电力设备状态监测及故障诊断技术的应用

肖时雨

（国家电网长沙供电分公司）

0 引言

电力设备状态监测与故障诊断技术共同构成了状态维修，现已被广泛应用到电力系统的运行工作之中，能够对电力设备的运行状态进行实时地监测，事先就能知道电力设备发生事故的具体部位与时间，可以更好地安排停电计划与组织维修工作，提高维修工作的质量。使用电力设备状态监测与故障诊断技术，能够有效地从预防性维修向状态维修过渡，从定期维修到判断出故障时维修，提高了故障诊断的准确性与维修的质量，下面具体分析这种技术的发展趋势以及实际应用。

1 电力设备状态监测和故障诊断技术发展趋势

目前电力设备状态监测与故障诊断技术已经在电力系统中得到了广泛的应用，并受到了重视。随着社会经济的发展，人们的生活质量与水平也逐渐提高，人们对电力质量的要求也随之提高，电力企业也面临着激烈的竞争，电力企业正在积极使用先进的状态监测与故障诊断设备技术，并将其不断创新与发展，电力设备状态监测与故障诊断技术呈现出新的具有时代性的发展趋势。

电力系统状态监测技术的发展趋势：

1）电力设备在行使其状态监测时，所需要获取的数据量十分巨大，普通常规的数据处理方法不能够很好地对这些数据进行处理与分析，会遇到一些困难与阻碍，因此相关工作研发人员研制开发出新的数据分析技术以及故障诊断软件，对于电力设备状态监测系统的研究将会更加地系统化与体系化，更加重视神经网络技术、知识系统等的广泛应用。

2）状态监测技术下，会对监测到的数据做出正确的判断，加强对于更新更有效的检测项目与监测方法的基础性研究，更加注重专家的经验知识，充实电力设备的状态监测技术。

3）电力设备状态监测系统将会朝着多功能与多状态的方向发展。

4）电力设备的状态将会朝着远程诊断与网络化跟踪方向发展，将信息网络化技术的数据共享充分与远程监测结合在一起，弥补电力设备工作时的现场工作人员的不足，故障诊断准确率也会随之提升，计算机网络技术以及智能化技术更好地运用到其中，这种技术运用得更为先进与高科技化。

电力设备状态监测技术的发展趋势：

1）一般的电力设备企业的专家数量都是有限的，诊断者在使用诊断技术时，应该结合设备的工作运行时的实际情况，利用现场的基本参数与数据资料对故障进行合理分析。企业内部相关技术人员缺少，故障排除方面的专家因为某些原因不能够及时到位，这样会给企业带来较大的经济损失，因此使用远程诊断就成为了一种十分便捷、有效的方法，这种方法能够将现场的故障出现时的相关数据通过电脑传输给专家，专家做出准确的判断，然后采取有效的措施来解决问题。

2）这种故障诊断技术下，不仅能够保证系统诊断的性能，还能够有效地降低系统的成本。它结合了单机在线与故障诊断方式的优点，配置相应的检测系统与诊断系统，很好地保证了检测的实时性，检测诊断系统的成本也随之降低。

3）这种技术下，能够将诊断知识在全球范围内进行共享，防止出现重复获取知识，分布在全球不同地区的企业能够使用知识相同的诊断系统，减少重复获取知识以及时间的浪费。在网络基础上的设备远程监测诊断系统与某个诊断中心进行联系，网络获得的信息在诊断中心中共享，将其传播到不同的地区，形成一个开放共享的诊断知识体。

2 电力设备状态监测技术分析及应用

（1）电力设备状态监测技术分析

在使用电力设备状态监测技术之前，先对电力设备技术做一个基本的了解，明确其基本内涵与方法特点，然后再将其运用到具体的实践当中。电力设备的故障监控维护工作中，电气设备的状态监测技术是设备故障诊断与性能评价的重要依据。现在的机器、发电机以及一些设备器材等等都在电力设备上放置传感器，这些传感器用来记录电力设备散发出的热量、振幅、所能够承受的压力以及发声等等，从这些特征中找出电力设备运行过程中的异常点，与此同时也清楚了电力设备的运行状况，电力设备容易损耗的部分单元也能够被找出来，事先做好维修保养的准备，防患于未然，确保电力设备的完好率与寿命。

对设备运行状态的监测、评估，需要通过一系列的工作，各种测量、监测以及数据分析工作是必不可少的，然后还要结合电力系统的运行历史与现在的状况，将设备状态进行具体的显示与记录，积极处理异常情况，对异常情况做出准确的判断，为电力设备的进一步故障分析、性能评估提供基础性的数据，这些数据包含的范围十分广，主要有故障的定位、出现故障的基本类型以及发展的程度，最后对电力设备的寿命进行预测与判断。

（2）电力设备监测技术实际应用

电力设备监测技术已经被广泛地应用至电力系统中，为系统的发展提供了充足的动力，下面就用具体的实例来分析这种技术的实际应用。本次技术应用以变压器为例子，变压器状态监测方法主要有以下几种：局部放电、变压器油色谱分析等，对其做技术运用实例分析。

