電力設備狀態監測與故障診斷

江蘇蘇源光一科技有限公司 戴成濤 張 翔 光一科技股份有限公司 張 謇

提升電力設備運行的穩定性，減少電力設備短路、斷路、線路老化等情況對用電裝置的不利影響，能夠全面提升故障監測診斷的質量。因此，工作人員需要及時、全面、宏觀的分析出故障信號的特征值，采用有效的分析措施展開現場故障分析工作，能夠在必要的信息存儲管理、監測控制、特征量提取整合和現場故障分析的過程中得到不同組件、設備的存儲情況及信號傳遞指標，提高故障診斷的有效性。

電力設備狀態監測、故障判斷的主要目的是借助動態化的評估方案及監測體系，以在線、離線雙重監測方式分析出電力設備的運行狀態。為了確保電力設備運行模式始終在一個穩定的、安全的環境，需要工作人員進行實時的狀態測試和故障診斷，得到電力設備的功能性及特征值，方便后期的維修工作的進行。

1 電力設備狀態監測與故障診斷的重要性

電力設備運行期間，可能會受到生態環境、溫度指標、機械設備功能等影響，致使電力設備內阻增大，誘發各類運行方面的故障問題。因此，為提高電力設備的功能性，應使用高質量的絕緣材料，在關鍵區域選擇合適的礦物油和絕緣紙材料，提高整體電力設備的絕緣效果。若有機合成材料出現老化時，可能會導致重要的元器件出現癱瘓，誘發大規模停電現象。

在現代化建設過程中，可以利用信息化系統在線展開用電設備的狀態、功能的測試，結合既定的標準進行自動化的故障診斷，以便在精密的電力設備故障分析的支持下得到、發現故障原因及其影響[1]。

總之，在不斷獲取真實數據的基礎上展開故障的評估測試，再結合系統監測的模式快速定位、診斷、分析出故障的位置，方便展開后期的維修工作。同時，電力設備狀態監測過程中，可依據評估標準測試用電設備的各項參數是否在允許值之內，同時在初步測試、判斷期間發現電力設備的運行故障。通過依據故障監測技術評價出故障的位置及安全隱患，在必要的評估測試、故障分析的支持下展開維修、診斷、故障分析工作，有利于在發現故障隱患的過程提出故障解決措施，可促使設備快速恢復到正常狀態。

2 電力設備狀態監測的要點

2.1 在線狀態監測

在線狀態監測過程中，可利用電子工程技術、通信技術、傳感技術展開數據的獲取、收集及監控工作，以便得到更為精準的測試數據。因此，在線監測系統運行、診斷期間，系統可根據命令展開故障分析和設備狀態監控。狀態監測和故障分析過程中，系統可在計算機技術的支持下提取重要的信息內容，利用設備功能分析和故障診斷期間得到不同電力設備的運行狀態，在數據庫的支持下展開故障分析、故障提取、故障監控工作。

值得注意的是，人工輸入過程中應設定標準的編程系統及判斷模型，人工錄入不同模塊可能會出現的故障，在信息采集期間評價出故障的特點及運行依據。

例如在感應電流、輸入電壓、重要設備局部放電量的監控中，可在周期性采樣、事前分析、故障突變信號監控、峰值評估的支持下得到狀態信息的特征值，同時在常規信號監控期間評價出數據庫與電力設備功能性方面的差異因素。例如變壓器功能測試中，可依據局部的放電輸出、振動測試的基礎上評價出神經網絡的、斷路器的功能閾值，再結合振動監測法分析出不同電力設備的運行狀態[2]。具體監測步驟如下：

第一，統籌所涉及的監測數據，利用既定的評估系統分析出電力設備的功能值，可在系統、全面的檢測過程中高效化處理現有的數據信息，以便處理、整合不同端口的檢測信息。

第二，單純信號檢測中，需要服務端口自行建立動態化的數據庫，在及時更新數據庫內信息的基礎上，運用有效的電子儀器進行采樣作業，可得到電力設備的運行參數、參數異常指標及其特征值。

第三，數據傳輸期間，通信系統可在消除數據傳輸干擾、信號損失情況的過程中消除監測期間信號干擾的不利影響。因此應當設立模數轉換的模式，在探討預處理模板、壓縮需求、通信路徑傳輸特征值的過程中處理好不同端口的傳輸數據及數據包功能指標，以便在協調就數據包信號、時間數據基礎上協調好不同端口的頻率、信號值及信號的波動狀態，也能在不斷優化、實時監控的過程中提高在線監測有效性。

2.2 離線狀態監測

離線狀態監測主要是在停機、停電的運行的支持下對預定的模塊展開分析、檢查工作，同時在獲取系統狀態、信號更新指標的過程中展開離線數據的監控、評估工作。

具體而言，離線狀態監測可以在以下模式中進行：在線監測期間應確定電力設備的型號、運行狀態及成本造價，探討離線監測期間不同電力設備的功能特征及移動狀態，采用便攜式設備將潛在的安全隱患進行標識，方便后期展開設備狀態的測試工作。

離線監測設備的使用相對便攜，故可使用小型電力系統展開分析監控，在短接部分線路并測試其故障的基礎上生成離線報告，方便后期快速、靈活的測試出短接部分是否存在故障。但離線監測系統的成本造價相對較高，且監測期間不需要對傳統原有電力設備進行改造，故設備對電力設備的影響相對較小[2]。

2.3 完善監測控制裝置功能

完善環電力設備監控裝置的基礎功能，特別是要提高設備本身抗干擾性能，可消除監控設備運行不穩定、阻性電流測量方面的問題。因此應全面提高設備本身的功能性，在解決設備傳感功能的基礎上科學落實故障采集、故障監測和設備運行狀態傳輸方面的功能。

