淺談電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

曹冬暉

（國華愛依斯（黃驊）風(fēng)電有限公司，河北 黃驊 061100）

1 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的必要性

在電力系統(tǒng)運行中，做好整個系統(tǒng)設(shè)備的嚴(yán)密監(jiān)測及故障診斷是十分重要的，能夠保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。電力系統(tǒng)設(shè)備在運行中會受到各種因素的影響，包括內(nèi)部因素及外部因素等，在長時間影響下，電氣設(shè)備不可避免的會出現(xiàn)故障問題。同時電力系統(tǒng)電氣設(shè)備在長時間運行中，也會因電熱氣候等造成老化問題的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備故障問題。若是對此沒有及時的發(fā)現(xiàn)并處理，會對整個電力系統(tǒng)帶來影響，從而導(dǎo)致區(qū)域性停電的問題，甚至?xí)泶笠?guī)模的停電，給社會造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電力企業(yè)需要對此給予高度的重視，全面的監(jiān)測電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，通過科學(xué)的故障診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的故障問題進(jìn)行處理，保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

在具體工作當(dāng)中，相關(guān)工作人員需要記錄整個電力系統(tǒng)的裝置及運行狀態(tài)，并科學(xué)的控制相關(guān)參數(shù)，評估采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)，然后對設(shè)備的整體情況有著詳細(xì)的了解。在對電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷中，需要采集設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到設(shè)備的相關(guān)特征，然后評估設(shè)備的整體狀態(tài)。將這個過程進(jìn)行匯總，就能夠有效收集和積累整個電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，通過記錄詳細(xì)的數(shù)據(jù)，然后建立模板進(jìn)行分析，能夠?qū)Υ嬖诘膯栴}及時發(fā)現(xiàn)并處理，從而為整個電力系統(tǒng)的安全運行提供保障。同時對于電力系統(tǒng)設(shè)備的全面監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)的分析，能夠?qū)ο到y(tǒng)運行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，避免故障突發(fā)問題出現(xiàn)。

2 電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用要點

2.1 在線狀態(tài)監(jiān)測

在電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中，需要根據(jù)實際情況來合理采取監(jiān)測措施。在線狀態(tài)監(jiān)測主要包括三個方面內(nèi)容，分別為故障診斷、監(jiān)測分析、狀態(tài)監(jiān)測。

在電力系統(tǒng)設(shè)備故障診斷中，利用計算機(jī)來對相關(guān)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行提取，并結(jié)合以往的設(shè)備數(shù)據(jù)，對比其中是否存在差異，若是存在差異要找出問題并解決，能夠更好的處理電氣設(shè)備的故障問題。而在實際工作中，難以通過系統(tǒng)直接獲取故障信息，需要通過人工來查找，從而能夠更為準(zhǔn)確的判斷故障點。在故障診斷中，需要科學(xué)的分析故障信息，然后將分析結(jié)果提交給相應(yīng)工作人員。而監(jiān)測分析中，增加了分析功能，能夠適當(dāng)?shù)姆治鲭娏ο到y(tǒng)電氣設(shè)備整體的診斷數(shù)據(jù)，若是處理較大的數(shù)據(jù)量時，也會帶來更多資源的消耗，從而降低故障監(jiān)測效率。在狀態(tài)監(jiān)測中，通過傳感器來采集電氣設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且結(jié)合已經(jīng)收集到的近期電氣設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而分析監(jiān)測電氣設(shè)備的運行狀態(tài)。

2.2 離線狀態(tài)監(jiān)測

在電力系統(tǒng)電氣設(shè)備監(jiān)測工作中，離線狀態(tài)監(jiān)測十分的重要，在具體工作中應(yīng)用的較為廣泛，是電氣設(shè)備監(jiān)測中的重要環(huán)節(jié)。通過離線狀態(tài)監(jiān)測，能夠?qū)崟r的檢查電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，在電氣設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時也可以應(yīng)用，可以對電力電氣設(shè)備中存在的問題及時的發(fā)現(xiàn)。在電力系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測工作中，離線狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用有著以下幾個方面的優(yōu)勢：首先，離線狀態(tài)監(jiān)測具有成本較低的優(yōu)勢。與其他在線狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備相比而言，離線狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備有著較低的成本，并且容易安裝。離線狀態(tài)設(shè)備能夠根據(jù)工作的要求對監(jiān)測時間進(jìn)行合理的選擇，并通過自由移動來監(jiān)測指定位置的電氣設(shè)備。離線狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用能夠彌補(bǔ)在線狀態(tài)監(jiān)測中的不足，從而提升了電力系統(tǒng)設(shè)備整體狀態(tài)監(jiān)測的效果。其次，離線狀態(tài)監(jiān)測十分的便捷。離線狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備并不復(fù)雜，也沒有更多的功能，因此十分的簡便，安裝容易，在小型電力系統(tǒng)中應(yīng)用的十分廣泛，能在一定程度上保障電力設(shè)備的安全。在線狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備功能較多，在小型電力系統(tǒng)中其功能并不能完全發(fā)揮，應(yīng)用過程中顯得浪費資源。相比之下，離線狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備在小型電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為適宜。