1）状态监测技术在变压器局部放电监测中的应用。设备在处于绝缘老化时，会出现局部放电的现象，最终可能会造成绝缘击穿。变压器在局部放电的过程中会有各种现象的出现，如电脉冲、电磁辐射以及超声波等等，进而导致变压器的局部产生过热或者是特征油气。检测方法是常用的声学检测法，这种方法指导下，变压器箱外部放置有高频的声学传感器，传感器对于电力设备局部放射出的电或者是电弧放电的暂态声音信号都是十分敏感的，从而将放电信号与放电部位检测出来。检测局部放电的方法还有许多，光学检测、电气检测以及化学检测等。

2）状态监测技术在变压器绝缘状态检测中的应用。变压器可靠运行的手段之一就是对变压器绝缘状态的监测，变压器绝缘的故障通常都是潜伏性的故障。电力设备中的电容套管监测目的主要是检测套管在正常运行时的电容及电流、电容量变化等。外部绝缘监测的是变压器套管的外部绝缘的受污染程度，从横向与纵向两个方向进行判断比较。

3）状态监测技术在变压器油色谱分析中的应用。变压器中的变压器油中的固体有机绝缘材料在电压具体运行时，会因为多种原因而发生变质，变质过程中会裂解出多种气体，如一氧化碳、氢气等等。变压器油色谱的工作分析原理如下：监测分析变压器中的组成的气体成分，气体成分的浓度以及发生速率等，根据这些特征判断变压器内部是否出现故障以及故障出现的类型，这种方法具有很强的实用性与连续性，能够有效并及时地发现变压器设备存在的故障，是一种十分准确的检测方法。

3 电力设备故障诊断技术分析及应用

（1）电力设备故障诊断技术分析

电力设备故障诊断技术有其独特的工作原理以及适用范围，下面简单介绍分析这种故障诊断技术。本次要分析的设备故障诊断技术是红外诊断技术，电力设备在运行的过程中会在电流、电压的作用下，出现发热现象，当电力设备出现缺陷与故障时，故障部位的温度会显著上升，呈现急剧增加的趋势，温度分布异常，电流过大泄漏，从而造成电力设备的一些工作零件被损坏，出现恶性不良事故。红外电力设备故障诊断技术利用的是红外辐射的能量大小、温度与物体之间的关系，一般情况下，所有温度高于绝对零度的物体会向周围散发出红外辐射的能量，而能量的大小又与物体表面的温度有关，通过测量物体本身辐射的红外能量，从而测定物体表面温度，这是其工作的基本原理，电磁谱的组成部分红外辐射处在可见光与无线电波之间，当使用红外仪器测温时，被测量的物体会发出红外辐射能量，这些能量通过光学系统转化为电信号，从而将物体表面的温度显示出来。

（2）电力设备故障诊断技术实际应用

电力设备故障诊断技术能够应用到电力系统中的大多数设备工作中。首先是电气装置：利用红外仪测温，能够发现电气装置的接头松动或者是接触不良、符合承载不平衡的现象，消除各种过载、过热的安全隐患，进而将隐患造成的潜在的不良影响如电弧、短路以及燃烧起火现象降到最低的程度。在变压器中的使用如下：变压器接头出现松动、套管过热以及接口接触不良、变压器过度承载造成负载不平衡、变压器的冷却管被堵塞不畅通给变压器造成损坏等等，这些现象都能够很好地被检测出来。电动机以及发电机对于这种技术的应用：红外仪测温能够发现电机轴承温度过高、负载不平衡以及短路等现象，还能够很好地检测电机的发热点，在问题出现之前将其扼杀在摇篮里，能够及时发现故障问题，定期进行设备的维修保养与机器的更换等。电动机的绝缘线圈层，通过测量电动机线圈绝缘层温度来延长电动机绝缘层的寿命，检查供电连线与电路断路器的温度是否是一致的。连接器的故障测控主要是对电连接器的部位进行红外仪的扫射，通过热胀冷缩原理将连接器部位的脏物与腐蚀物清除掉。另外电力设备故障诊断技术在电力企业也得到了非常广泛的应用，这种技术的应用，能够及时发现运行设备中的许多缺陷，减少了电力设备事故的发生，使电力企业能够更好地工作 运行。

4 结束语

电力企业运用的电力设备状态监测及故障诊断技术能够有效、快捷地提高电力设备的维修水平，这种技术很好地弥补了系统设备运行中存在的缺陷与不足，还能够延长设备的寿命。

使用好这种技术，需要从以下几个方面做起：首先是分析当前的电力设备状态监测和故障诊断技术发展趋势，把握好电力企业以及设备维修技术发展的大方向，清楚电力设备故障诊断与电力设备故障诊断技术概念与方法特点；然后结合电力企业的实际工作内容，将这种技术结合实际充分运用到电力企业运行中去，确保企业的健康正常运行，减少电力企业的经济损失。

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