浅谈电力系统设备状态监测与故障诊断技术

曹冬晖

（国华爱依斯（黄骅）风电有限公司，河北 黄骅 061100）

1 状态监测与故障诊断的必要性

在电力系统运行中，做好整个系统设备的严密监测及故障诊断是十分重要的，能够保证电力系统安全稳定的运行。电力系统设备在运行中会受到各种因素的影响，包括内部因素及外部因素等，在长时间影响下，电气设备不可避免的会出现故障问题。同时电力系统电气设备在长时间运行中，也会因电热气候等造成老化问题的出现，从而导致电气设备故障问题。若是对此没有及时的发现并处理，会对整个电力系统带来影响，从而导致区域性停电的问题，甚至会带来大规模的停电，给社会造成极大的经济损失。因此，电力企业需要对此给予高度的重视，全面的监测电气设备的运行状态，通过科学的故障诊断技术对电气设备的故障问题进行处理，保证电力系统运行的稳定性。

在具体工作当中，相关工作人员需要记录整个电力系统的装置及运行状态，并科学的控制相关参数，评估采集到的相关数据及设备状态，然后对设备的整体情况有着详细的了解。在对电力系统设备进行状态监测及故障诊断中，需要采集设备的相关数据，并对数据进行分析，得到设备的相关特征，然后评估设备的整体状态。将这个过程进行汇总，就能够有效收集和积累整个电力系统运行数据，通过记录详细的数据，然后建立模板进行分析，能够对存在的问题及时发现并处理，从而为整个电力系统的安全运行提供保障。同时对于电力系统设备的全面监测，通过数据的分析，能够对系统运行状态进行预测，避免故障突发问题出现。

2 电力系统设备状态监测技术的应用要点

2.1 在线状态监测

在电力系统设备状态监测中，需要根据实际情况来合理采取监测措施。在线状态监测主要包括三个方面内容，分别为故障诊断、监测分析、状态监测。

在电力系统设备故障诊断中，利用计算机来对相关设备的参数进行提取，并结合以往的设备数据，对比其中是否存在差异，若是存在差异要找出问题并解决，能够更好的处理电气设备的故障问题。而在实际工作中，难以通过系统直接获取故障信息，需要通过人工来查找，从而能够更为准确的判断故障点。在故障诊断中，需要科学的分析故障信息，然后将分析结果提交给相应工作人员。而监测分析中，增加了分析功能，能够适当的分析电力系统电气设备整体的诊断数据，若是处理较大的数据量时，也会带来更多资源的消耗，从而降低故障监测效率。在状态监测中，通过传感器来采集电气设备的相关数据，并且结合已经收集到的近期电气设备的相关数据，从而分析监测电气设备的运行状态。

2.2 离线状态监测

在电力系统电气设备监测工作中，离线状态监测十分的重要，在具体工作中应用的较为广泛，是电气设备监测中的重要环节。通过离线状态监测，能够实时的检查电气设备的运行状态，在电气设备处于关机状态时也可以应用，可以对电力电气设备中存在的问题及时的发现。在电力系统设备监测工作中，离线状态监测的应用有着以下几个方面的优势：首先，离线状态监测具有成本较低的优势。与其他在线状态监测设备相比而言，离线状态监测设备有着较低的成本，并且容易安装。离线状态设备能够根据工作的要求对监测时间进行合理的选择，并通过自由移动来监测指定位置的电气设备。离线状态监测的应用能够弥补在线状态监测中的不足，从而提升了电力系统设备整体状态监测的效果。其次，离线状态监测十分的便捷。离线状态监测设备并不复杂，也没有更多的功能，因此十分的简便，安装容易，在小型电力系统中应用的十分广泛，能在一定程度上保障电力设备的安全。在线状态监测设备功能较多，在小型电力系统中其功能并不能完全发挥，应用过程中显得浪费资源。相比之下，离线状态监测设备在小型电力系统中应用较为适宜。

