及時的找出變壓器出現的故障，避免事故的發生。

3.3 紅外診斷技術

紅外診斷技術是一項綜合性很強的新型技術，主要是綜合了光電成像技術、計算機以及圖像處理技術的技術。通過接受物體發出的紅外線，使其在計算機上呈現出熱成像圖，來分析判斷物體表面的溫度變化。利用該技術對電力系統設備進行監測以及故障分析以及診斷，存在著精準、快速和直觀等特點。這對于有效地提高經濟效益，以及降低設備的維修成本有著十分重要的意義。

4 電力系統設備狀態監測與故障診斷技術的重要性

電力系統設備狀態監測與故障診斷對于設備的正常以及穩定的運行有著極其重要的作用。對于設備狀態的檢修主要是根據在最近的運行過程中，根據其監測結果和數據來判定的。對于需要進行及時檢修的設備，要保質保量的完成，以保證其在運行過程中的安全性和可靠性。而對于不需要檢修的設備，則可以適當延長監測時間。目前，在我國的實際電力系統中存在著很多的隱患，其中作為主要的是電力設備內部存在的安全隱患，例如在設備的生產過程中，出廠時的檢驗不嚴格，設備的設計不夠合理，以及運輸過程中存在的不當操作都可能對設備造成不利的影響。這些隱患往往是很難在測試過程中發現的，在隨著設備的不斷使用過程中，這些安全隱患會慢慢的轉換為故障，導致電力系統隨時出現故障，而影響到整個電力系統的運行。所以，在目前我國存在的這種情況下，加強和合理使用電力系統設備狀態監測與故障診斷分析是十分有必要的。

綜上所述，目前我國的電力系統的監測還并未達到完善以及十分可靠的程度，還存在一些問題。而當前，我國的發電機、變壓器類電氣設備的狀態監測以及故障診斷技術，已經可以快速的反應出設備的運行狀態，并能夠處理潛在的故障，提出有效地修復措施，為我國電力系統的快速發展提供了堅實的保證。

[1]陳維榮，宋永華，孫錦鑫.電力系統設備狀態監測的概念及現狀[J].電網技術，2000，24 (11):12-17.

[2]郭永利.電氣設備狀態監測與故障診斷技術應用[J].科技向導，2012(27):198.

[3]趙秀山,談克雄.在線監測用電流傳感器的研究[J].清華大學學報(自然科學版),1998，35 (2):122-137.

[4]陳卓,劉念,薄麗雅.電力設備狀態監測與故障診斷[J].高壓電技術,2005，31(4)：46-48.

[5]周龍,文遠芳,詹瓊華.電氣設備故障特征參量有效性的模糊判據研究 [J].電網技術, 1998,22(2):51-54.