电力设备状态监测与故障诊断

2022-11-25江苏苏源光一科技有限公司戴成涛光一科技股份有限公司

电力设备管理 2022年2期

江苏苏源光一科技有限公司戴成涛张翔光一科技股份有限公司张謇

提升电力设备运行的稳定性，减少电力设备短路、断路、线路老化等情况对用电装置的不利影响，能够全面提升故障监测诊断的质量。因此，工作人员需要及时、全面、宏观的分析出故障信号的特征值，采用有效的分析措施展开现场故障分析工作，能够在必要的信息存储管理、监测控制、特征量提取整合和现场故障分析的过程中得到不同组件、设备的存储情况及信号传递指标，提高故障诊断的有效性。

电力设备状态监测、故障判断的主要目的是借助动态化的评估方案及监测体系，以在线、离线双重监测方式分析出电力设备的运行状态。为了确保电力设备运行模式始终在一个稳定的、安全的环境，需要工作人员进行实时的状态测试和故障诊断，得到电力设备的功能性及特征值，方便后期的维修工作的进行。

1 电力设备状态监测与故障诊断的重要性

电力设备运行期间，可能会受到生态环境、温度指标、机械设备功能等影响，致使电力设备内阻增大，诱发各类运行方面的故障问题。因此，为提高电力设备的功能性，应使用高质量的绝缘材料，在关键区域选择合适的矿物油和绝缘纸材料，提高整体电力设备的绝缘效果。若有机合成材料出现老化时，可能会导致重要的元器件出现瘫痪，诱发大规模停电现象。

在现代化建设过程中，可以利用信息化系统在线展开用电设备的状态、功能的测试，结合既定的标准进行自动化的故障诊断，以便在精密的电力设备故障分析的支持下得到、发现故障原因及其影响[1]。

总之，在不断获取真实数据的基础上展开故障的评估测试，再结合系统监测的模式快速定位、诊断、分析出故障的位置，方便展开后期的维修工作。同时，电力设备状态监测过程中，可依据评估标准测试用电设备的各项参数是否在允许值之内，同时在初步测试、判断期间发现电力设备的运行故障。通过依据故障监测技术评价出故障的位置及安全隐患，在必要的评估测试、故障分析的支持下展开维修、诊断、故障分析工作，有利于在发现故障隐患的过程提出故障解决措施，可促使设备快速恢复到正常状态。

2 电力设备状态监测的要点

2.1 在线状态监测

在线状态监测过程中，可利用电子工程技术、通信技术、传感技术展开数据的获取、收集及监控工作，以便得到更为精准的测试数据。因此，在线监测系统运行、诊断期间，系统可根据命令展开故障分析和设备状态监控。状态监测和故障分析过程中，系统可在计算机技术的支持下提取重要的信息内容，利用设备功能分析和故障诊断期间得到不同电力设备的运行状态，在数据库的支持下展开故障分析、故障提取、故障监控工作。

值得注意的是，人工输入过程中应设定标准的编程系统及判断模型，人工录入不同模块可能会出现的故障，在信息采集期间评价出故障的特点及运行依据。

例如在感应电流、输入电压、重要设备局部放电量的监控中，可在周期性采样、事前分析、故障突变信号监控、峰值评估的支持下得到状态信息的特征值，同时在常规信号监控期间评价出数据库与电力设备功能性方面的差异因素。例如变压器功能测试中，可依据局部的放电输出、振动测试的基础上评价出神经网络的、断路器的功能阈值，再结合振动监测法分析出不同电力设备的运行状态[2]。具体监测步骤如下：

第一，统筹所涉及的监测数据，利用既定的评估系统分析出电力设备的功能值，可在系统、全面的检测过程中高效化处理现有的数据信息，以便处理、整合不同端口的检测信息。

第二，单纯信号检测中，需要服务端口自行建立动态化的数据库，在及时更新数据库内信息的基础上，运用有效的电子仪器进行采样作业，可得到电力设备的运行参数、参数异常指标及其特征值。

第三，数据传输期间，通信系统可在消除数据传输干扰、信号损失情况的过程中消除监测期间信号干扰的不利影响。因此应当设立模数转换的模式，在探讨预处理模板、压缩需求、通信路径传输特征值的过程中处理好不同端口的传输数据及数据包功能指标，以便在协调就数据包信号、时间数据基础上协调好不同端口的频率、信号值及信号的波动状态，也能在不断优化、实时监控的过程中提高在线监测有效性。

2.2 离线状态监测

离线状态监测主要是在停机、停电的运行的支持下对预定的模块展开分析、检查工作，同时在获取系统状态、信号更新指标的过程中展开离线数据的监控、评估工作。

具体而言，离线状态监测可以在以下模式中进行：在线监测期间应确定电力设备的型号、运行状态及成本造价，探讨离线监测期间不同电力设备的功能特征及移动状态，采用便携式设备将潜在的安全隐患进行标识，方便后期展开设备状态的测试工作。

离线监测设备的使用相对便携，故可使用小型电力系统展开分析监控，在短接部分线路并测试其故障的基础上生成离线报告，方便后期快速、灵活的测试出短接部分是否存在故障。但离线监测系统的成本造价相对较高，且监测期间不需要对传统原有电力设备进行改造，故设备对电力设备的影响相对较小[2]。

