電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)分析

張積英 張先德 曾波 黃其軍 于建軍

【摘 要】在近年來(lái)的發(fā)展中，針對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以此采取有效的故障診斷技術(shù)是電力企業(yè)發(fā)展的工作重點(diǎn)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷研發(fā)與創(chuàng)新。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展下，電力系統(tǒng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)等多方面生產(chǎn)活動(dòng)具有重要影響，需要更好的促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。為此，本文針對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備在狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)實(shí)施中的內(nèi)容展開(kāi)分析，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提出有效解決措施，改善工作效果。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；設(shè)備運(yùn)行；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；故障診斷；技術(shù)分析

電氣設(shè)備作為社會(huì)發(fā)展下電力企業(yè)工作系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)有較多故障的發(fā)生，受多種因素干擾，需要加強(qiáng)對(duì)其有效監(jiān)測(cè)，確保狀態(tài)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)所存在的故障進(jìn)行診斷一次，采取更為有效的解決措施，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。

一、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)

（一）狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

針對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，技術(shù)的使用是與傳感器相關(guān)聯(lián)，通過(guò)相對(duì)應(yīng)測(cè)量手段對(duì)策采取，獲取數(shù)據(jù)信息能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行中的工作狀態(tài)如實(shí)反映，使得對(duì)設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)做到精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)，對(duì)其是否運(yùn)行正常進(jìn)行及時(shí)診斷。

電力系統(tǒng)設(shè)備在實(shí)施中對(duì)其故障的診斷是通過(guò)對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用獲取電力設(shè)備在運(yùn)行中的系統(tǒng)狀態(tài)，包括所有運(yùn)行數(shù)據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)的測(cè)量值，之后對(duì)所得數(shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)技術(shù)方式的采取與相對(duì)應(yīng)的推理方式進(jìn)行判斷，最終制定一個(gè)合理的維修方案。換言之，獲取電力系統(tǒng)設(shè)備的特征量之后，對(duì)其展開(kāi)分析，判斷運(yùn)行狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程屬于故障診斷，獲取過(guò)程是狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

（二）技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)在傳感器生產(chǎn)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)等方面的技術(shù)應(yīng)用較為落后。一方面，大多數(shù)電力企業(yè)對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的概念沒(méi)有成形；另一方面，軟環(huán)境與管理體制方面難以保證電力企業(yè)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。多種問(wèn)題的存在主要產(chǎn)生于兩方面原因：（1）多數(shù)電力企業(yè)在認(rèn)知中對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的重視度較低。沒(méi)有相關(guān)檢修技術(shù)的支撐，技術(shù)在使用中較為老舊，設(shè)備工作時(shí)的狀態(tài)與檢修難以匹配，由此可知，沒(méi)有對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)剛需形成滿足，現(xiàn)有狀態(tài)在監(jiān)測(cè)裝置的使用中難以充分體現(xiàn)價(jià)值。（2）還有部分電力企業(yè)雖然開(kāi)始使用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但受人工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足，數(shù)據(jù)處理能力較低等造成技術(shù)資源的浪費(fèi)。造成操作處理不得當(dāng)，對(duì)技術(shù)人員的相關(guān)培訓(xùn)力度較小。

二、狀態(tài)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）信號(hào)采集

電力系統(tǒng)設(shè)備造進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作時(shí)實(shí)施中，在線監(jiān)測(cè)是以對(duì)診斷設(shè)備的所有信息獲取作為第一環(huán)節(jié)，之后當(dāng)電力設(shè)備信號(hào)獲取之后，根據(jù)表征設(shè)備的狀態(tài)量中不同的特性與不同信號(hào)相結(jié)合采取不同的方式監(jiān)測(cè)。一次性采樣是當(dāng)前常用的方式，每次采集的信號(hào)樣本保證足夠數(shù)據(jù)處理的需求長(zhǎng)度，根據(jù)規(guī)定時(shí)間實(shí)施采樣；之后對(duì)出現(xiàn)的故障隨機(jī)信號(hào)采樣；根據(jù)故障診斷采取一些特殊的方法，例如：轉(zhuǎn)速跟蹤、峰值采樣等。

