電力設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇電力設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

為保證人們正常的生產(chǎn)和生活，需要定時對電力系統(tǒng)設備進行故障監(jiān)測診斷。在進行電力設備故障監(jiān)測診斷的時候一般包括電力設備的狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷兩方面內(nèi)容，本論述將分析這兩方面的具體內(nèi)容。

1電力系統(tǒng)設備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷的意義

1.1電力設備狀態(tài)檢測和故障診斷的必要性

電力設備在建成運行的過程中會受到多方面的影響，比如環(huán)境、機械、溫度等，這些因素的存在會逐漸的降低電力設備的性能，最后出現(xiàn)一些故障。為了保證電力設備的安全性，在電力設備中都存在著一些絕緣材料，這些材料的成分基本都是有機材料，比如絕緣紙、礦物油等，有機合成材料受到影響后極易老化。電力設備對于電力系統(tǒng)是十分重要的，如果電力設備發(fā)生故障，就會導致電力系統(tǒng)癱瘓，從而發(fā)生大規(guī)模停電，給社會帶來嚴重影響。另外，隨著科技水平的不斷提高，電力系統(tǒng)的自動化程度也越來越高，只要一臺設備出現(xiàn)故障，就會影響整個系統(tǒng)。并且隨著電力設備越來越先進，原本的人工判斷已經(jīng)很難找出設備的故障所在，因此做好電力設備狀態(tài)檢測和故障診斷就變得十分重要。監(jiān)測是在某種目的下對目標進行觀察和監(jiān)視，而在電力設備中的狀態(tài)監(jiān)測就是利用一些傳感器對電力設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，通過獲取的數(shù)據(jù)來判斷設備是否良好。而電力設備的故障診斷，則是通過狀態(tài)檢測獲取的數(shù)據(jù)，相關人員憑借自己的經(jīng)驗對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，從而判斷出故障的具體內(nèi)容，比如故障的類型、位置等，通過故障的明確來進行相應的維修工作。由此可以看出，狀態(tài)監(jiān)測主要是對數(shù)據(jù)進行收集，而故障診斷則是對數(shù)據(jù)進行分析和判斷。

1.2狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的技術(shù)依據(jù)

在進行電力設備狀態(tài)監(jiān)測的時候，想要獲取不同的數(shù)據(jù)就要使用不同的監(jiān)測設備進行監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)設備的某項參數(shù)大于最高允許值時，就可以初步判斷設備的異常。電力設備故障診斷技術(shù)則是通過監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，來分析設備的運行情況，找出可能會發(fā)生故障的部位或者發(fā)生故障的部位，并對故障的具體內(nèi)容做出判斷，然后進行相應的維修工作，阻止故障的繼續(xù)發(fā)生，從而使設備恢復到正常的運行狀態(tài)，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前在對電力設備進行管理的過程中，狀態(tài)檢測和故障診斷技術(shù)已經(jīng)成為重要內(nèi)容，對保障電力設備的正常運行有重大作用。另外，隨著市場競爭的日益激烈，電力企業(yè)也要通過降低一些成本來獲得競爭優(yōu)勢，而在設備故障診斷方面可以進行不斷優(yōu)化以減少維修成本。所以對電力設備使用先進的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷逐漸成為電力行業(yè)的主流趨勢，最終取代傳統(tǒng)的維修方式。

2電力設備的狀態(tài)監(jiān)測

隨著科技水平的不斷提高，電力系統(tǒng)變得越來越復雜，電力設備的類型也越來越多。為了保證電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，原本依靠人力進行電力設備監(jiān)控已經(jīng)無法滿足日益變化的要求，因此要通過一些技術(shù)手段來進行設備的監(jiān)測工作。

