配电设备状态监测与故障诊断系统的探讨

配电设备状态监测与故障诊断系统的探讨

刘晓清，汪伯康，陈振华

国网安庆供电公司，安徽省 安庆市 246000

摘要：随着科学技术的不断发展和进步，配电设备的可靠性越来越高。然而，随着电力工业的快速发展，配电设备在运行过程中出现了一些故障信息。本文通过研究分析配电设备运行过程中出现故障征兆及信息的特点进行分析，进而提出了一种对配电设备故障监测与故障诊断系统以及配电设备运行状态的实时监控系统及诊断系统。

关键词：供配电设备；状态监测；故障诊断

随着现代社会生产力的不断发展，用电设备和用电量都在不断增长。但同时配电设备也随着经济水平的提高而快速增长，为了保证用电量和用电质量保证生产生活正常运行，在配电设备不断壮大的同时，也需要做好全面维护和保养工作，避免出现配电设备事故隐患等现象。因此在对配电设备进行日常维护工作时，需要重视对其状态监测与故障诊断系统以及信息管理系统等方面数据的实时获取和动态管理工作，以便及时发现异常并进行相应处理，从而确保配电箱的正常运行及供电质量得到保障。

1.配电设备的基本结构

在如今的电力领域中，配电设备的种类和数量是非常多的。不同类型的配电系统对工作人员有着不同能力的要求，因此应该进行合理调整，提高设备和技术水平。目前，各个地区以及电力企业都开始了多元化建设工作，为了能够更加适应现代社会的发展需要以及更好地提高运行效率，就需要对我国境内各类配电设备进行科学研究和合理设计。那么如何保证我国境内各类配电产品能够更好地适应当今社会现状以及发展要求呢？笔者认为首先应该根据自身情况选择合适的类型。例如对于中压等级以及高压等级的配电设备，其在应用过程中需要采用双层的设计方案。而根据目前技术情况所导致所采用方法不同以及应用原理也会存在很大差异，对于低压等级配电设备而言主要包括三种类型：一是有载回路设计；二是无载回路设计；三是带载回路设计。由此可见，对于当前中国电力市场来说属于两种不同配置模式，在选用这两种技术时能够更加高效合理地实现供电和可靠性提升。因此也需要对我国境内各类配电设备进行全面研究以及分析才能最终实现有效地使用和控制。

2.应用原理

系统的具体应用方法有很多，其中比较常见的方法就是在供电设备出现故障后，对其进行监控。可以通过系统获取实时状态数据，同时对故障数据进行分析。另外在诊断出线路存在问题后，可以通过数据平台快速了解其内部情况。该系统有多种运用方法，其中比较常见。第一种利用智能监控软件能够检测出电力电缆中是否存在短路等现象，并且可以通过相关数据来分析出现故障时的运行状态。第二种利用高压断路器来监测出电力线缆中是否存在短路等现象，最后再通过分析系统中电力电缆中存在的缺陷来判断故障所在部位。另外系统还可以对相关设备进行故障诊断判断，能够对设备出现故障的部位和原因做出判断是一种非常有效的处理方法。

3.系统架构

开发了一种利用传感器对故障指示器进行实时检测的设备，并将其通过通讯模块上传至用户端，实现对三相电缆线路上的故障指示器的工作状况的实时监控。同时，本机还装有贴片式温度计，可对开关柜内的环境温度进行实时监控，并可对开关柜内的电器进行准确的检测。通过本系统，可以实现对电力设备故障的远程监控和查找，方便了现场服务人员的及时检修。该项目的具体研究包括：1、传感器选择：由于当电缆出现故障时，故障指示牌将从正常状态转换到红色，因此需要选择一种对红色具有高度灵敏、能快速感知的传感器；2、温度传感器：选用贴在电缆上的贴片温度传感器，要准确监控电缆温度，并与周边环境温度进行比较；3、通信研究：选用通信模块，具有自带定位功能，能精确地确定故障设备的位置；信息传输的研究：为了防止延迟导致的损失，必须将所收集到的数据及时上传到服务器。

