電力設備狀態監測技術的研究現狀及發展

范蓓　崔波

【摘要】? ? 在我國電力行業不斷發展的情況下，電力設備的狀態監測技術也受到了越來越多的重視，它對于我國電力行業的發展進步具有非常重要的影響，在電力系統的中的應用也越來越廣泛。但我國電力設備狀態監測技術發展起步晚，發展時間短，因此現階段我國電力設備已加不滿足社會的急速發展，電力設備狀態監測技術能夠有效提高電力電氣設備的檢修效率，從而保障電力行業的順利發展，為社會經濟的進步和人們生活水平的提高提供保障。為了適應新時代發展的趨勢，本文針對電力設備狀態監測技術進行了研究分析。從電力設備狀態監測技術的概念出發，分析了當前我國電力設備狀態監測技術的發展現狀，并針對在其發展中遇到的一系列問題，提出了對電力設備狀態監測技術未來發展方向的意見和建議。

【關鍵詞】? ? 電力行業? ? 電力設備? ? 狀態監測技術? ? 現狀? ? 發展趨勢

引言：

引改革開放以來，我國的電力行業成為了推動我國社會經濟發展的重要動力，而在電力行業中，各個發電企業如何更加科學有效地應用狀態監測技術以及不斷創新發展新的狀態監測技術已經成為了電力行業發展的重要問題。電力設備狀態監測技術對于電力行業的發展有著直接的影響，一方面，電力行業各個企業進行生產都必須使用電力電氣設備，而狀態監測技術能夠有效監測這些設備是否處于正常的運行狀態，從而保證企業生產的安全運行。對于電力行業而言，任何電力設備的故障都有可能導致大面積的停電事故，從而為社會和企業帶來巨大的經濟損失。另一方面，電力電氣設備本身就需要電力企業耗費大量的資金進行維護保障，這些設備一直都處在高強度的工作狀態中，一旦出現問題停止生產，不僅會降低企業的工作效率，而且會為企業帶來嚴重的經濟損失，進一步影響到社會的生產，降低人們的生活質量，從而阻礙電力行業的發展。

隨著科學技術的不斷發展進步，計算機技術、傳感器技術、信號處理技術以及人工智能技術的發展使得電力設備的狀態監測有了更大的進步和發展空間，也為傳統的狀態監測技術帶來了沖擊和挑戰。

本文從電力設備的狀態監測技術概念出發，針對當前狀態監測技術的發展進行了研究，探討了如何在新時代的發展趨勢下，不斷創新優化當前電力設備狀態監測技術，提高狀態監測技術的準確性、可靠性和靈敏性，為我國電力設備狀態監測技術的發展指明了方向，為電力行業的不斷發展提出了意見和建議。

一、電力設備狀態監測技術的概述

1.1概念

電力設備狀態監測技術是在電力電氣設備的運行過程中，對于設備內部進行相關的數據監測，通過對這些設備中故障特征信號或故障先兆信息的提取，對電力設備的狀態進行監測的技術。這種技術監測到設備的異常狀態能夠提醒相關的工作人員對設備中存在的故障安全隱患進行及時的排除，從而減少機器出現事故的可能性，為設備健康運轉提供保證。在電力設備的狀態監測技術中，利用了整個設備或設備的某些重要部件的壽命特征，開發應用了一些具有特殊用途的設備，并通過數據采集以及數據分析來預測設備狀態發展的趨勢。

電力設備的狀態監測技術主要是基于對于設備平時正常工作中進行維護，對于設備可能出現的故障進行預測。而傳統的電力電氣設備檢修技術是基于計劃性的檢修需要，對于整個工廠內部的電力設備進行整體檢修，這種方式與狀態監測技術相比缺乏靈活性，而且只在特定的檢修期內才能排除設備的故障，而在檢修的間隔期中，設備也有出現故障的可能，這樣的情況下傳統的電力設備檢修技術就無法保證電力設備的正常運轉。

而狀態監測技術則是在任何時候都會對電力設備進行數據上的檢測，一旦設備出現異常情況，狀態監測技術都能及時發出警報信息，提醒相關的工作人員對設備進行檢修。在這種技術的支持下，電力行業能夠有效地保證設備的正常運行，減少設備出現故障的情況，從而更好地提高檢修效率，推動電力行業的發展[1]。

1.2狀態監測系統的組成部分

電力設備的狀態監測技術要實現對電力設備的檢測和故障提醒，首先就要建立一個科學有效的監測對象物理模型，通過對物理模型的考慮，由模型分析確定出合適的特征量，從而為故障檢測和診斷提供依據。整個電力設備的狀態監測系統的主要組成部分有以下四個：

1.傳感器。通過傳感器，可以將設備中的物理量轉化為電信號，一個靈敏的傳感器能夠非常快速準確地感知到設備中的異常情況，從而以最快的速度將信息轉化為數據傳遞出去，在選擇傳感器的時候，根據電力設備狀態監測技術的及時性和準確性要求，一般用在進行在線監測的狀態監測系統中。

2.數據獲取，這主要是對于狀態監測系統中，傳感器傳遞的信息進行轉化和分析，將電信號進擴大和再處理，實現數據化的對比，將物理模型中的數據作為標準數據，通過信息處理和轉化，獲取當前電子設備中的異常數據，從而與模型進行比較。

3.故障檢測就是在傳感器傳遞電信號，并經過數據獲取進行信息的再處理后，通過狀態監測系統，與原本的物理模型提供的標準數據進行比對，在事先設定的區間范圍內，判斷設備中的數據是否符合正常標準，是否處于存在故障的異常狀態。這一步主要是對故障進行檢測，確保整個數據的準確性[2]。