2.3 无人检修监测

国外电力系统设备状态监测起步较早，已经积累了一些成熟的经验。随着对状态监测技术的不断研究，促进了状态监测技术的不断发展，也进而提升了电力系统的稳定性。在美国等一些技术较为先进的国家，无人检修监测技术已经被应用到电力系统设备状态监测中，起到了良好的效果。我国电力系统一开始借鉴发达国家的先进技术，然后结合了我国电力系统的实际情况，在管理、技术等层面逐渐追上了发达国家的脚步，在很多方面也实现了赶超。在电力工业技术的不断积累下，我国状态监测技术的发展也取得了极大的进步，为我国电力系统的稳定性提供了保障。状态监测技术在电力系统应用中有着良好的效果，保证电力电气设备的稳定运行，提升了电力系统的经济效益。在未来的发展中，我国仍然要不断对状态监测技术进行研究，提升无人检修监测技术的应用水平，从而更好的为电力系统服务。

3 电力设备故障诊断技术的具体应用

在电力系统运行当中，故障诊断技术的合理应用有着重要的意义，需要根据实际情况的不同来选择适宜的故障诊断技术。本文主要应用红外诊断技术，电力系统设备在运行中会受到电流、电压的影响，发热的现象较为常见，若是电气设备存在问题，其故障位置有着较高的温度，同时随着故障的加大，温度会存在不均匀分布的特点，若是没有及时的处理很容易出现设备火灾情况，从而影响到电力系统运行的稳定性。红外诊断技术的原理主要通过红外辐射的能量大小和温度与目标的关系来对故障进行判断。在装置中线路温度要比一个绝对零度要高时，红外线辐射的能量会在出现故障时向周围区域发散。而物体表面温度直接关系到能量的大小，从而通过对物体本身发射的红外线能量进行测量，得到物体的实际温度，实现对故障的诊断。

3.1 变压器检修中的实际应用

在变压器状态监测中主要通过电子工程技术中的数据挖掘方法。通过监测系统对设备的各类运行参数进行收集，与实时数据库进行对比来了解变压器的运行状态。例如，分析每个电力设备的状态特征量，需要对主要参数信息、性能状态的变化趋势、实际损耗等进行详细的分析，然后进行数据渐变模型的建立，对设备潜在的故障征兆能够提前发现，能够准确的判断设备可能出现的严重损耗部分及趋势状况，根据结果来完成检修方案的制定。国内相关电力科研机构通过粗糙集数据挖掘方法的应用，分析变压器油中的溶解气体的相关数据，实现对变压器运行状态的诊断。在实际工作中，变压器结构十分的复杂，粗糙集理论也提出了一些故障诊断模型。首先要模糊化处理变压器相关的历史故障数据，根据这些数据来完成诊断决策表和数据库的建立。其次，通过粗糙集数据挖掘在诊断决策表中进行隐含的数据条件的提取，从而更好的对变压器故障进行分析。

3.2 在配电网设备检修中的应用

在配电网故障诊断中通过故障出现的实时信息来对故障区间进行确定。随着相应技术的不断发展，专家系统、电子神经网络、逻辑处理系统等已经较为广泛的应用到故障诊断中，能够对配电网各个环节的故障进行智能化监测。在具体工作中，配电网故障诊断在环境及设备的影响下，其实时信息可能会存在一些问题，如不完整、发生畸变等，从而影响检测系统的判断。因此在配电网故障诊断工作中采用数据挖掘技术能够对此进行有效的规避，提升诊断的效率。

3.3 在高压输电线路检修中的应用

在电力系统中，高压输电线路的稳定性至关重要，直接关系到电力系统安全稳定的运行。因此需要做好高压输电线路的故障诊断工作，从而保障高压输电线路的稳定性。在高压输电线路故障诊断中采用粗糙集理论的数据挖掘模型能够有效的避免信息实时畸变，提高诊断的准确性。粗糙集具有定型分析能力，能够处理分析挖掘到的数据集，然后通过遗传数据算法进行测试样本的理论数据的获得，促进故障诊断系统容错性的提升，促进状态检修系统作用的充分发挥。

