探討電力系統設備狀態監測與故障診斷技術

郭銳 程校 劉華龍

【摘 ?要】電力系統的安全運行能夠促進我國社會經濟的穩定快速發展。現階段，電力設備故障檢測診斷是將狀態作為監測和診斷的基準方式。技術人員主要通過分析故障的特征符號進行狀態監測，對故障原因進行判斷進而對電力設備進行檢修。

【關鍵詞】電力系統;狀態監測;故障診斷技術

一、電力系統設備狀態監測與故障診斷技術的概念

電力系統設備狀態監測是指根據對電力設備的運行狀態對其進行記錄并分類，并根據記錄對其進行評估，為了對其維修提供可靠的數據保證。而電力系統設備的故障診斷是指依據故障發生的特征信息，對已經發生的故障進行精準的定位以及對故障的程度進行適當的判斷。根據狀態監測與故障診斷技術的概念，可以把監測與診斷系統概況為以下幾個部分：首先，信息檢出單元;其作用是將電力設備的物理量轉化為合適的電信號。第二，數據收集單元;對傳感器傳輸的數據進行處理，主要是采集數據記錄。第三，信息傳輸單元;將收集到的數據和信息進行傳輸。第四，處理數據的單元;對收集的數據和信息進行適當的分析計算，為故障的診斷提供有效的數據信息。第五，診斷單元;對已經處理過的數據進行整合分析，并記錄，對以后的電力系統設備狀態以及故障部位做出正確的判斷，為下一步的工作提供數據。

二、電力系統設備的狀態監測和故障診斷中的問題

2.1瞬變故障問題

瞬變故障發生速度比較快，一般情況下，繼電保護器應該在故障發生的10ms至20ms之間將故障進行處理，為了有效避免電力系統設備故障的發生而造成的嚴重的電力事故，在瞬變故障發生的第一時間，就應該做好電力系統設備的故障處理工作。

2.2緩變故障問題

緩變故障的發生，會在電力系統設備發展和電力設備的運行過程中，出現一定的征兆，這種征兆會一直延續到故障的發生階段，所以這是比較緩慢的故障類型。當出現故障征兆時，應該對出現故障的問題進行準確的定位，并對故障的發展過程進行實時監測，在此基礎上采取相應的應對策略。

2.3絕緣故障問題

作為電力系統設備的主要故障之一，絕緣故障會引起其他類型的故障，因此，對絕緣故障的監測是非常重要的。電力設備的多點參數和力、熱、光等因素變化都會引起絕緣故障。電力設備的絕緣故障的診斷存在一定的難度，目前對其診斷主要采用超聲監測等手段。

三、在線狀態監測系統

3.1信號采集

所謂的電力設備在線監測系統是在電力設備的使用過程中，對其進行連續不斷的監測和診斷，并及時的分析和判斷設備的運轉狀態，并在其基礎對設備的運轉狀態進行科學的預測設備的運行狀態可以通過對設備的運行狀態量的分析而獲得，目前獲得電力系統設備的信息的方法主要包括：第一，定時采樣，根據電力設備的運轉周期進行采樣;第二，根據故障診斷的特殊性對其進行跟蹤采樣;第三，一次性采樣，根據實際需求每次只采集一個足夠的信息數據;第四，利用發生隨機故障時的信號突變自動采樣。

3.2數據傳送

現階段，通信設備已經被我國電力系統廣泛使用。因為通信設備中有光纖傳輸數字信號可以使數據傳輸過程不受到干擾，從而使信號的質量能夠保證。以及能夠保持相移的一致，從而保證信號的質量。

3.3數據處理

數據處理中心在接收到信息數據后，主要是通過不同的數學方法對其進行分析處理，例如在進行頻譜分析時，可以將時域連續時間信號轉變為頻域不同頻率信號進行分析;除此之外，常用的數據分析還包括：神經網絡小波分析等在實際的數據處理過程中，通常使用數字信息技術和智能技術結合來處理電力系統設備中涉及的數據問題，使得數據處理更加準確。

