电气设备状态监测技术的研究

王瑞强

摘 要：电气系统的安全运行直接影响着决定着人民的日常生活，必须重视电气设备的状态，加强故障的监测。本文首先阐释了状态监测技术基本概念和重要性，然后分析了具体的方法，最后提出了未来的展望，具有一定的借鉴性意义。

关键词：电气设备；状态监测；技术研究

电气设备实际上就是电力系统中电力线路、变压器、发电机、断路器等的统称。依据不同测量方式和传感器来反映设备实际运行状态的化学量和物理量的一种方式就是设备状态监测，主要就是为了能够检测是否具备正常运行的设备状态。这种电气设备的状态监测技术属于新型的交叉科学，实际应用的时候还是处于初级研究阶段，由于不断发展科学技术，逐渐运用信号技术、数据仓库技术、计算机网络技术、电子技术、传感技术等，从而一定程度上提高了电气设备的状态监测技术的整体水平。

1 电气设备状态监测技术的基本概念

状态监测与故障诊断主要包括以下几方面：第一，信息检出单元。传感器能够及时体现需要检测设备的物理量实际状态，并且变为相应电信号。第二，数据采集单元。预处理传感器输送的相关信号，主要作用就是抑制干扰，及时采集记录和A/D转换。第三，信息输出单元。给后续单元输送采集的信息，应用固定装置的时候，由于存在远离现场的数据处理单元，需要适当安装一定的合理传输信息单元。应用便携式设备的过程中，仅仅只是需要隔离以及变换信息就可以。第四，处理数据单元。分析和处理数据信息的过程中，如，提取特征值、抑制干扰，为进一步分析和判断提供依据。第五，诊断单元。分析比较处理历史数据、规程、判据等，为以后研究设备提供基础。

2 电气设备状态监测技术的重要性

1）保障电力系统运行的安全性和稳定性。电气设备在电力系统中扮演着重要的角色，是电力系统运行的基础，只有保证设备安全运转，才能确保整个电力系统的稳定运行。为此，首先监控每个电气设备的运转状态，确保获取精准的第一手资料。这样当设备潜在问题暴露出来时，可以尽快发现、尽早处理，确保电气设备的稳定运行，以此保证电气系统的整体稳定。随着国家经济的突飞猛进，国民生活水平有了极大提升，对电力的要求越来越高，一旦发生重大故障，必然导致电力供应难题，人们正常的社会生活就会受到影响。因此，只有确保电力系统的平稳运行，才能满足社会的电力需求。

2）降低成本、提高经济效益。在社会主义市场经济体制下，企业要想获得长足的发展，就必须赢得残酷的市场竞争。只有有效降低成本，才能够将企业效益最大化，在市场竞争中掌握主动权。在电力系统实际运行中，如果不在电气设备状态监控上花费时间，必然会引发设备的超负荷工作，无法避免问题的出现。如果等到设备已出现严重问题再采取维修措施，会花费更多的人力物力，甚至有无法修复的可能。如果形成不可修复的故障，就必须要购置新设备，期间生产就必须要中断，不仅会花费巨大的维修费用，还会导致企业运营停滞，带来一些负面的社会影响。

3 电气设备状态监测技术的方法

1）发电机状态监测与故障诊断。发电机状态监测与故障诊断在实际应用的时候主要作用就是检测设备初始阶段的问题和缺陷，以便于能够有计划的对设备进行维修，最大限度降低设备停机概率。在设备运行使用的过程中尽可能缩短发电机维修时间以及延长无故障时间，可以在一定程度上降低维修发电机的费用，从而增加设备可用性。现阶段发电机就是在运行中利用发电机射频监视仪、发电机状态监视器以及发电机光纤测漏仪进行状态检测，上述系统可以监测和报警发电机内部故障，引导相关操作人员能够及时了解以及重视设备实际运行情况，为操作人员进一步调整负荷进行指导以及检测是否出现停机问题。国内现阶段也开始研究氢冷发电机，依据化学量分析方式来诊断氢气中杂质成分，以此来判断设备故障。发电机设备状态检测以及系统故障诊断的时候需要采集和观测很多机械、电气、物理、化学特征和数据，形成相应的数据处理系统，为监测提供正确的缺陷和异常数据信息。利用早期故障预报来判断和分析计算机故障情况，并且提供相对合理的检修方案。