2.1離線狀態(tài)監(jiān)測

在電力設備管理過程中，進行設備的離線狀態(tài)監(jiān)測一直是一項比較重要的內(nèi)容。既便監(jiān)測技術(shù)在不斷的更新，但進行離線狀態(tài)監(jiān)測還是十分必要的。進行離線狀態(tài)檢測時，無論設備處于運行狀態(tài)還是停機狀態(tài)，都需要定期的對規(guī)定項目進行檢查，從而發(fā)現(xiàn)電力設備中存在的一些問題。電力設備的離線監(jiān)測有很多優(yōu)點。比如其成本比較低，離線監(jiān)測的設備價格相對于在線監(jiān)測設備價格要低，并且離線監(jiān)測設備通常是便攜式的移動設備，可以根據(jù)工作需要安裝在各種設備上，因此降低了成本。由于離線監(jiān)測設備是可移動的，所以可根據(jù)時間和空間的需要對電力設備進行監(jiān)測，為監(jiān)測提供了很大的便利。并且一些電力設備是在線監(jiān)測系統(tǒng)無法監(jiān)測的，因此需要離線監(jiān)測設備進行監(jiān)測。由于離線監(jiān)測設備的便攜性，其相對于在線監(jiān)測設備來說，只有最基礎的監(jiān)測功能，因此使用起來比較簡單方便，并且能夠進行靈活監(jiān)測。由于其比較簡單的特點，離線檢測設備只適用于一些小型的電力系統(tǒng)和電力設備，這類系統(tǒng)設備通常比較簡單，因此離線監(jiān)測設備采集的數(shù)據(jù)能夠滿足需要。而在線監(jiān)測設備成本比較高，監(jiān)測的內(nèi)容比較多，因此對于小型電力系統(tǒng)和設備來說，有點大材小用，并且還會增加一些不必要的成本。離線狀態(tài)監(jiān)測是不需要安裝在電力設備上的，也就無需對設備進行改造和更換，因此不會對電力設備造成較大的影響，保證了電力設備的安全性和穩(wěn)定性。

2.2在線狀態(tài)監(jiān)測

在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)相對于離線監(jiān)測設備來說是比較復雜的，其涉及到計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等比較先進的現(xiàn)代技術(shù)。根據(jù)使用功能的不同，可以將在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)分為檢測與診斷系統(tǒng)、檢測與分析系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。首先是監(jiān)測、分析和故障診斷系統(tǒng)，需要比較先進的計算機支持，并且涉及到的計算機軟件比較多。在進行診斷的時候，首先在計算機的數(shù)據(jù)庫中提取故障的征兆，并在知識庫中提取此故障的相關知識進行診斷。但是有些故障信息是系統(tǒng)采集不到的，因此需要人工輸入故障的一些特點，進行故障的確定。而診斷系統(tǒng)中存在著大量的經(jīng)驗和知識，可以對這些故障進行診斷和推理，并且將判斷出來的數(shù)據(jù)通過計算機呈現(xiàn)給相關人員。然后是監(jiān)測和分析系統(tǒng)，此系統(tǒng)是在監(jiān)測系統(tǒng)的基礎上添加了分析系統(tǒng)。檢測和分析系統(tǒng)在對電力設備進行監(jiān)測的時候，可以全面的檢測到所有的數(shù)據(jù)，因此在進行分析的時候，分析的數(shù)據(jù)量比較大，特別是對一些比較特殊的數(shù)據(jù)進行分析的時候，需要消耗比較多的計算機資源，因此檢測的時候比較困難。最后是單純的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。它主要的功能是進行數(shù)據(jù)采集并且建立數(shù)據(jù)庫，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子儀表。在進行數(shù)據(jù)采集的時候，主要利用的儀器是各種傳感器，因此傳感器的運行好壞，直接決定著數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。狀態(tài)檢測系統(tǒng)與電子儀表不同的是它可以建立數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫能夠存儲電力設備在一段時間內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，包括事故追憶記錄、參數(shù)異常恢復記錄、模擬量值等。

3電力設備的故障診斷

3.1選取故障信號的特征量

由于采集到的數(shù)據(jù)量比較大，因此通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)能夠快速的提取到有用的信息，并對其進行轉(zhuǎn)換和傳輸，增加電力系統(tǒng)運行的效率。通常在電力設備進行運行的時候，一些故障發(fā)生時會顯示不同的故障特征，但是同一個故障特征也會由不同的故障原因引起，如果沒有明確故障和故障特征的話，則在進行故障診斷的時候就比較困難。實際的電力設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷過程中，經(jīng)常會發(fā)生一些由于沒有選擇正確的故障特征，而造成診斷結(jié)果的錯誤，或者是沒有正確的對故障進行分析，從而導致故障特征的選取錯誤，這些都是在電力設備監(jiān)測診斷過程中存在的不合理之處。進行故障特征選取時，一些不同的故障經(jīng)常會有相同的故障特征，這些特征不能成為選擇的依據(jù)，而應該選擇具有代表性的故障特征，這樣才能最大程度的保證診斷結(jié)果的正確性。

