電力設(shè)備故障診斷系統(tǒng)及應(yīng)用

摘 要：電力設(shè)備運行狀態(tài)對于整個電力系統(tǒng)的安全、可靠運行有著重要影響，而電力設(shè)備長時間運行過程中容易出現(xiàn)各種故障，造成嚴重的供電事故。通過運用科學(xué)合理的故障診斷方法，準確判斷電力設(shè)備故障情況，為維護檢修提供重要參考，并且加大對電力設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用研究，降低電力設(shè)備故障發(fā)生率。文章分析了電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，闡述了電力設(shè)備故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；故障診斷系統(tǒng)；應(yīng)用

近年來，我國電力系統(tǒng)快速發(fā)展，各種新型電力設(shè)備越來越多，這對于電力設(shè)備的故障診斷和維護提出了更高的要求。為了確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟、安全運行，應(yīng)做好電力設(shè)備的故障診斷，通過運用簡單的診斷技術(shù)和診斷方法，提高電力設(shè)備故障診斷準確率，加強電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備故障隱患，保障電力設(shè)備的安全性。

1 電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

當前，電力設(shè)備故障監(jiān)測和檢修缺少合理、科學(xué)、明確的規(guī)范要求，這主要是由于各個地區(qū)存在較大的電氣差別，根據(jù)電力設(shè)備運行狀態(tài)，采用科學(xué)合理的故障狀態(tài)檢修方法，但是電力設(shè)備故障監(jiān)測和檢修主要依賴長期積累的實踐經(jīng)驗，存在較大的主觀性和隨意性，但是實效性、規(guī)范性、客觀性和科學(xué)性不足，而且電力設(shè)備故障監(jiān)測和檢修手段比較滯后。所以電力設(shè)備運行過程中，應(yīng)做好狀態(tài)監(jiān)測，詳細記錄電力設(shè)備運行狀態(tài)，做好評估和分類，為故障診斷和維修提供重要參考意見。電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測包括以下內(nèi)容：其一，為電力設(shè)備運行積累數(shù)據(jù)和資料，構(gòu)建電力設(shè)備運行檔案；其二，科學(xué)判斷電力設(shè)備的運行狀態(tài)，分析其處于異?；蛘哒顟B(tài)，結(jié)合電力設(shè)備的故障征兆或者特征、運行狀態(tài)等級、歷史檔案等，判斷電力設(shè)備的故障程度和性質(zhì)；其三，科學(xué)評估電力設(shè)備運行狀態(tài)，合理分類，形成一定標準后，為電力設(shè)備狀態(tài)檢修提供重要參考依據(jù)，對電力設(shè)備故障或者異常狀態(tài)進行有效估計，全面預(yù)測電力設(shè)備未來變化狀態(tài)。對于電力設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)測，要采取有效的方法和技術(shù)。

1.1 信號采集

結(jié)合當前我國電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀，通過電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，持續(xù)檢查和分析電力設(shè)備運行狀態(tài)，利用各種運行狀態(tài)量，分析電力設(shè)備運行狀態(tài)，全面采集電力設(shè)備狀態(tài)信息，包括磁力線密度、局部放電量、頻率、電力、電壓等信號，結(jié)合電力設(shè)備的各種狀態(tài)量，采用合適的信號采集方法：其一，定時采樣，按照電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，做好電力設(shè)備的定時采樣；其二，一次性采樣，每次采集一次合適長度的數(shù)據(jù)處理信號樣本；其三，根據(jù)電力設(shè)備故障突變信號，實現(xiàn)自動化的信息采樣；其四，結(jié)合電力設(shè)備故障診斷要求，采用峰值采樣、轉(zhuǎn)速跟蹤采樣等特殊方式。結(jié)合電力設(shè)備運行狀態(tài)，采用合適的狀態(tài)監(jiān)測方法，對于斷路器，采用振動監(jiān)測法、跳閘輪廓法等，采集斷路器運行狀態(tài)信息；對于交流旋轉(zhuǎn)電機，通過小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法監(jiān)測點擊運行狀態(tài)；電力系統(tǒng)變壓器運行過程中其內(nèi)部會發(fā)生絕緣老化，導(dǎo)致變壓器發(fā)生運行故障，結(jié)合變壓器的電氣特性和機械性能，采用電壓恢復(fù)法、極化波譜、振動分析、油氣分析、局部放電等方法，全面監(jiān)測變壓器的運行狀態(tài)。

1.2 數(shù)據(jù)傳送

通常情況下，電力設(shè)備距離信號處理系統(tǒng)比較遠，在傳輸數(shù)據(jù)過程中很容易發(fā)生相移，產(chǎn)生損失和受到干擾，對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進行壓縮打包，通過通信路徑將電力設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂铺幚碇行?，確保電力設(shè)備信號質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過不同方法對電力設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行解包處理，例如，利用人工智能、小波分析，在時域利用不同信號的相關(guān)性，分析和處理另一個信號數(shù)據(jù)。把電力設(shè)備運行信號進行頻譜分析轉(zhuǎn)換為不同頻域的頻率信號。

