淺談電力系統設備狀態監測與故障診斷技術

曹冬暉

（國華愛依斯（黃驊）風電有限公司，河北 黃驊 061100）

1 狀態監測與故障診斷的必要性

在電力系統運行中，做好整個系統設備的嚴密監測及故障診斷是十分重要的，能夠保證電力系統安全穩定的運行。電力系統設備在運行中會受到各種因素的影響，包括內部因素及外部因素等，在長時間影響下，電氣設備不可避免的會出現故障問題。同時電力系統電氣設備在長時間運行中，也會因電熱氣候等造成老化問題的出現，從而導致電氣設備故障問題。若是對此沒有及時的發現并處理，會對整個電力系統帶來影響，從而導致區域性停電的問題，甚至會帶來大規模的停電，給社會造成極大的經濟損失。因此，電力企業需要對此給予高度的重視，全面的監測電氣設備的運行狀態，通過科學的故障診斷技術對電氣設備的故障問題進行處理，保證電力系統運行的穩定性。

在具體工作當中，相關工作人員需要記錄整個電力系統的裝置及運行狀態，并科學的控制相關參數，評估采集到的相關數據及設備狀態，然后對設備的整體情況有著詳細的了解。在對電力系統設備進行狀態監測及故障診斷中，需要采集設備的相關數據，并對數據進行分析，得到設備的相關特征，然后評估設備的整體狀態。將這個過程進行匯總，就能夠有效收集和積累整個電力系統運行數據，通過記錄詳細的數據，然后建立模板進行分析，能夠對存在的問題及時發現并處理，從而為整個電力系統的安全運行提供保障。同時對于電力系統設備的全面監測，通過數據的分析，能夠對系統運行狀態進行預測，避免故障突發問題出現。

2 電力系統設備狀態監測技術的應用要點

2.1 在線狀態監測

在電力系統設備狀態監測中，需要根據實際情況來合理采取監測措施。在線狀態監測主要包括三個方面內容，分別為故障診斷、監測分析、狀態監測。

在電力系統設備故障診斷中，利用計算機來對相關設備的參數進行提取，并結合以往的設備數據，對比其中是否存在差異，若是存在差異要找出問題并解決，能夠更好的處理電氣設備的故障問題。而在實際工作中，難以通過系統直接獲取故障信息，需要通過人工來查找，從而能夠更為準確的判斷故障點。在故障診斷中，需要科學的分析故障信息，然后將分析結果提交給相應工作人員。而監測分析中，增加了分析功能，能夠適當的分析電力系統電氣設備整體的診斷數據，若是處理較大的數據量時，也會帶來更多資源的消耗，從而降低故障監測效率。在狀態監測中，通過傳感器來采集電氣設備的相關數據，并且結合已經收集到的近期電氣設備的相關數據，從而分析監測電氣設備的運行狀態。

2.2 離線狀態監測

在電力系統電氣設備監測工作中，離線狀態監測十分的重要，在具體工作中應用的較為廣泛，是電氣設備監測中的重要環節。通過離線狀態監測，能夠實時的檢查電氣設備的運行狀態，在電氣設備處于關機狀態時也可以應用，可以對電力電氣設備中存在的問題及時的發現。在電力系統設備監測工作中，離線狀態監測的應用有著以下幾個方面的優勢：首先，離線狀態監測具有成本較低的優勢。與其他在線狀態監測設備相比而言，離線狀態監測設備有著較低的成本，并且容易安裝。離線狀態設備能夠根據工作的要求對監測時間進行合理的選擇，并通過自由移動來監測指定位置的電氣設備。離線狀態監測的應用能夠彌補在線狀態監測中的不足，從而提升了電力系統設備整體狀態監測的效果。其次，離線狀態監測十分的便捷。離線狀態監測設備并不復雜，也沒有更多的功能，因此十分的簡便，安裝容易，在小型電力系統中應用的十分廣泛，能在一定程度上保障電力設備的安全。在線狀態監測設備功能較多，在小型電力系統中其功能并不能完全發揮，應用過程中顯得浪費資源。相比之下，離線狀態監測設備在小型電力系統中應用較為適宜。

