電力設備故障診斷系統及應用

摘 要：電力設備運行狀態對于整個電力系統的安全、可靠運行有著重要影響，而電力設備長時間運行過程中容易出現各種故障，造成嚴重的供電事故。通過運用科學合理的故障診斷方法，準確判斷電力設備故障情況，為維護檢修提供重要參考，并且加大對電力設備故障診斷系統的應用研究，降低電力設備故障發生率。文章分析了電力設備的狀態監測技術，闡述了電力設備故障診斷系統應用，以供參考。

關鍵詞：電力設備；故障診斷系統；應用

近年來，我國電力系統快速發展，各種新型電力設備越來越多，這對于電力設備的故障診斷和維護提出了更高的要求。為了確保電力系統的穩定、經濟、安全運行，應做好電力設備的故障診斷，通過運用簡單的診斷技術和診斷方法，提高電力設備故障診斷準確率，加強電力設備狀態監測，及時發現電力設備故障隱患，保障電力設備的安全性。

1 電力設備的狀態監測技術

當前，電力設備故障監測和檢修缺少合理、科學、明確的規范要求，這主要是由于各個地區存在較大的電氣差別，根據電力設備運行狀態，采用科學合理的故障狀態檢修方法，但是電力設備故障監測和檢修主要依賴長期積累的實踐經驗，存在較大的主觀性和隨意性，但是實效性、規范性、客觀性和科學性不足，而且電力設備故障監測和檢修手段比較滯后。所以電力設備運行過程中，應做好狀態監測，詳細記錄電力設備運行狀態，做好評估和分類，為故障診斷和維修提供重要參考意見。電力設備狀態監測包括以下內容：其一，為電力設備運行積累數據和資料，構建電力設備運行檔案；其二，科學判斷電力設備的運行狀態，分析其處于異常或者正常狀態，結合電力設備的故障征兆或者特征、運行狀態等級、歷史檔案等，判斷電力設備的故障程度和性質；其三，科學評估電力設備運行狀態，合理分類，形成一定標準后，為電力設備狀態檢修提供重要參考依據，對電力設備故障或者異常狀態進行有效估計，全面預測電力設備未來變化狀態。對于電力設備的運行狀態監測，要采取有效的方法和技術。

1.1 信號采集

結合當前我國電力系統建設發展現狀，通過電力設備在線監測系統，持續檢查和分析電力設備運行狀態，利用各種運行狀態量，分析電力設備運行狀態，全面采集電力設備狀態信息，包括磁力線密度、局部放電量、頻率、電力、電壓等信號，結合電力設備的各種狀態量，采用合適的信號采集方法：其一，定時采樣，按照電力系統運行狀態，做好電力設備的定時采樣；其二，一次性采樣，每次采集一次合適長度的數據處理信號樣本；其三，根據電力設備故障突變信號，實現自動化的信息采樣；其四，結合電力設備故障診斷要求，采用峰值采樣、轉速跟蹤采樣等特殊方式。結合電力設備運行狀態，采用合適的狀態監測方法，對于斷路器，采用振動監測法、跳閘輪廓法等，采集斷路器運行狀態信息；對于交流旋轉電機，通過小波分析、神經網絡等方法監測點擊運行狀態；電力系統變壓器運行過程中其內部會發生絕緣老化，導致變壓器發生運行故障，結合變壓器的電氣特性和機械性能，采用電壓恢復法、極化波譜、振動分析、油氣分析、局部放電等方法，全面監測變壓器的運行狀態。

1.2 數據傳送

通常情況下，電力設備距離信號處理系統比較遠，在傳輸數據過程中很容易發生相移，產生損失和受到干擾，對數據進行預處理和模數轉換，然后進行壓縮打包，通過通信路徑將電力設備狀態數據傳輸到控制處理中心，確保電力設備信號質量。

1.3 數據處理

通過不同方法對電力設備狀態數據進行解包處理，例如，利用人工智能、小波分析，在時域利用不同信號的相關性，分析和處理另一個信號數據。把電力設備運行信號進行頻譜分析轉換為不同頻域的頻率信號。

2 電力設備故障診斷系統應用

2.1 采集故障信號

從復雜錯綜的電力設備故障信號中提取有用信號，做好電力設備故障信號處理，通過采集精細的設備運行信息，準確地進行電力設備故障診斷。電力設備的一種故障可能反映出多種故障特征量，若故障特征量選取不合理，在診斷電力設備故障狀態過程中會產生漏診或者誤診，不利于電力設備故障的正確判斷，因此在針對電力設備故障，應選擇合適的特征參量。

2.2 故障診斷

電力系統中包含各種類型的電力設備，其故障類型也比較多，對于電力設備故障，應采用有效的診斷方法：其一，結合電力設備的固有特性，按照最大隸屬度模糊理論原則，在線監測電力設備的狀態信息量，科學判斷電力設備故障類型，結合模糊數學方法，解決電力設備故障的模糊性、隨機性問題；其二，基于電力設備特征空間矢量，采集故障特征量，實時修正電力設備故障誤差，其對于診斷不確定、慢時變性電力設備故障準確率較高，在實際應用中這種診斷技術具有較強的自適應能力，將電力設備故障征兆矢量作為故障診斷先驗征兆矢量，結合自適應算法對電力設備故障特征矢量進行有效修正，若電力設備故障征兆矢量比較模糊或者不確定時，可以通過人工方式科學分析和判斷電力設備故障；其三，根據不同的電力設備故障情況，采用信息融合技術、多傳感技術等科學診斷電力設備故障。信息融合技術主要是在相關要求和規范下科學分析和處理多傳感器數據，一般情況下電力設備不同故障之間有某種特殊聯系，尋找故障共同點，通過融合技術科學分析電力設備故障，提高電力設備故障診斷和狀態監測水平；多傳感技術主要是運用多個傳感器對同一個電力設備進行觀測，結合電力設備故障特征，選擇高靈敏度的設備信息量，科學診斷電力設備運行故障，提高故障診斷的準確性。

2.3 故障診斷信息和分析技術

近年來，我國科學技術快速發展，對于電力設備故障情況，在診斷故障過程中運用信息技術，推動電力設備故障診斷的網絡化、數字化、信息化、電子化發展，通過局域網在一定范圍實現電力設備故障的準確診斷和信息便捷、迅速的傳輸，尤其是在電力設備故障診斷和分析過程中連接互聯網，可以突破空間、地理環境的限制，實現電力設備故障的遠程診斷和信息異地傳輸，及大地提高電力設備故障診斷的便捷性和準確性，并且保持實時的電力設備故障信息傳遞處理。另外，電力設備運行狀態受到多種因素的影響，所以在現代化科學技術背景下，電力設備故障維修應積極采用合理的科學技術，根據電力系統中電力設備的運行狀態，合理調整電力供求關系，提高電力設備故障診斷的準確性。同時，對于電力設備故障，全面分析電力設備故障發生的因果關系、化學過程和物理過程，全面整理和歸納電力設備的故障特征量，采用有效方法進行簡化，結合利用數理識別、神經網絡識別、專家系統識別、模糊識別等技術，有效識別電力設備故障特征參數，準確確定電力設備故障發生部位、故障程度、故障類型、故障性質和故障發生原因。

3 結束語

近年來，我國電網建設不斷加快，電力設備在運行過程中不可避免會發生故障，結合電力設備故障情況，做好電力設備故障運行監測，通過合理的技術或者方法，科學診斷電力設備故障情況，提高電力設備故障監測和診斷的準確性和科學性。

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