电力系统设备状态监测与故障诊断技术研究

刘俊，张贤坤

电力系统设备状态监测与故障诊断技术研究

刘俊1，张贤坤2

（1.国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110811；2.上海海能信息科技有限公司，上海 201315）

电力系统设备状态监测与故障诊断技术在电力领域的发展过程中具有较强的应用优势，它可为电力系统的正常运行提供重要保障。在此之上，简要分析了电力系统设备状态监测与故障诊断技术的作用，并分别从在线状态监测、离线状态监测、无人检修监测等方面论述了状态监测技术要点，并且通过采取故障特征数据、选择故障诊断方式、分析故障来源过程等内容突出故障诊断技术特点。

电力系统设备；状态监测技术；故障诊断技术；电力企业

电力需求量的增加导致电力系统运行状态成为电力企业重点关注的内容。其中，电力系统设备状态监测技术与故障诊断技术在其中发挥着重要作用，它可以保障电力系统运行稳定，并为大众提供优质的供电服务。另外，当电力系统相关技术得到一定优化时，也会对工业生产带来重大助力，并且能有效地保证工作人员的安全，进而实现电力企业的长远发展。

1 电力系统设备状态监测与故障诊断技术的作用

电力设备是电力系统中的重要组成部分，一旦电力设备发生故障将导致电力系统无法正常运行，所以，电力设备状态监测技术与故障诊断技术对电力系统的稳定性具有较强的实践意义。其中，状态监测具体是指工作人员借助传感器等设施以及现代化科学技术对电力设备的实时状态加以监控，这样可为电力设备的正常运行提供重要保障，将潜在安全隐患消除在初期发展阶段，进而避免电力企业遭受不必要的经济损失。故障诊断指的是工作人员从状态监测过程中获取到设备实际参数及异常状况信息，进而有助于工作人员及时采取解决措施调整电力设备状态，从而保证电力系统正常供电。

事实上，电力设备在运行期间极易发生故障，比如受到环境及温度等变化致使设备性能受到影响，最终出现故障。通常情况下，电力设备在其自我保护方面常采取绝缘材料增强设备安全性，但这些材料经过长期使用后容易发生老化现象，进而引发设备故障。因此，状态监测技术与故障诊断技术的合理应用可为设备的实际运行起到防护作用。相关人员根据监测结果可及时找到故障位置及原因，以此促进电力企业向信息化方向发展。

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

为了满足当前设备监测需求，电力系统需要借助先进技术实现有效监测目的。其中在线状态监测主要包括故障诊断、监测分析、状态监测等三方面内容。

其中在故障诊断环节中，需要通过计算机系统及时提取相关设备参数，并根据计算机数据库中的信息与之对比，以便准确找到相关的设备故障点。通常情况下这些提取到的故障信息往往很难利用系统直接获取，因而需要借助人工力量输入故障特点进行查找，以此提升故障点确定的准确性。

而在故障诊断过程中，可利用故障信息排除经验等对故障加以分析，并将最终诊断结果传递给工作人员。

在监测分析中，在原有数据诊断系统基础上增加分析功能，它可对电力设备整体数据量进行适当的分析，但当涉及到的数据量较大时会消耗过多资源，导致故障监测可行性较低。在最终状态监测阶段可利用传感器对设备数据进行采集，并经由数据库中存储的近期监测记录及事故追忆记录等可对电力设备的运行状态进行分析监测，从而达到在线监测效果。

2.2 离线状态监测

离线状态监测在电力设备监测工作中占据重要地位，尽管状态监测技术不断在更新，但仍然离不开离线状态监测的重大支持。在离线状态监测工作中，不管电力设备是否处于正常开机状态，都可运用离线状态监测方式对设备进行实时检查，以便及时发现电力设备中存在的具体问题。离线状态监测在电力设备状态监测技术的实际应用过程中具有较强的优势。

具体优势包括：①成本低。离线状态监测设备照比在线状态监测设备相比成本更低且安装容易。由于离线状态监测设备能够自由移动，并且根据实际工作需求可选择适合的监测时间。同时，离线状态监测设备还可对在线状态监测设备进行补充，以此保证设备状态监测技术得到妥善的应用。 ②便捷性。离线状态监测设备功能单一，所以在携带方面也较为简便并且更加适用于小型电力系统，同时不需反复安装，这样可对电力设备的安全起到一定的保护作用。另外，由于在线状态监测设备所监测的内容较广泛，在小型电力系统中不能发挥出全部的功能，从而造成资源浪费。而离线状态监测设备刚好可以满足小规模电力企业的实际需求，进而实现节能目的。

