電力系統設備狀態監測與故障診斷技術分析

張積英 張先德 曾波 黃其軍 于建軍

【摘 要】在近年來的發展中，針對電力系統設備進行狀態監測，以此采取有效的故障診斷技術是電力企業發展的工作重點。隨著相關技術的不斷研發與創新。社會經濟發展下，電力系統對經濟的促進等多方面生產活動具有重要影響，需要更好的促進技術應用。為此，本文針對電力系統設備在狀態監測與故障診斷技術實施中的內容展開分析，為電力系統的穩定運行，提出有效解決措施，改善工作效果。

【關鍵詞】電力系統；設備運行；狀態監測；故障診斷；技術分析

電氣設備作為社會發展下電力企業工作系統的關鍵構成，在實際運行中會有較多故障的發生，受多種因素干擾，需要加強對其有效監測，確保狀態運行的穩定性，同時對所存在的故障進行診斷一次，采取更為有效的解決措施，避免造成經濟損失。

一、狀態監測和故障診斷技術

（一）狀態監測與故障診斷技術

針對電力系統設備進行狀態監測中，技術的使用是與傳感器相關聯，通過相對應測量手段對策采取，獲取數據信息能夠將電力系統設備在運行中的工作狀態如實反映，使得對設備的真實運行狀態做到精準的監測，對其是否運行正常進行及時診斷。

電力系統設備在實施中對其故障的診斷是通過對狀態監測系統的使用獲取電力設備在運行中的系統狀態，包括所有運行數據與運行狀態的測量值，之后對所得數據信息經過技術方式的采取與相對應的推理方式進行判斷，最終制定一個合理的維修方案。換言之，獲取電力系統設備的特征量之后，對其展開分析，判斷運行狀態，整個過程屬于故障診斷，獲取過程是狀態監測。

（二）技術應用現狀

當前，我國在傳感器生產與狀態監測等方面的技術應用較為落后。一方面，大多數電力企業對狀態監測技術的概念沒有成形；另一方面，軟環境與管理體制方面難以保證電力企業的實際運行狀態。多種問題的存在主要產生于兩方面原因：（1）多數電力企業在認知中對狀態監測技術的重視度較低。沒有相關檢修技術的支撐，技術在使用中較為老舊，設備工作時的狀態與檢修難以匹配，由此可知，沒有對狀態監測剛需形成滿足，現有狀態在監測裝置的使用中難以充分體現價值。（2）還有部分電力企業雖然開始使用狀態監測系統，但受人工技術經驗不足，數據處理能力較低等造成技術資源的浪費。造成操作處理不得當，對技術人員的相關培訓力度較小。

二、狀態監測的關鍵技術

（一）信號采集

電力系統設備造進行監測工作時實施中，在線監測是以對診斷設備的所有信息獲取作為第一環節，之后當電力設備信號獲取之后，根據表征設備的狀態量中不同的特性與不同信號相結合采取不同的方式監測。一次性采樣是當前常用的方式，每次采集的信號樣本保證足夠數據處理的需求長度，根據規定時間實施采樣；之后對出現的故障隨機信號采樣；根據故障診斷采取一些特殊的方法，例如：轉速跟蹤、峰值采樣等。

不同的設備與任務需求下所使用的狀態監測方法有所不同。變壓器一旦出現故障，通常是因為絕緣材料出現老化所引起，需要與變壓器自身的機械特性結合，根據運行中的電氣特性與實時狀態的監測數據，通常所采用的方法主要是局部放電、油中氣體分析等。

（二）數據傳輸

通常情況下，電力系統中對信號進行處理的部分與監測設備之間的距離較遠。為此，數據在傳輸過程中經常會造成數據破壞，需要及時處理數據信息。通過A/D轉換與數據預處理基礎，實現數據壓縮打包，之后將其傳輸至控制中心。

三、故障診斷的關鍵技術

（一）選取故障信號特征量

電力系統設備的運行會產生大量的數據信號，因此可龐大的數據中所有可以利用的信息加以提煉，最終形成信號處理任務，是技術實施的基礎。電力設備在運行中能夠提供更加準確的數據信息，則相對應設備在故障診斷過程中的靈敏度會更高。故障特征量通常并非是單一種故障狀態所導致，一般情況下，大多數的故障特征量所象征的是一樣的故障內容。為此，在故障診斷技術的應用中，核心頒發是對故障特征量的正確選擇。特征量在選擇中出現錯誤，則會造成對電力系統設備運行狀態的誤判，難以保證其狀態屬于故障或正常。正常的運行狀態與故障狀態在特征參量顯示中有部分相同，會造成判斷失誤，則故障特征量本身模糊性十分明顯，需要保證方法使用的正確。

（二）故障診斷

電力設備在運行中所發生的故障類別較多，且相同的事故同樣會由多種故障狀態所表現，以下是對多種診斷方法的使用介紹：（1）一種故障所呈現出的故障表象會由多種組成，需要通過多傳感技術都使用，與信息融合技術結合對其進行診斷。針對同一對象，通過不同多方面與角度采取不同傳感器實施處理，之后針對同樣故障所表現出的不同特征通過靈敏度較高的狀態對其信息量進行選擇，該診斷方法在使用中能夠確保診斷效果整體性。（2）特征空間矢量的故障診斷方法在使用中需要對故障之間的誤差數據進行分析，之后逐漸修正，對象會有不確定性。

（三）信息技術和故障診斷分析技術

故障診斷所實施的分析技術在使用中主要是對電力系統設備在發生故障之后，對其實際的發生過程，發生源頭進行分析。首先，將總結歸納故障出現的設備在運行中的狀態特征量，同時對降維等數據信息進行整理，之后通過模糊識別技術與專家系統結合，多種識別技術的綜合使用對故障特征參數進行精準判斷，最終故障的發生原因與性質被明確判斷。通過故障診斷技術中的分析方式，能夠更好的對電力系統設備在運行中的狀態進行監測，有助于故障診斷實現異地處理方式，同時通過更先進設備的使用，可以與虛擬診斷等技術儀器結合保證數據信息的實時上傳。

結束語

綜上所述，在當前的發展下為促進電力系統設備的更好運行，在電力企業發展中針對狀態監測技術的實施，需要與時俱進，不斷創新工作內容，同時加大對診斷技術數據處理能力的提升，通過對多種故障的有效監測，確保電力系統的穩定運行，為電力企業經濟效益的提升提供充足保障。

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（作者單位：1.華北油田管理局有限公司電力分公司配網工區；

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