2）变压器设备的监测与诊断。针对变压器运转而言，工作重点就是在相关规定之下进行监控，然后根据监控的情况制定维修措施。整个系统中不仅有重点监控，还有额外监控，保证其他不常出现故障件的稳定运行。通常情况下，变压器的大修有吊铁心检查，周期为（10～13）天，其中检查的重点就是绕组形变。如果在显示器上观察到各个指标都在正常范围，就可以填写评估卡。之后还有一些整体性的诊断剖析，是进一步确认，再综合评估出变压器还可以运转的时间。检测结果如果显示变压器有异常，甚至可能威胁到设备的运转，就需要进一步的评估，是否需要进行维修，目前是将所有指标都控制在正常范围之内。

3）电容性设备监测与诊断。对于电容性设备检测，在此指的就是互感器类装置，使用的方法有油色谱分析、红外检测、停电预试等。一般而言，检测需要经过4个环节，分别是信息检出、数据采集、信息传输、数据处理。在以上工作完成之后，就能根据反应的数据情况，进行一个综合性判定，然后拿着评估报告对互感器类设备展开检修。值得一提的是，停电预试必须要与主设备进行配合，要么就是在整体停电的情况下施工，如果检测发现电容性设备存在潜在故障，然后进一步确认发现故障确实存在，就可以根据故障情况来确定停电检修方案，需要注意的是，停电检修必须高效而及时。如果出现的故障必须要设备进行解体维修，只能在特定房间内进行。

4）在线状态监测与故障诊断技术。电气设备在线状态监测与故障诊断技术主要包括：检测信号、采集数据源、处理数据、诊断故障。监测和诊断故障设备基本步骤为，依据各种传感器，来检查设备实际状态，并且能够及时传输、采集、转换、处理信号，然后在存储器中存储采集单元信息。光缆或者电缆可以被当做传送载体，为了能够有效提高抗干扰能力，合理应用数字信号和光缆信号进行数据传输。主要包括三种采集数据的方式，采集信号峰值、采集信号波形、记录超过阀值的脉冲来处理数据，能够抑制干扰，可以增强或者保留有用信号，提取信号特征。

4 电气设备状态监测技术的未来展望

电气设备状态监测与故障诊断技术未来展望实际上就是应用人工智能、识别判断、信号处理等相关技术，分布式、综合性远程监控系统的研究和开发，能够及时保留或者提高信息强度，保证可以及时提取信号特征。主要包括指纹诊断、频率特性診断、时域波形诊断、阀值诊断等信号处理诊断方式。识别故障模式的方式中包括人工神经网络。人工神经网络能够识别局部放电指纹的严重程度和放电类型。依据被诊断系统的实际情况，相关专家能够利用一定经验规则来正确诊断故障的方式就是设备故障诊断专家系统。最好的处理电气设备故障工具就是模糊理论，相比较一般优化方式来说，遗传算法故障诊断技术能够利用比较少的信息来达到优化控制系统的目的。由于不断发展科学技术，逐渐形成很多新的技术，在电气设备状态监测与故障诊断中开始应用多传感器融合技术、混合智能故障诊断技术、现实故障检测算法等相关技术。

5 结束语

综上所述，电气设备系统包含着很多种类，在应用相关监测技术的过程中，需要详细分析设备存在的安全隐患，找到故障存在的内在原因。在此基础上，合理使用相应性的技术与方法，有效监测与排除设备的隐患，增强使用的安全性与稳定性，延长设备的使用寿命，保障人们日常生活的安全与健康。

参考文献

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[2]樊长飞，李芳，孙蕾.电气设备故障诊断技术[J].山东工业技术，2017（03）：99-100.