2.3 無人檢修監測

國外電力系統設備狀態監測起步較早，已經積累了一些成熟的經驗。隨著對狀態監測技術的不斷研究，促進了狀態監測技術的不斷發展，也進而提升了電力系統的穩定性。在美國等一些技術較為先進的國家，無人檢修監測技術已經被應用到電力系統設備狀態監測中，起到了良好的效果。我國電力系統一開始借鑒發達國家的先進技術，然后結合了我國電力系統的實際情況，在管理、技術等層面逐漸追上了發達國家的腳步，在很多方面也實現了趕超。在電力工業技術的不斷積累下，我國狀態監測技術的發展也取得了極大的進步，為我國電力系統的穩定性提供了保障。狀態監測技術在電力系統應用中有著良好的效果，保證電力電氣設備的穩定運行，提升了電力系統的經濟效益。在未來的發展中，我國仍然要不斷對狀態監測技術進行研究，提升無人檢修監測技術的應用水平，從而更好的為電力系統服務。

3 電力設備故障診斷技術的具體應用

在電力系統運行當中，故障診斷技術的合理應用有著重要的意義，需要根據實際情況的不同來選擇適宜的故障診斷技術。本文主要應用紅外診斷技術，電力系統設備在運行中會受到電流、電壓的影響，發熱的現象較為常見，若是電氣設備存在問題，其故障位置有著較高的溫度，同時隨著故障的加大，溫度會存在不均勻分布的特點，若是沒有及時的處理很容易出現設備火災情況，從而影響到電力系統運行的穩定性。紅外診斷技術的原理主要通過紅外輻射的能量大小和溫度與目標的關系來對故障進行判斷。在裝置中線路溫度要比一個絕對零度要高時，紅外線輻射的能量會在出現故障時向周圍區域發散。而物體表面溫度直接關系到能量的大小，從而通過對物體本身發射的紅外線能量進行測量，得到物體的實際溫度，實現對故障的診斷。

3.1 變壓器檢修中的實際應用

在變壓器狀態監測中主要通過電子工程技術中的數據挖掘方法。通過監測系統對設備的各類運行參數進行收集，與實時數據庫進行對比來了解變壓器的運行狀態。例如，分析每個電力設備的狀態特征量，需要對主要參數信息、性能狀態的變化趨勢、實際損耗等進行詳細的分析，然后進行數據漸變模型的建立，對設備潛在的故障征兆能夠提前發現，能夠準確的判斷設備可能出現的嚴重損耗部分及趨勢狀況，根據結果來完成檢修方案的制定。國內相關電力科研機構通過粗糙集數據挖掘方法的應用，分析變壓器油中的溶解氣體的相關數據，實現對變壓器運行狀態的診斷。在實際工作中，變壓器結構十分的復雜，粗糙集理論也提出了一些故障診斷模型。首先要模糊化處理變壓器相關的歷史故障數據，根據這些數據來完成診斷決策表和數據庫的建立。其次，通過粗糙集數據挖掘在診斷決策表中進行隱含的數據條件的提取，從而更好的對變壓器故障進行分析。

3.2 在配電網設備檢修中的應用

在配電網故障診斷中通過故障出現的實時信息來對故障區間進行確定。隨著相應技術的不斷發展，專家系統、電子神經網絡、邏輯處理系統等已經較為廣泛的應用到故障診斷中，能夠對配電網各個環節的故障進行智能化監測。在具體工作中，配電網故障診斷在環境及設備的影響下，其實時信息可能會存在一些問題，如不完整、發生畸變等，從而影響檢測系統的判斷。因此在配電網故障診斷工作中采用數據挖掘技術能夠對此進行有效的規避，提升診斷的效率。

3.3 在高壓輸電線路檢修中的應用

在電力系統中，高壓輸電線路的穩定性至關重要，直接關系到電力系統安全穩定的運行。因此需要做好高壓輸電線路的故障診斷工作，從而保障高壓輸電線路的穩定性。在高壓輸電線路故障診斷中采用粗糙集理論的數據挖掘模型能夠有效的避免信息實時畸變，提高診斷的準確性。粗糙集具有定型分析能力，能夠處理分析挖掘到的數據集，然后通過遺傳數據算法進行測試樣本的理論數據的獲得，促進故障診斷系統容錯性的提升，促進狀態檢修系統作用的充分發揮。