4.故障判斷是狀態監測系統中最重要的一步，通過以上步驟，對于設備中的異常信號進行進一步的指示和處理。對于存在潛在故障的信號，作出維護監測的安全警告，對于已經出現嚴重故障可能會造成事故發生的異常信號，及時發出警報提醒工作人員立即處理，并通過狀態監測系統自覺對于內部的故障問題作出一定程度上的維護處理。

二、電力設備狀態監測技術的應用

2.1電力變壓器的狀態監測

在對電力變壓器進行狀態監測的時候，主要是對于電力變壓器的各個組成部件進行狀態監測，其中，有載調節其和繞組是電力變壓器最容易出現問題的兩個方面。通過狀態監測系統對于電力變壓器的有載調節器和繞組的關鍵參數進行監控，能夠有效對于其組件的老化、負載和運行狀態進行分析，并對于有載調節器在電氣故障、機械故障方面的問題進行及時的警示提醒，對于繞組的絕緣問題做好監控的工作，從而保證電力變壓器能夠正常運轉，及時對其內部的負載、運行狀態的電流、電壓進行故障監控，做好日常的維護和故障的排除。

2.2發電機的狀態監測

狀態監測技術在監控發電機的工作狀態時，一般主要是對發電機的四個組件進行監控，其中最常見的故障問題包括定子繞組故障、轉子體故障、轉子繞組故障以及定子鐵心故障，由于這四種故障出現的原因不同，涉及到的數值領域也不同，因此在采用相關的狀態監測技術時，要根據其具體的情況，選擇合適的檢測方式。比如在進行轉子體故障檢測的時候，由于其故障原因是由巨大的轉子離心力、大的負序暫態電流和轉子不同心導致的，因此在選擇監測技術的時候主要是通過氣息磁密檢測技術，而由于定子鐵心深處過熱導致的定子鐵心故障，則是采用熱檢測技術來監控的[3]。

2.3感應電動機的狀態監測

在對感應電動機進行狀態監測的過程中，主要檢測的故障問題包括定子故障、轉子故障、軸承故障、氣隙不均勻四種情況，針對這四種情況，采取的監測技術主要是振動監測和電流監測，振動檢測在實際的工作中能夠有效發現機械的故障問題，但在電流檢測在應用過程中由于電流變化小，技術水平有限往往無法達到足夠的檢測準確度。不過，隨著科學技術的進步，我們在電流監測技術上進一步完善發展，在感應電動機的狀態監測技術中創新引入了基于模型的方法和人工智能，通過大量的數據訓練使得狀態監測系統能夠及時準確地反饋設備中出現的異常情況，從而提高檢測的有效性。

2.4高壓斷路器的狀態監測

高壓斷路器對整個電力系統的安全有著至關重要的影響，主要是對其中存在的機械故障和電氣故障進行狀態監測。根據我國當前在高壓斷路器上出現的故障問題統計，發現大部分的故障問題主要還是由機械故障引起的，因此在選擇狀態監測技術的時候要更加考慮對于設備機械故障的檢測效果。

我國目前的高壓端利器的監測主要有兩個方面，一是機械壽命在線監測，另一個則是觸頭電壽命檢測，其檢測的內容包含多種多樣，切實確保了高壓斷路器的正常運行，及時對高壓斷路器中存在的故障隱患進行了處理和排除，為我國電力行業的安全生產和發展提供了保證。

三、電力設備狀態監測的發展趨勢

當前，隨著電力設備狀態監測技術在我國電力行業中的廣泛應用，我國的電力電氣設備的質量和使用壽命得到了有效的保障，但在科學技術不斷發展進步的今天，發電設備技術都在全方面的進步，因此愈發電設備關系密切的監測設備也需要隨之進步。對此下文為了提高監測質量主要對電力設備狀態監測的發展進行闡述。

1.電力設備狀態監測獲取的數據量將不斷增大，面對大量的數據必須提高狀態監測系統的數據處理能力和存儲能力，將信息技術應用到狀態監測系統中能夠有效提升其工作效率;

2.多功能、多狀態的在線監測系統將得到進一步發展;

3.人工智能在狀態監測技術中的應用能夠有效提高監測能力和維護處理的能力;

4.狀態監測技術與5G信息技術的結合能夠有效提高設備狀態的遠程診斷和網絡化跟蹤，從而建立起一個完整、職能的狀態監測系統[4]。

四、結束語

綜上所述，我國電力設備狀態監測技術的發展還需要很長一段時間，當前，電力設備狀態監測技術能夠幫助我國發電企業在生產工作中有效檢測出設備出現的故障和異常狀態，通過分析電力設備狀態監測技術監測到的異常數據，從而分析電力電氣設備的故障原因，并據此進行故障排除和問題的解決。隨著計算機技術和人工智能在電力行業的快速發展，在未來電力設備狀態監測技術中必然也會向著自動化、信息化的方向發展，因此，我們要做好技術方面的支持和準備，不斷完善當前電力設備狀態監測系統，提高相關工作人員的專業素養，從而更好地為我國電力行業的不斷發展提供保障。

參? 考? 文? 獻

[1]劉俊，張賢坤.電力系統設備狀態監測與故障診斷技術研究[J].科技與創新，2019（22）：102-103.

[2]潘睿，陳偉，梅春華，張淵淵，蔡文.新型檢測技術在電力設備狀態監測中的應用[J].自動化應用，2017（03）：85-86.

[3]李強.電力設備狀態監測和故障診斷技術發展趨勢[J].電力信息化，2019，7（02）：12-14.

[4]劉計輝.設備狀態監測和診斷技術的現狀與發展動向[J].青海電力，2019（02）：50-53.