具體需從兩點進行優化：在重要部位應用智能傳感器元件，可在科學的信息傳感過程中提高整體信息傳輸的質量，也能解決信息傳輸不穩定、傳輸成本過高的不利因素。在此過程中系統可搭建穩定的控制體系，通過將現有電氣器件運輸狀態上傳至監測系統當中，以期提高整體監測數據的精準度和科學性；智能信息處理優化中，監測裝置需要統籌在線和離線裝置的信息指標，在消除不穩定、不確定信息的過程中提高信息的準確度，也能方便工作人員整合穩定、可靠的數據內容。

另外，在復雜故障信息整合期間，智能化設備可在遠程端口中進行信息整合，有利于消除電力設備狀態監測的問題。總之，可運用智能化技術進行信息優化，在提取、整合、分析、反饋基礎上診斷各類電氣元件的信息指標。同時也需不斷優化信息狀態監測的功能性，在消除傳統信息監隱患、操作隱患、技術隱患的過程中提高監測數據的準確度和可靠性。

3 電力設備故障判斷的技術要點

3.1 確定故障信號特征值

利用收集的數據量展開評估測試，在分析數據處理要點、數據處理基礎上及時轉換需要處理、傳輸的特征值信號，可進一步提升電力系統運行的有效性。在此過程中，電力設備可能會出現源于絕緣系統、傳感系統方面的故障，故需要利用信息化系統及時監控、評價出不同區域故障的分析、檢測及診斷方式，可在評價出設備狀態功能的基礎上提高故障特征診斷的質量。

另外，在實際故障診斷期間，系統可以結合相關標準分析出不同端口、設備的故障問題，利用正確的評估思路以及特征值評估出故障特征是否存在表達錯誤，在遠程監控中標識出已存在的不合理、不科學問題，方便進行后續的診斷、處理過程。總之，在特征值選取、評估、測試過程中，應事先確定故障值信號，將已經輸入的故障特征作為數據基礎，以便在對比分析、測試校對的過程中進行后續的篩檢工作，將會更有利于進一步提升數據監測結果的合理性。

3.2 故障診斷及優化

電力設備故障診斷極為重要，特別是不同電氣元件的運行、功能性、作用存在一定差別，故需利用以下方式進行診斷。

第一，利用信息化技術監測電力設備的診斷及傳感功能值，在多角度監控、診斷、評估期間測試出不同電氣元件可能出現的故障，在快速診斷期間解決故障對整體帶電線路的不利影響。在此過程中應選取靈敏度較好的診斷系統，在既定的評估測試模式、信息融合處理的過程中，將現有帶電裝置的信息錄入至控制系統中，以便在對比、監控、數據融合處理期間展開系統診斷處理。同時，在傳感器使用期間可評估出電力設備的狀態及故障，在信息化技術的支持下展開故障的分析工作，提升故障測試的有效性[3]。

第二，空間矢量法應用期間，可結合矢量元素的特征值、標準數據進行誤差判斷，同時在修正、適應、協調的過程中診斷已存在的故障信息，在必要的分析校對、信息錄入、信息獲取的過程中對現有的特征值進行比較，最后在計算修正的支持下提高故障診斷的有效性。

第三，故障在線評估期間，也需要分析出電氣元件使用期間的安全隱患因素，包括降水、災害性氣象、工人作業情況、線路故障等要點，在實際評估、模擬分析的過程中展開故障的篩檢及評估[3]。同時可以利用模糊性的分析記錄隨機性評估故障產生原因，同時在編程邏輯的測試、運算、校對的過程中得到模擬數學變量指標，確定出故障的特征影響，有利于提高故障的診斷效率。當得到具體的故障后，系統也可利用傳感器進行數據反饋，方便在大數據的運算統籌中得到不同用電設備的狀態值及故障值。

3.3 故障分析技術

電力設備運行期間難免會受到環境、生態方面的影響，致使整體運行裝置出現物理化學反應問題，所以需要利用故障分析技術全面監控各類電氣裝置的標準值與運行功能，以便在精準的監控分析中提高故障分析的有效性。

第一，故障分析前需要錄入大量電力設備的運行狀態及特征值，利用大數據技術對故障的特征進行評定與分析，比如可運用空間矢量法建立空間模型，在模擬分析、模糊化識別控制中發現不同端口的故障特征，以此評判出不同端口、不同設備的安全隱患。工作人員應運用特定的故障分析及處理方案，在總結故障根源的過程中建立科學的干預體系，從而提高設備的運行質量。

第二，建立高質量通信技術運營體系，加強分布式電力監控控制技術的應用與推廣，以便在運用智能化技術的過程中進行遠程故障把控。一旦有任何一組設備出現運行問題，分布式監測網絡即可第一時間進行問題表示，同時也能節約電纜使用、維護、養護的運營成本，以期提高整體監測結果的精準度。

第三，強調將狀態監測和智能化監測相融合，加強重要電器元件運行狀態分析、繼電器功能保護、數字化故障診斷技術的運用和控制，能夠擴展監控系統的功能性。因此，工作人員應當運用局域網、大數據、云計算技術進行故障分析、傳輸和專斷工作，重視變壓器、氣體結緣裝置功能的診斷，同時加強重要裝置的抗干擾能力和監測功能指標，如可借助故障性放電因子模型進行狀態監測，可方便工作人員在遠程端口中及時發現故障的預期出現時間，可讓工作人員在相應的控制時間內進行技術優化，以期全面提高電力系統的功能性。

4 結語

在電力設備狀態監測、故障分析校對及檢驗過程中，工作人員應當設立科學的管理、控制模式，在必要的測試、分析、校對、評估過程中比對不同元件的運行狀態，進而全面提高故障分析、故障診斷的有效性，為后期電力設備的維修提供了可靠的數據支持。