电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析

殷胜明

（湖北工业大学，湖北 武汉 430068）

电力系统设备的状态监测与故障诊断是近几年才逐渐发展起来的一项技术，这项技术在为我国的电力系统安全顺利运行，以及社会经济稳定快速发展提供了有利的保证。电力设备故障监测诊断由传统的以时间作为基准的形式转化为目前以状态作为其基准方式，转变的内容主要是包括状态监测与故障诊断。电力系统的状态监测主要是通过对故障特征信号进行分析，并在此基础上对其进行检修；而故障诊断则是分析和处理已经收集到的检测信息。目前，在我国，电力系统设备状态监测与故障诊断技术已经有了十几年的发展史，而且一些厂家可以自主进行各种检测装置的生产。但是，目前在国内对于电力系统设备监测与故障分析诊断的应用还没有完全普及，而且还存在着很多的问题。本文将从电力系统设备状态监测与故障诊断技术概念开始，对目前我国电力系统状态监测以及故障诊断技术的重要性以及常用的故障诊断方法进行了论述。

1 电力系统设备状态监测与故障诊断技术的概念

电力系统设备状态监测是指根据对电力设备的运行状态对其进行记录并分类，并根据记录对其进行评估，为了对其维修提供可靠的数据保证。而电力系统设备的故障诊断是指依据故障发生的特征信息，对已经发生的故障进行精准的定位以及对故障的程度进行适当的判断。根据状态监测与故障诊断技术的概念，可以把监测与诊断系统概况为以下几个部分：首先，信息检出单元；其作用是将电力设备的物理量转化为合适的电信号。第二，数据收集单元；对传感器传输的数据进行处理，主要是采集数据记录。第三，信息传输单元；将收集到的数据和信息进行传输。第四，处理数据的单元；对收集的数据和信息进行适当的分析计算，为故障的诊断提供有效的数据信息。第五，诊断单元；对已经处理过的数据进行整合分析，并记录，对以后的电力系统设备状态以及故障部位做出正确的判断，为下一步的工作提供数据。

2 在线状态监测系统

2.1 信号采集

所谓的电力设备在线监测系统是在电力设备的使用过程中，对其进行连续不断的监测和诊断，并及时的分析和判断设备的运转状态，并在其基础对设备的运转状态进行科学的预测。设备的运行状态可以通过对设备的运行状态量的分析而获得，目前获得电力系统设备的信息的方法主要包括：第一，定时采样，根据电力设备的运转周期进行采样；第二，根据故障诊断的特殊性对其进行跟踪采样；第三，一次性采样，根据实际需求每次只采集一个足够的信息数据；第四，利用发生随机故障时的信号突变自动采样。

2.2 数据传送

目前，我国的电力系统已经开始广泛的使用通信设备，这主要是因为利用通信设备中的光纤传输数字信号可以避免数据传输过程中受到的干扰，以及能够保持相移的一致，从而保证信号的质量。

2.3 数据处理

数据处理中心在接收到信息数据后，主要是通过不同的数学方法对其进行分析处理，例如在进行频谱分析时，可以将时域连续时间信号转变为频域不同频率信号进行分析；除此之外，常用的数据分析还包括：神经网络、小波分析等。在实际的数据处理过程中，通常使用数字信息技术和智能技术结合来处理电力系统设备中涉及的数据问题，使得数据处理更加准确。

3 状态监测与故障诊断技术的方法

3.1 发电机的状态监测与故障诊断技术

对发电机的状态监测和故障诊断，其主要的目的是为了能够在故障发生的最初监测到是否是由于发电机的故障而引起的，做到有计划的进行维修，减少不必要的损失以及避免事故发生。目前，在我国采用的发电机监测以及故障分析主要是通过发电机光纤测漏仪、发电机状态监视器等进行设备状态以及故障的跟踪分析。

3.2 变压器的状态监测与故障诊断技术

不同的电力系统采用的变压器可能会有所差异，但是目前我国的电力工业主要使用的是充油式变压器，而在某些特定的工作环境中也会使用干式变压器或六氟化硫变压器。当前，在我国对于变压器的监测最常使用的是局部放电监测、超声定位技术及红外技术等。在实际中通常使用介质损耗因数的数字化在线测量技术对变压器的高压套管进行故障分析。除此之外，还需要对变压器的油温、线匝绕组温度以及冷却泵、风扇运行等参数进行有效的监测。及时的找出变压器出现的故障，避免事故的发生。

3.3 红外诊断技术

红外诊断技术是一项综合性很强的新型技术，主要是综合了光电成像技术、计算机以及图像处理技术的技术。通过接受物体发出的红外线，使其在计算机上呈现出热成像图，来分析判断物体表面的温度变化。利用该技术对电力系统设备进行监测以及故障分析以及诊断，存在着精准、快速和直观等特点。这对于有效地提高经济效益，以及降低设备的维修成本有着十分重要的意义。

4 电力系统设备状态监测与故障诊断技术的重要性

电力系统设备状态监测与故障诊断对于设备的正常以及稳定的运行有着极其重要的作用。对于设备状态的检修主要是根据在最近的运行过程中，根据其监测结果和数据来判定的。对于需要进行及时检修的设备，要保质保量的完成，以保证其在运行过程中的安全性和可靠性。而对于不需要检修的设备，则可以适当延长监测时间。目前，在我国的实际电力系统中存在着很多的隐患，其中作为主要的是电力设备内部存在的安全隐患，例如在设备的生产过程中，出厂时的检验不严格，设备的设计不够合理，以及运输过程中存在的不当操作都可能对设备造成不利的影响。这些隐患往往是很难在测试过程中发现的，在随着设备的不断使用过程中，这些安全隐患会慢慢的转换为故障，导致电力系统随时出现故障，而影响到整个电力系统的运行。所以，在目前我国存在的这种情况下，加强和合理使用电力系统设备状态监测与故障诊断分析是十分有必要的。

综上所述，目前我国的电力系统的监测还并未达到完善以及十分可靠的程度，还存在一些问题。而当前，我国的发电机、变压器类电气设备的状态监测以及故障诊断技术，已经可以快速的反应出设备的运行状态，并能够处理潜在的故障，提出有效地修复措施，为我国电力系统的快速发展提供了坚实的保证。

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