四、故障診斷的關鍵技術

4.1選取故障信號特征量

在對眾多數據信號進行處理的過程中，首先需要將可以使用的信息進行提取，這就是信號處理技術的首要任務，如果在電力系統設備運行過程中就提取監測數據，能夠保證數據的準確性，相應的電力設備在進行故障診斷的過程都具有非常好的靈敏度。在對電力系統設備進行故障診斷的過程中，需要加強對正確故障特征量的提取。因為設備故障特征量選擇不正確，就無法識別電力設備運行過程當中存在的真正故障，因為電力設備正常狀態與設備故障狀態在容量上具有一定的相同部分，這樣就會出現錯誤判斷的情況，設備故障特征量具有一定的模糊性，所以必須結合實際情況加強對特種量的合理分析，選擇正確的方法進行處理。

4.2故障診斷分析技術

電力設備故障診斷分析技術主要指的是在電力系統設備出現故障的過程以及對故障的來源進行分析的過程。首先需要將電力系統設備運行的狀態特征量以及設備的運行維護情況進行合理的分析以及總結，之后再通過使用模糊識別以及專家系統識別等故障識別技術準確的推斷出電力設備運行過程中存在的故障，最后分析出故障產生的原因以及性質等等。因為現階段電力設備具有一定的網絡傳輸功能，在電力設備運行的過程當中可以采用局域網傳輸信息的方式對故障進行診斷，在必要的時候也可以通過使用遠程協助的方式對設備故障進行診斷。這樣就可以對電力系統設備的運行狀態進行更準確的監測，有效實現電力系統設備故障診斷的異地處理。

4.3故障診斷方法

在電力系統具體運行的過程當中包含著各種各樣的電力設備，這些電力設備產生的故障類型也比較多，在對電力系統設備進行故障診斷的過程當中可以采取以下診斷方法：①結合電力系統設備的具體情況，在對電力系統設備故障進行整頓的過程當中按照最大隸屬度模糊理論原則，對電力設備運行狀態進行在線監測，科學合理的判斷電力設備運行過程當中存在的故障類型，同時結合模糊數學方法，有效地處理電力設備運行過程當中故障的模糊性以及隨機性。②基于電力設備特征空間矢量，對電力設備運行故障的特征量進行采集，結合實際情況不斷修正電力設備運行過程當中故障的誤差，為了能夠有效提升電力設備運行過程當中不確定的診斷以及電力設備的故障診斷率，在電力設備具體運行的過程當中，這樣的故障診斷技術具有非常強的適應能力，可以將電力設備故障征兆矢量作為電力系統設備故障診斷驗證矢量，并且結合相應的運算方法對電力設備運行過程當中故障的特征量進行合理的修正。③在對電力系統設備運行狀態進行故障診斷的過程當中還需要根據不同的電力設備故障情況，科學合理地采用信息融合技術、傳感技術等方法對故障進行合理的診斷。信息融合技術主要指的是在相關要求下對電力系統設備運行故障進行科學合理的分析以及處理，通常情況下電力設備在運行過程當中不同的故障之間會存在著某種特殊的聯系，信息融合技術可以尋找故障之間的共同點，科學合理地對電力系統運行故障進行分析，有效提升監測系統設備運行過程當中故障診斷以及狀態監測的效率。多傳感技術主要指的是采用多個傳感器對同一電力設備進行故障診斷檢測，結合電力系統設備的故障特征，選擇出具有高靈敏度的信息量，科學合理的對電力系統設備運行故障進行診斷。

結語

綜上所述，目前我國的電力系統的監測還并未達到完善以及十分可靠的程度，還存在一些問題而當前，我國的發電機變壓器類電氣設備的狀態監測以及故障診斷技術，已經可以快速的反應出設備的運行狀態，并能夠處理潛在的故障，提出有效地修復措施，為我國電力系統的快速發展提供了堅實的保證。

參考文獻：

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（作者單位：1、南陽供電公司;2、南陽飛龍電力集團有限公司）