不同的設(shè)備與任務(wù)需求下所使用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法有所不同。變壓器一旦出現(xiàn)故障，通常是因?yàn)榻^緣材料出現(xiàn)老化所引起，需要與變壓器自身的機(jī)械特性結(jié)合，根據(jù)運(yùn)行中的電氣特性與實(shí)時(shí)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通常所采用的方法主要是局部放電、油中氣體分析等。

（二）數(shù)據(jù)傳輸

通常情況下，電力系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的部分與監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的距離較遠(yuǎn)。為此，數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中經(jīng)常會(huì)造成數(shù)據(jù)破壞，需要及時(shí)處理數(shù)據(jù)信息。通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)預(yù)處理基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮打包，之后將其傳輸至控制中心。

三、故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)

（一）選取故障信號(hào)特征量

電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信號(hào)，因此可龐大的數(shù)據(jù)中所有可以利用的信息加以提煉，最終形成信號(hào)處理任務(wù)，是技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)。電力設(shè)備在運(yùn)行中能夠提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，則相對(duì)應(yīng)設(shè)備在故障診斷過(guò)程中的靈敏度會(huì)更高。故障特征量通常并非是單一種故障狀態(tài)所導(dǎo)致，一般情況下，大多數(shù)的故障特征量所象征的是一樣的故障內(nèi)容。為此，在故障診斷技術(shù)的應(yīng)用中，核心頒發(fā)是對(duì)故障特征量的正確選擇。特征量在選擇中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則會(huì)造成對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的誤判，難以保證其狀態(tài)屬于故障或正常。正常的運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)在特征參量顯示中有部分相同，會(huì)造成判斷失誤，則故障特征量本身模糊性十分明顯，需要保證方法使用的正確。

（二）故障診斷

電力設(shè)備在運(yùn)行中所發(fā)生的故障類別較多，且相同的事故同樣會(huì)由多種故障狀態(tài)所表現(xiàn)，以下是對(duì)多種診斷方法的使用介紹：（1）一種故障所呈現(xiàn)出的故障表象會(huì)由多種組成，需要通過(guò)多傳感技術(shù)都使用，與信息融合技術(shù)結(jié)合對(duì)其進(jìn)行診斷。針對(duì)同一對(duì)象，通過(guò)不同多方面與角度采取不同傳感器實(shí)施處理，之后針對(duì)同樣故障所表現(xiàn)出的不同特征通過(guò)靈敏度較高的狀態(tài)對(duì)其信息量進(jìn)行選擇，該診斷方法在使用中能夠確保診斷效果整體性。（2）特征空間矢量的故障診斷方法在使用中需要對(duì)故障之間的誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，之后逐漸修正，對(duì)象會(huì)有不確定性。

（三）信息技術(shù)和故障診斷分析技術(shù)

故障診斷所實(shí)施的分析技術(shù)在使用中主要是對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備在發(fā)生故障之后，對(duì)其實(shí)際的發(fā)生過(guò)程，發(fā)生源頭進(jìn)行分析。首先，將總結(jié)歸納故障出現(xiàn)的設(shè)備在運(yùn)行中的狀態(tài)特征量，同時(shí)對(duì)降維等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理，之后通過(guò)模糊識(shí)別技術(shù)與專家系統(tǒng)結(jié)合，多種識(shí)別技術(shù)的綜合使用對(duì)故障特征參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，最終故障的發(fā)生原因與性質(zhì)被明確判斷。通過(guò)故障診斷技術(shù)中的分析方式，能夠更好的對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行中的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有助于故障診斷實(shí)現(xiàn)異地處理方式，同時(shí)通過(guò)更先進(jìn)設(shè)備的使用，可以與虛擬診斷等技術(shù)儀器結(jié)合保證數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)上傳。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的發(fā)展下為促進(jìn)電力系統(tǒng)設(shè)備的更好運(yùn)行，在電力企業(yè)發(fā)展中針對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施，需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新工作內(nèi)容，同時(shí)加大對(duì)診斷技術(shù)數(shù)據(jù)處理能力的提升，通過(guò)對(duì)多種故障的有效監(jiān)測(cè)，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升提供充足保障。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：1.華北油田管理局有限公司電力分公司配網(wǎng)工區(qū)；

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