2.3 完善监测控制装置功能

完善环电力设备监控装置的基础功能，特别是要提高设备本身抗干扰性能，可消除监控设备运行不稳定、阻性电流测量方面的问题。因此应全面提高设备本身的功能性，在解决设备传感功能的基础上科学落实故障采集、故障监测和设备运行状态传输方面的功能。

具体需从两点进行优化：在重要部位应用智能传感器元件，可在科学的信息传感过程中提高整体信息传输的质量，也能解决信息传输不稳定、传输成本过高的不利因素。在此过程中系统可搭建稳定的控制体系，通过将现有电气器件运输状态上传至监测系统当中，以期提高整体监测数据的精准度和科学性；智能信息处理优化中，监测装置需要统筹在线和离线装置的信息指标，在消除不稳定、不确定信息的过程中提高信息的准确度，也能方便工作人员整合稳定、可靠的数据内容。

另外，在复杂故障信息整合期间，智能化设备可在远程端口中进行信息整合，有利于消除电力设备状态监测的问题。总之，可运用智能化技术进行信息优化，在提取、整合、分析、反馈基础上诊断各类电气元件的信息指标。同时也需不断优化信息状态监测的功能性，在消除传统信息监隐患、操作隐患、技术隐患的过程中提高监测数据的准确度和可靠性。

3 电力设备故障判断的技术要点

3.1 确定故障信号特征值

利用收集的数据量展开评估测试，在分析数据处理要点、数据处理基础上及时转换需要处理、传输的特征值信号，可进一步提升电力系统运行的有效性。在此过程中，电力设备可能会出现源于绝缘系统、传感系统方面的故障，故需要利用信息化系统及时监控、评价出不同区域故障的分析、检测及诊断方式，可在评价出设备状态功能的基础上提高故障特征诊断的质量。

另外，在实际故障诊断期间，系统可以结合相关标准分析出不同端口、设备的故障问题，利用正确的评估思路以及特征值评估出故障特征是否存在表达错误，在远程监控中标识出已存在的不合理、不科学问题，方便进行后续的诊断、处理过程。总之，在特征值选取、评估、测试过程中，应事先确定故障值信号，将已经输入的故障特征作为数据基础，以便在对比分析、测试校对的过程中进行后续的筛检工作，将会更有利于进一步提升数据监测结果的合理性。

3.2 故障诊断及优化

电力设备故障诊断极为重要，特别是不同电气元件的运行、功能性、作用存在一定差别，故需利用以下方式进行诊断。

第一，利用信息化技术监测电力设备的诊断及传感功能值，在多角度监控、诊断、评估期间测试出不同电气元件可能出现的故障，在快速诊断期间解决故障对整体带电线路的不利影响。在此过程中应选取灵敏度较好的诊断系统，在既定的评估测试模式、信息融合处理的过程中，将现有带电装置的信息录入至控制系统中，以便在对比、监控、数据融合处理期间展开系统诊断处理。同时，在传感器使用期间可评估出电力设备的状态及故障，在信息化技术的支持下展开故障的分析工作，提升故障测试的有效性[3]。

第二，空间矢量法应用期间，可结合矢量元素的特征值、标准数据进行误差判断，同时在修正、适应、协调的过程中诊断已存在的故障信息，在必要的分析校对、信息录入、信息获取的过程中对现有的特征值进行比较，最后在计算修正的支持下提高故障诊断的有效性。

第三，故障在线评估期间，也需要分析出电气元件使用期间的安全隐患因素，包括降水、灾害性气象、工人作业情况、线路故障等要点，在实际评估、模拟分析的过程中展开故障的筛检及评估[3]。同时可以利用模糊性的分析记录随机性评估故障产生原因，同时在编程逻辑的测试、运算、校对的过程中得到模拟数学变量指标，确定出故障的特征影响，有利于提高故障的诊断效率。当得到具体的故障后，系统也可利用传感器进行数据反馈，方便在大数据的运算统筹中得到不同用电设备的状态值及故障值。

3.3 故障分析技术

电力设备运行期间难免会受到环境、生态方面的影响，致使整体运行装置出现物理化学反应问题，所以需要利用故障分析技术全面监控各类电气装置的标准值与运行功能，以便在精准的监控分析中提高故障分析的有效性。

第一，故障分析前需要录入大量电力设备的运行状态及特征值，利用大数据技术对故障的特征进行评定与分析，比如可运用空间矢量法建立空间模型，在模拟分析、模糊化识别控制中发现不同端口的故障特征，以此评判出不同端口、不同设备的安全隐患。工作人员应运用特定的故障分析及处理方案，在总结故障根源的过程中建立科学的干预体系，从而提高设备的运行质量。

第二，建立高质量通信技术运营体系，加强分布式电力监控控制技术的应用与推广，以便在运用智能化技术的过程中进行远程故障把控。一旦有任何一组设备出现运行问题，分布式监测网络即可第一时间进行问题表示，同时也能节约电缆使用、维护、养护的运营成本，以期提高整体监测结果的精准度。

第三，强调将状态监测和智能化监测相融合，加强重要电器元件运行状态分析、继电器功能保护、数字化故障诊断技术的运用和控制，能够扩展监控系统的功能性。因此，工作人员应当运用局域网、大数据、云计算技术进行故障分析、传输和专断工作，重视变压器、气体结缘装置功能的诊断，同时加强重要装置的抗干扰能力和监测功能指标，如可借助故障性放电因子模型进行状态监测，可方便工作人员在远程端口中及时发现故障的预期出现时间，可让工作人员在相应的控制时间内进行技术优化，以期全面提高电力系统的功能性。