3.2故障的診斷

通過故障診斷系統(tǒng)對電力設備發(fā)生的故障進行診斷時，一般有以下幾種不同的診斷方式。首先是利用信息融合技術(shù)和傳感技術(shù)對故障進行診斷，對電力設備的診斷過程中通過不同的傳感器來對故障進行多角度的監(jiān)測和診斷，并且使用多個故障特征來分析故障，增加了診斷的準確性。分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的時候，應該選擇靈敏度比較高的信息作為診斷依據(jù)，能夠在故障診斷的時候比較全面。信息融合處理技術(shù)就是處理傳感器采集到的信息，分析不同信息數(shù)據(jù)之間的不同聯(lián)系，將相同特征的數(shù)據(jù)融合在一起，方便診斷系統(tǒng)進行診斷，從而使電力設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的準確性提高。隨著信息融合技術(shù)的不斷進步，故障診斷的準確率也逐漸的增加。第二種故障診斷方式是基于特征的空間矢量來進行診斷。這種方式能夠分析出故障的誤差，進而對故障的特征進行修正，因此其有著比較強的適應能力，在進行診斷的時候可以對不太確定的診斷對象進行診斷。當電力設備發(fā)生故障之后，這種方式能夠獲取到先前故障的特征，然后跟本次的故障特征進行比較，進行誤差的計算修成，就能夠獲得一個比較準確的故障特征，使得故障診斷的效率得到提高。另外，進行故障診斷的時候，還應該考慮到存在電力設備特性和監(jiān)測數(shù)據(jù)中的一些不確定的因素，并根據(jù)相應的原則對其故障進行分析和診斷。進行數(shù)據(jù)分析的時候可以使用模糊數(shù)學的方式，分析故障中存在的模糊性問題以及隨機性問題，利用數(shù)學方程的形式來判斷故障，通過數(shù)學變量來獲得正確的故障特征，從而使故障診斷的準確性提高。在使用上述方式進行故障診斷的時候，還可以與一些現(xiàn)代化的技術(shù)相結(jié)合來進行診斷，比如人工智能、專家系統(tǒng)等。在使用模糊數(shù)學的時候進行不斷的改進，提高故障的識別率，增加故障診斷的準確率。

3.3故障診斷分析技術(shù)

在電力設備出現(xiàn)故障的時候會伴隨著一些物理化學過程的發(fā)生，而故障診斷分析技術(shù)就能夠?qū)Υ诉M行分析。當電力設備發(fā)生故障的時候，可以及時的尋找到故障特征，并對大量特征進行整理和分析，在分析的時候利用故障特征的空間矢量進行模糊化識別，對故障的特征盡心明確，從而分析出故障的原理和類型。相關人員就可以根據(jù)故障的原因開展相應的維修工作，這樣不僅能夠使電力系統(tǒng)在運行的時候更加穩(wěn)定，還能降低電力設備的故障發(fā)生率。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展。電力設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)也開始變得智能化和數(shù)字化。當電力系統(tǒng)中的電力設備開始運行的時候，通過局域網(wǎng)就能夠?qū)崿F(xiàn)故障信息的傳輸和診斷工作。并通過一些先進的技術(shù)手段對電力設備的狀態(tài)進行監(jiān)測，并進行數(shù)據(jù)的傳輸，當出現(xiàn)故障的時候能夠及時發(fā)現(xiàn)，從而保證電力設備以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定良好運行。

4電力設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1與先進的技術(shù)相結(jié)合

在進行電力設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷時，可結(jié)合使用各種先進的科學技術(shù)，比如電力電子技術(shù)、人工智能技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等。通過與這些技術(shù)的結(jié)合使用，使得狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的水平提高。

4.2從單臺設備監(jiān)測到整體監(jiān)測

電力設備發(fā)生故障會對整個電力系統(tǒng)造成影響，因此在進行故障的監(jiān)測和維修時，目標不再是單一的設備，而是整個電力系統(tǒng)。對電力設備進行狀態(tài)監(jiān)測的時候，可以考慮使用分布式的監(jiān)測系統(tǒng)，這種方式不僅能夠節(jié)省電纜成本，還能夠使監(jiān)測的工作量降低，使監(jiān)測結(jié)果更加可靠。

4.3進行遠程監(jiān)測和網(wǎng)絡跟蹤

隨著分布式電力監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展以及通信技術(shù)的應用，在對電力設備進行診斷的時候還可以結(jié)合計算機技術(shù)，將采集數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡之后進行遠程故障診斷。

4.4狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和其他系統(tǒng)相結(jié)合

在進行電力設備狀態(tài)監(jiān)測的時候可與其他系統(tǒng)結(jié)合起來，比如繼電保護系統(tǒng)等，來使電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

5結(jié)束語

綜上所述，做好電力設備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是電力系統(tǒng)良好運行的重要保證。相關人員要根據(jù)電力設備的具體情況，選擇合適的方式進行監(jiān)測和診斷，從而提高工作效率，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定。

作者:李宗 單位:敦煌市研究院