2 電力設(shè)備故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 采集故障信號

從復(fù)雜錯綜的電力設(shè)備故障信號中提取有用信號，做好電力設(shè)備故障信號處理，通過采集精細的設(shè)備運行信息，準確地進行電力設(shè)備故障診斷。電力設(shè)備的一種故障可能反映出多種故障特征量，若故障特征量選取不合理，在診斷電力設(shè)備故障狀態(tài)過程中會產(chǎn)生漏診或者誤診，不利于電力設(shè)備故障的正確判斷，因此在針對電力設(shè)備故障，應(yīng)選擇合適的特征參量。

2.2 故障診斷

電力系統(tǒng)中包含各種類型的電力設(shè)備，其故障類型也比較多，對于電力設(shè)備故障，應(yīng)采用有效的診斷方法：其一，結(jié)合電力設(shè)備的固有特性，按照最大隸屬度模糊理論原則，在線監(jiān)測電力設(shè)備的狀態(tài)信息量，科學(xué)判斷電力設(shè)備故障類型，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)方法，解決電力設(shè)備故障的模糊性、隨機性問題；其二，基于電力設(shè)備特征空間矢量，采集故障特征量，實時修正電力設(shè)備故障誤差，其對于診斷不確定、慢時變性電力設(shè)備故障準確率較高，在實際應(yīng)用中這種診斷技術(shù)具有較強的自適應(yīng)能力，將電力設(shè)備故障征兆矢量作為故障診斷先驗征兆矢量，結(jié)合自適應(yīng)算法對電力設(shè)備故障特征矢量進行有效修正，若電力設(shè)備故障征兆矢量比較模糊或者不確定時，可以通過人工方式科學(xué)分析和判斷電力設(shè)備故障；其三，根據(jù)不同的電力設(shè)備故障情況，采用信息融合技術(shù)、多傳感技術(shù)等科學(xué)診斷電力設(shè)備故障。信息融合技術(shù)主要是在相關(guān)要求和規(guī)范下科學(xué)分析和處理多傳感器數(shù)據(jù)，一般情況下電力設(shè)備不同故障之間有某種特殊聯(lián)系，尋找故障共同點，通過融合技術(shù)科學(xué)分析電力設(shè)備故障，提高電力設(shè)備故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測水平；多傳感技術(shù)主要是運用多個傳感器對同一個電力設(shè)備進行觀測，結(jié)合電力設(shè)備故障特征，選擇高靈敏度的設(shè)備信息量，科學(xué)診斷電力設(shè)備運行故障，提高故障診斷的準確性。

2.3 故障診斷信息和分析技術(shù)

近年來，我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，對于電力設(shè)備故障情況，在診斷故障過程中運用信息技術(shù)，推動電力設(shè)備故障診斷的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息化、電子化發(fā)展，通過局域網(wǎng)在一定范圍實現(xiàn)電力設(shè)備故障的準確診斷和信息便捷、迅速的傳輸，尤其是在電力設(shè)備故障診斷和分析過程中連接互聯(lián)網(wǎng)，可以突破空間、地理環(huán)境的限制，實現(xiàn)電力設(shè)備故障的遠程診斷和信息異地傳輸，及大地提高電力設(shè)備故障診斷的便捷性和準確性，并且保持實時的電力設(shè)備故障信息傳遞處理。另外，電力設(shè)備運行狀態(tài)受到多種因素的影響，所以在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)背景下，電力設(shè)備故障維修應(yīng)積極采用合理的科學(xué)技術(shù)，根據(jù)電力系統(tǒng)中電力設(shè)備的運行狀態(tài)，合理調(diào)整電力供求關(guān)系，提高電力設(shè)備故障診斷的準確性。同時，對于電力設(shè)備故障，全面分析電力設(shè)備故障發(fā)生的因果關(guān)系、化學(xué)過程和物理過程，全面整理和歸納電力設(shè)備的故障特征量，采用有效方法進行簡化，結(jié)合利用數(shù)理識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別、專家系統(tǒng)識別、模糊識別等技術(shù)，有效識別電力設(shè)備故障特征參數(shù)，準確確定電力設(shè)備故障發(fā)生部位、故障程度、故障類型、故障性質(zhì)和故障發(fā)生原因。

3 結(jié)束語

近年來，我國電網(wǎng)建設(shè)不斷加快，電力設(shè)備在運行過程中不可避免會發(fā)生故障，結(jié)合電力設(shè)備故障情況，做好電力設(shè)備故障運行監(jiān)測，通過合理的技術(shù)或者方法，科學(xué)診斷電力設(shè)備故障情況，提高電力設(shè)備故障監(jiān)測和診斷的準確性和科學(xué)性。

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