2.3 无人检修监测

国外利用传感器进行电力系统设备状态监测的时间较早且经验较丰富，经过30多年的苦心研究，状态监测技术已取得了迅猛的发展，并且为电力系统的运行带来了较大助力。尤其在美国等国家已基本上实现无人检修监测，这对于中国电力系统设备状态监测技术的研发起到了一定的指导作用。所以，中国相关技术人员应当积极借鉴海内外先进的技术手段，并结合本国电力系统运行特征提高状态监测技术的可行性，从而为中国电力系统的高效发展提供重要支持。

根据其他国家的实际应用效果，状态监测技术可极大程度上降低电力设备故障率，并提高设备维修效率，让电力设备在电力系统中体现出较大的实用价值，尤其是在资金成本等方面，无需浪费较大支出投入到设备维修工作中，从而保障电力企业在市场中突显出较强的竞争优势。所以，中国需继续深入研究，以此提高传感器研发及状态监测技术水平，争取更快实现无人检修监测目标。

3 电力系统设备故障诊断技术的应用要点

3.1 采取故障特征数据

在电力系统设备中应用故障诊断技术时需要借助数据处理手段快速获取关键信息，并经过数据传输与转换提高电力系统运行效率。由于在实际操作过程中获取到的数据量过于庞大，所以在电力设备发生故障时都会存在相应的故障特征。而一般情况下，同一故障特征也可以由不同故障原因引发。所以，在无法确定故障特征时就不能明确故障类型，从而对故障诊断工作带来一定阻力。因此，相关人员在具体的工作中要掌握基本的故障特征，提升故障诊断的准确性。

故障特征数据的确定一直都是故障诊断技术中的难点内容，这就需要相关技术人员在平常工作中应重点积累故障特征，并善于学习新型技术，以此提高自身电力设备故障诊断能力。比如充分应用红外线技术等，它可以通过收集故障物体释放的红外线信号，帮助工作人员对故障物体进行全面分析，并从中找到敏感度较高的故障特征，之后再据此选择准确的故障特征数据，进而促使电力企业节约不必要的成本，提高自身经济效益[1]。

3.2 选择故障诊断方式

电力系统设备故障诊断技术在实际应用期间存在不同的诊断方式，所以相关人员在具体工作中需根据设备故障的实际情况选择适合的诊断方式，以此提高工作效率。

具体做法为：①充分利用传感技术与信息技术实施故障诊断。它主要是指在电力系统设备故障诊断中借助不同种类的传感器对故障进行全方位诊断，并综合考虑多种诊断特征判断故障类型，以此提升故障诊断准确性。另外，在工作人员分析设备状态监测数据时应在信息技术的帮助下选出最贴合实际的信息，这样才能保证设备故障诊断到位。②结合空间矢量及故障特征实施设备故障诊断，以此最大化降低故障诊断误差。首先，工作人员可对尚无法确定是否属于真正的故障物体进行诊断；其次，根据以往获取到的故障特征与其进行对比；最后，修正实际运算中所得到的误差结果，这样可保证下一次故障诊断时能得到可信度更高的故障特征。 ③重视设备特性及数据信息中存在的一些不确定因素，并运用模糊数学法得出故障特征，以此为故障诊断提供重要的参考依据[2]。

3.3 分析故障来源过程

当电力系统设备发生故障时往往也会出现物理化学反应，通过合理分析这些现象可为故障诊断工作进行指引。比如在分析电力设备故障原因时，相关人员可从设备温度等方面的变化找到故障来源，以此保证故障诊断结果更加准确。当设备线路发生短路故障时会造成设备呈现高温状态，而从温度监测中可得出多种不同的故障类型，之后再对其进行细致分析，经过层层排查最终找到实际故障点[3]。

以电气装置故障诊断为例，当电气装置中发生接触不良或线路安装不到位等状况时，工作人员利用温度测量仪可测量出电气装置实际温度数值，经过与常规安全运行范围相比对，可得出电气装置存在的故障隐患，从而及时对其加以排查，以便提升电气装置的安全性。再比如电力设备变压器中，若其出现负荷超载、套筒过热等问题时也会引发变压器故障。此时，工作人员可对变压器进行诊断，以便找到具体的故障来源，并制订详细的诊断方案排除故障。

4 结论

综上所述，在电力系统设备实际应用状态监测技术与故障诊断技术时，相关人员需要根据电力设备的性能及对应的故障点制订详细的诊断方案，并在日常管理中对电力系统设备实施实时监测，这样才能保证电力系统稳定运行，同时也能有效提高实际工作效率，为大众提供良好的用电体验，进而让电力系统设备发挥出应有的作用，促使电力企业走向可持续发展道路。

［1］林仕斌.浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术［J］.机电信息，2019（17）：120-121.

［2］李飞龙.矿山电力设备状态监测与故障诊断技术研究［J］.世界有色金属，2019（2）：290-291.

［3］祝丹.关于发电机、变压器类电力设备的状态监测与故障诊断探讨［J］.科技风，2018（24）：172.

2095－6835（2019）22－0102－02

TM507

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.22.039

〔编辑：张思楠〕