电力系统设备状态监测与故障诊断技术解析

电力系统设备状态监测与故障诊断技术解析

许蒙翟家辉李健张振

（国网安徽省电力公司萧县供电公司安徽萧县235200）

摘要：进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的背景下，我国电力事业发展迅速。对于电力系统来说，要想使自身运行的可靠性及安全性得到有效保障，便有必要针对电力系统设备加强状态监测，并诊断可能潜在的故障问题，实施行之有效的故障诊断技术。本课题在对电力系统设备状态监测与故障诊断技术基础概念进行分析的基础上，进一步对电力系统设备状态监测方法及相关故障诊断技术的实施进行探究，希望以此为电力系统运行可靠性及安全性的提升提供一些具有价值的参考建议。

关键词：电力系统设备；状态监测；故障诊断技术

电力系统设备在整体电力系统中起到了至关重要的作用，要想使电力系统运行的可靠性及安全性得到有效提升，便需要保障电力系统设备的性能及质量。但是，在实际应用过程中，电力系统设备可能会出现故障问题。因此，便有必要对电力系统设备的状态加强监测，并采取行之有效的故障诊断技术[1]。总之，从电力系统运行可靠性及安全性的提升角度考虑，本课题针对“电力系统设备状态监测与故障诊断技术”进行分析与探究具备一定的价值意义。

一、电力系统设备状态监测与故障诊断技术基础概念分析

首先，需认识到的是，对于电力系统设备状态监测来说，指的是根据电力设备的运行状态，进一步做好相应的记录及分类工作，然后结合相关记录，进行状态评估，并提供准确、可靠的信息数据[2]。其次，对于电力系统设备故障诊断来说，需将故障发生的特征信息作为基础，针对现已出现的故障采取有效定位，并对故障情况进行准确判定。结合电力系统设备状态监测与故障诊断的基础概念，可将这两方面的工作总结为：（1）信息检出单元，把电力设备的物理量向适宜的电信号转换；（2）数据收集单元，处理由传感器传输过来的数据，进一步完成采集数据的记录；（3）信息传输单元，针对所收集的数据信息，完成相应的传输；（4）数据处理单元，针对传输的数据信息进行分析、计算，使后续故障诊断具备真实、可靠的数据信息作为支撑；（5）诊断单元，针对处理后的数据信息加以整合，然后进行相应的记录，进一步判断故障问题，为后续故障的解决奠定有效基础。

二、电力系统设备状态监测分析

在上述分析过程中，对电力系统设备状态监测的内容有了初步的了解。结合电力系统设备状态监测实际工作，需从以下方面做好：

（一）做好信号采集环节的工作

对于电力设备在线监测系统来说，指的是基于电力设备运行期间，采取持续不断的监测诊断措施，然后对设备运行的状态及时、有效地判断出来。通常情况下，可以分析设备运行状态量，进一步明确设备的运行状态[3]。而从整体电力系统设备状态监测来看，信号采集是非常关键的一个环节，在这个环节需做好的工作包括：其一，做好定时采样工作，即以电力设备的运转周期为依据，完成相应的采样工作。其二，以故障诊断的特殊性为依据，进行相应的跟踪采样工作；其三，进行一次性采样，即以实际需求，每次进行一个足够的信息数据的采集。

（二）做好数据传送环节的工作

数据传送是电力系统设备状态监测过程中非常重要的一个环节，因此需要做好这个环节的数据传送工作。在此环节工作开展过程中，可以对通信设备当中的光纤传输数字信号加以利用，使数据传输期间遭遇干扰的问题得到有效解决，进一步确保传输信号的质量。

（三）加强对数据的处理

将相关信息数据接收完毕之后，数据处理中心需采取不同的数学方法进行分析处理，比如可以采取频谱分析方法，把时域连续时间信号转换为频域不同的频率信号，然后进行相应的分析处理。又比如：小波分析与神经网络分析，均可以应用到数据信息的分析处理过程中[4]。此外，值得注意的是，针对电力系统设备当中存在的数据问题，可采取智能分析技术与数字信息技术，在技术有机融合的基础上，使数据处理的准确性得到有效提高。