4 電氣設備管理的措施

4.1 將電氣設備的周期維護及檢測工作做到位

電力系統電氣設備的周期維護及檢測工作十分重要，需要給予高度的重視。在具體工作中要做好電氣設備日常期間的巡查工作，并對相應數據進行記錄。在周期性維護與檢測工作中，相關工作人員要嚴謹、認真的記錄分析設備的各項檢測數據，檢查設備的各項參數是否在正常范圍內，確保沒有問題。若是相關的數據存在差異，需要及時的進行處理。

4.2 健全電氣設備的運維管理機制

為了保障電力系統設備的正常運行，需要制定合理的管理措施，其中電氣設備運維管理機制十分重要，需要建立并完善，并在實際工作中充分落實，確保電氣設備運行的穩定性。在具體工作中，電力企業需要根據電力系統的實際情況，并充分了解電力系統在運行過程中所受到的影響因素，可能存在的問題，有針對性的制定管理機制，通過責任的落實來提升電氣設備運維管理的效率。建立獎懲制度，提升相關工作人員的積極性，使他們能夠嚴謹的完成本職工作，積極處理工作中存在的問題，保障電力系統運行的穩定性。

4.3 優化和調整電氣設備的使用流程

為了避免電力系統電氣設備故障的出現，在其使用過程當中應當嚴格按照相關的操作流程進行，避免出現違規操作的問題。電力企業需要根據電氣設備的特點來對工作人員的操作流行進行規范，落實安全操作規范。同時需要做好工作人員的培訓工作，提升他們的操作水平，樹立安全意識，保證在工作中能夠嚴格按照要求進行。此外，還需要對工作人員的操作進行監督，避免個別工作人員因疏忽大意而出現問題，從而導致電氣設備因誤操作出現故障。

4.4 注重電氣設備的監管工作

在電力系統電氣設備管理中，監督管理也是十分重要的，做好監督管理工作能夠及時發現電氣設備運行中存在的異常，保證電氣設備運行的穩定性。電力企業需要安排專門的人員對電氣設備進行監督管理，同時還需要提升監督管理人員的整體素質，強化他們的責任心及安全意識，保證他們能夠嚴格按照相關要求進行監督。此外，還需要制定一個周期來全面的檢測維護電力系統電氣設備，能夠有效的保證電力系統電氣設備的運行狀態，避免故障的突然出現。

4.5 提升電氣設備檢修人員的專業技能素養水平

在電力系統電氣設備的管理當中，人員是直接參與者，包括操作人員、管理人員及運維人員等，這些工作人員的專業素質直接關系到電氣設備的管理水平，影響其運行狀態。因此電力企業要重視工作人員綜合素質的提升，做好相關的培訓工作，培訓內容要結合工作的實際情況，讓工作人員能夠更好的理解相關的知識內容，強化工作人員的專業能力。同時，電力企業還需要積極的引入技術人才，加大資金的投入，從而建立一個高素養的團隊，更好的保證電力系統設備的安全運行。

4.6 改進電氣設備的運維管理技術

電力系統電氣設備的運維管理工作十分復雜，尤其當前科學技術的不斷發展，一些新技術、新設備都應用到電力系統當中，同時電力系統在運行中受到的影響因素眾多，這就給運維管理帶來了極大的難度。因此電力企業要與時俱進，積極學習先進的理論知識，借鑒行業中成功的經驗，并根據自身電力系統的實際情況來不斷的改進和完善運維管理技術，提升運維管理水平。相關工作人員也需要及時了解行業內最新動態，及時更新自身的知識，對電氣設備的各方面數據要有著充分的了解，在具體工作中才能夠更好的完成本職工作。

5 結語

在我國經濟發展過程中，電力行業一直有著重要的貢獻，是保證農業、工業生產的基礎，因此電力系統的穩定運行就顯得尤為重要。電力系統在運行過程當中會受到各種因素的影響，若是沒有采取合理的措施，將會造成電氣設備故障問題的出現，為此需要做好電力系統設備的狀態監測及故障診斷工作，通過科學的狀態監測，運用合理的故障診斷技術，及時發現并處理電氣設備中存在的問題，對保證電力系統的穩定運行有著重要的意義。