4 电气设备管理的措施

4.1 将电气设备的周期维护及检测工作做到位

电力系统电气设备的周期维护及检测工作十分重要，需要给予高度的重视。在具体工作中要做好电气设备日常期间的巡查工作，并对相应数据进行记录。在周期性维护与检测工作中，相关工作人员要严谨、认真的记录分析设备的各项检测数据，检查设备的各项参数是否在正常范围内，确保没有问题。若是相关的数据存在差异，需要及时的进行处理。

4.2 健全电气设备的运维管理机制

为了保障电力系统设备的正常运行，需要制定合理的管理措施，其中电气设备运维管理机制十分重要，需要建立并完善，并在实际工作中充分落实，确保电气设备运行的稳定性。在具体工作中，电力企业需要根据电力系统的实际情况，并充分了解电力系统在运行过程中所受到的影响因素，可能存在的问题，有针对性的制定管理机制，通过责任的落实来提升电气设备运维管理的效率。建立奖惩制度，提升相关工作人员的积极性，使他们能够严谨的完成本职工作，积极处理工作中存在的问题，保障电力系统运行的稳定性。

4.3 优化和调整电气设备的使用流程

为了避免电力系统电气设备故障的出现，在其使用过程当中应当严格按照相关的操作流程进行，避免出现违规操作的问题。电力企业需要根据电气设备的特点来对工作人员的操作流行进行规范，落实安全操作规范。同时需要做好工作人员的培训工作，提升他们的操作水平，树立安全意识，保证在工作中能够严格按照要求进行。此外，还需要对工作人员的操作进行监督，避免个别工作人员因疏忽大意而出现问题，从而导致电气设备因误操作出现故障。

4.4 注重电气设备的监管工作

在电力系统电气设备管理中，监督管理也是十分重要的，做好监督管理工作能够及时发现电气设备运行中存在的异常，保证电气设备运行的稳定性。电力企业需要安排专门的人员对电气设备进行监督管理，同时还需要提升监督管理人员的整体素质，强化他们的责任心及安全意识，保证他们能够严格按照相关要求进行监督。此外，还需要制定一个周期来全面的检测维护电力系统电气设备，能够有效的保证电力系统电气设备的运行状态，避免故障的突然出现。

4.5 提升电气设备检修人员的专业技能素养水平

在电力系统电气设备的管理当中，人员是直接参与者，包括操作人员、管理人员及运维人员等，这些工作人员的专业素质直接关系到电气设备的管理水平，影响其运行状态。因此电力企业要重视工作人员综合素质的提升，做好相关的培训工作，培训内容要结合工作的实际情况，让工作人员能够更好的理解相关的知识内容，强化工作人员的专业能力。同时，电力企业还需要积极的引入技术人才，加大资金的投入，从而建立一个高素养的团队，更好的保证电力系统设备的安全运行。

4.6 改进电气设备的运维管理技术

电力系统电气设备的运维管理工作十分复杂，尤其当前科学技术的不断发展，一些新技术、新设备都应用到电力系统当中，同时电力系统在运行中受到的影响因素众多，这就给运维管理带来了极大的难度。因此电力企业要与时俱进，积极学习先进的理论知识，借鉴行业中成功的经验，并根据自身电力系统的实际情况来不断的改进和完善运维管理技术，提升运维管理水平。相关工作人员也需要及时了解行业内最新动态，及时更新自身的知识，对电气设备的各方面数据要有着充分的了解，在具体工作中才能够更好的完成本职工作。

5 结语

在我国经济发展过程中，电力行业一直有着重要的贡献，是保证农业、工业生产的基础，因此电力系统的稳定运行就显得尤为重要。电力系统在运行过程当中会受到各种因素的影响，若是没有采取合理的措施，将会造成电气设备故障问题的出现，为此需要做好电力系统设备的状态监测及故障诊断工作，通过科学的状态监测，运用合理的故障诊断技术，及时发现并处理电气设备中存在的问题，对保证电力系统的稳定运行有着重要的意义。