三、相关故障诊断技术的实施探究

在电力系统设备故障诊断过程中，技术的实施需要具备针对性，这样才能够使故障诊断的效果得到有效增强。总结起来，电力系统设备故障诊断技术体现以下方面:

（一）针对发电机的故障诊断

电力系统中，发电机是非常重要的设备之一，针对发电机进行故障诊断，其目的是确保通过发电机故障的诊断，进一步实现有计划的维修，从而使电力系统在整体损失上能够有效控制，进而避免风险事故的发生。从现状来看，在发电机故障诊断过程中，会采用到发电机光纤测漏仪与发电机状态监视器等，在仪器辅助应用的条件下，对发电机运行进行实时跟踪，进而判断是否存在故障。

（二）针对变压器的故障诊断

在电力系统不同的条件，通常所应用的变压器也有所不停。从现状来看，我国电力工业主要采取的是充油式变压器；在特殊工作环境当中，则会应用到干式变压器或者六氟化硫变压器等。在电力系统变压器状态监测过程中，局部放电监测及超声定位技术的应用较多。而针对变压器的高压套管，在故障分析过程中，则一般会应用到数字化在线测量技术。此外，值得注意的是，加强对变压器油温、冷却泵相关参数以及风扇运行情况的监测非常关键，通过这些指标参数的监测，进一步对变压器进行故障分析，从而为故障分查找、排除奠定有效基础，最终促进电力系统运行可靠性及安全性的提升。

（三）红外线诊断技术的应用

对于红外线诊断技术来说，属于一项综合性技术，融合了计算机技术、图像处理技术以及光电成像技术等，对物体发射出来的红外线进行接收，使其基于计算机上将热成像图呈现出来，进一步对物体表面的温度变化进行分析及判断[5]。在电力系统设备监测及故障诊断过程中，合理科学地应用红外线诊断技术，能够体现快速、直观以及监测诊断精准等优势。总之，红外线诊断技术的应用值得借鉴，在发挥高效的监测及诊断效果的基础上，还能够提升经济效益，使设备维修的成本得到有效控制。

（四）故障监测特征信号的合理选择

一般情况下，对于某一类电力系统设备故障，可以由诸多故障的特征量反映出来，并且由一个故障特征量可产生多种故障的状态。在电力系统设备故障诊断过程中，故障特征信号的选取非常重要，同时其选取也存在一定的难度。有时，可能会受到故障特征信号选择不恰当的影响，使故障诊断工作难以正常、有序地进行。所以，需合理选择故障监测特征信号，注重具有代表性及有效性的故障特征参量的选择，从而使电力系统设备故障诊断效果得到有效增强。

四、结语

通过本课题的探究，认识到做好电力系统设备状态监测及故障诊断方面的工作非常重要，一方面，在电力系统设备状态监测过程中，需做好信号采集、数据传送、数据处理等环节的工作；另一方面，需加强对电力系统中发电机、变压器的故障诊断，并掌握红外线诊断技术，合理选择故障监测特征信号等。相信从以上方面加以完善，电力系统设备状态监测及故障诊断工作的效率及质量将能够得到有效提高，进一步为电力系统运行可靠性及安全性的提升奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]米瑞丰.电力系统设备状态监测与故障诊断[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012,08:300-301.

[2]李鑫.电力设备状态监测和故障诊断技术趋势探究[J].现代经济信息,2015,21:352.

[3]肖时雨.电力设备状态监测及故障诊断技术的应用[J].电工文摘,2015,05:34-36.

[4]彭兵,程建,李友平,付海涛,司汉松.长江电力水力发电设备远程状态监测与故障诊断系统设计与应用[J].水电厂自动化,2013,01:33-36.

[5]刘志华,吴韬,曹瑞明.基于DataSocket技术的设备状态监测与故障诊断系统[J].微型机与应用,2015,24:84-87.