为了有效提升配电系统的运行质量，目前越来越多的企业正在使用该系统，并且应用范围已经逐渐拓宽。通过构建高质量的配电系统，能够及时将数据准确地反馈给电力系统人员，提高系统运行水平。该系统包含三个层次。第一层是传输层，该系统是基于互联网进行信息传输及监控。在传输层将数据传送给相关人员对于采集数据是否完整展开分析。第二层是数据处理层，该系统对信息数据进行存储和处理。第三层是监控层，该系统可实现对配电室内所有电力设备故障信息及时、准确掌握。目前该系统架构主要包括四大部分：第一部分是控制层，该系统是由计算机、通讯设备及网络设备组成；第二部分是应用层，该系统主要是由数据库、服务器、监测和控制系统等组成；第三部分是网络层，该系统主要负责连接管理中心和监测中心。

4.故障诊断

为了提高故障诊断的准确度，首先需要对电网中所有的设备进行全面排查，其次需要针对每一个问题建立相应的数据库，最后对各个数据库中出现问题以及不正确数据信息进行详细分析，最后才能对其进行准确诊断与定位，进而才能解决实际问题。要想对电力装置所存在问题进行有效诊断，需要利用科学知识建立一套完整的诊断标准。首先要从故障源、故障表现、诊断结果以及诊断标准等方面进行综合分析。然后对故障信息做简要记录并将其进行详细记录。然后将这些信息按时间序列进行记录并进行对比分析之后得出相应结果。最后再通过数据统计分析等方式对发生故障时产生的统计结果进行分析并进行归类，最终得到故障信息与对应部件数据的对比结果，再由检修人员进行诊断和定位。

5. 系统操作要点和方法
   5.1电力设备状态监测技术分析
   　　在应用电力设备状态监控技术前，首先要对其进行初步的认识，确定其基本含义和方法特征，并在实际应用中加以应用。电力设备的运行状况监测技术是进行设备故障诊断和性能评估的关键技术。现在的机器、发电机、一些设备，都会安装一些感应器，用来记录电器的温度、振幅、压力、声音等等，通过这些感应器，可以发现一些设备的故障，也可以找到它们的工作状态，让它们能够提前进行维护，保证它们的安全和使用寿命。对设备的状态进行监测和评估，需要进行一系列的工作，包括各种测量、监测和数据分析，并根据电网的运行历史和目前的状态，对设备的状态进行详细的分析和分析，从而对故障进行分析和评价。

5.2状态监测技术在变压器局部放电监测中的应用
　　在绝缘老化过程中，设备会发生局部放电，从而导致绝缘击穿。变压器在局部放电时，会发生电脉冲、电磁辐射、超声波等多种情况，从而引起变压器的局部过热。在此基础上，在变压器的外壳上安装了一个高频的声波传感器，通过对电源部件发出的电流和电弧的瞬时声音信号非常敏感，能够探测到放电的位置。检测局部放电的方法有多种，如光学检测、电气检测、化学检测等。

5.3状态监测技术在变压器绝缘状态检测中的应用
　　变压器的绝缘状况是变压器安全可靠运行的一种方法。在电力设备中，电容式套管的监控主要是对正常工作状态下套管电容、电流、电容变化等进行监测。外绝缘监控指的是变压器外壳外绝缘是否受到污染，从横向和纵向两个方面进行判断和对比。

5.4状态监测技术在变压器油色谱分析中的应用
　　在高压下，由于各种原因，变压器油中的固态有机绝缘材料会在特定的电压下发生变质，并分解成一氧化碳、氢气等各种气体。变压器油色谱的工作原理是：监控和分析变压器中的气体成分、气体的含量和速度，从而确定变压器的内部是否有故障和故障类型，该方法具有很好的实用性和连续性，可以快速、准确地发现变压器的故障。

结束语：

综上所述，通过对我国配电设备发展现状的研究，为相关的研发部门提供了技术支撑，使我国的配电网络得到了良好地发展。通过上述方法来对我国电力设备进行控制、诊断以及运行维护水平可以让电力设备更加稳定、可靠地运行。而且可以有效地节约能源，并且在很大程度上能够保证电网设备更加安全高效。总之从实际情况来看，我国对电力设备管理工作要求越来越高。从我国现阶段的情况来看可以从以下几个方面来对其进行有效开展：首先，要提高工作人员对技术人员进行培训工作。其次是加强对相关仪器设备所做必要改造以及安装工作。最后是不断提高我国各地区各领域电力设备运行状态检测和故障诊断水平，确保我国电力设备更加安全高效运行.

参考文献：

[1] 郭子翚. 供配电设备状态监测与故障诊断的探讨[J]. 电源技术应用, 2013, 000(003):337-338.

[2] 黄立深. 供配电设备状态监测与故障诊断研究[J].  2019.