2.3 無人檢修監(jiān)測

國外電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測起步較早，已經(jīng)積累了一些成熟的經(jīng)驗。隨著對狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的不斷研究，促進(jìn)了狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，也進(jìn)而提升了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在美國等一些技術(shù)較為先進(jìn)的國家，無人檢修監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中，起到了良好的效果。我國電力系統(tǒng)一開始借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)，然后結(jié)合了我國電力系統(tǒng)的實際情況，在管理、技術(shù)等層面逐漸追上了發(fā)達(dá)國家的腳步，在很多方面也實現(xiàn)了趕超。在電力工業(yè)技術(shù)的不斷積累下，我國狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展也取得了極大的進(jìn)步，為我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供了保障。狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中有著良好的效果，保證電力電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行，提升了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。在未來的發(fā)展中，我國仍然要不斷對狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行研究，提升無人檢修監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用水平，從而更好的為電力系統(tǒng)服務(wù)。

3 電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的具體應(yīng)用

在電力系統(tǒng)運行當(dāng)中，故障診斷技術(shù)的合理應(yīng)用有著重要的意義，需要根據(jù)實際情況的不同來選擇適宜的故障診斷技術(shù)。本文主要應(yīng)用紅外診斷技術(shù)，電力系統(tǒng)設(shè)備在運行中會受到電流、電壓的影響，發(fā)熱的現(xiàn)象較為常見，若是電氣設(shè)備存在問題，其故障位置有著較高的溫度，同時隨著故障的加大，溫度會存在不均勻分布的特點，若是沒有及時的處理很容易出現(xiàn)設(shè)備火災(zāi)情況，從而影響到電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。紅外診斷技術(shù)的原理主要通過紅外輻射的能量大小和溫度與目標(biāo)的關(guān)系來對故障進(jìn)行判斷。在裝置中線路溫度要比一個絕對零度要高時，紅外線輻射的能量會在出現(xiàn)故障時向周圍區(qū)域發(fā)散。而物體表面溫度直接關(guān)系到能量的大小，從而通過對物體本身發(fā)射的紅外線能量進(jìn)行測量，得到物體的實際溫度，實現(xiàn)對故障的診斷。

3.1 變壓器檢修中的實際應(yīng)用

在變壓器狀態(tài)監(jiān)測中主要通過電子工程技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘方法。通過監(jiān)測系統(tǒng)對設(shè)備的各類運行參數(shù)進(jìn)行收集，與實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比來了解變壓器的運行狀態(tài)。例如，分析每個電力設(shè)備的狀態(tài)特征量，需要對主要參數(shù)信息、性能狀態(tài)的變化趨勢、實際損耗等進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)漸變模型的建立，對設(shè)備潛在的故障征兆能夠提前發(fā)現(xiàn)，能夠準(zhǔn)確的判斷設(shè)備可能出現(xiàn)的嚴(yán)重?fù)p耗部分及趨勢狀況，根據(jù)結(jié)果來完成檢修方案的制定。國內(nèi)相關(guān)電力科研機(jī)構(gòu)通過粗糙集數(shù)據(jù)挖掘方法的應(yīng)用，分析變壓器油中的溶解氣體的相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對變壓器運行狀態(tài)的診斷。在實際工作中，變壓器結(jié)構(gòu)十分的復(fù)雜，粗糙集理論也提出了一些故障診斷模型。首先要模糊化處理變壓器相關(guān)的歷史故障數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來完成診斷決策表和數(shù)據(jù)庫的建立。其次，通過粗糙集數(shù)據(jù)挖掘在診斷決策表中進(jìn)行隱含的數(shù)據(jù)條件的提取，從而更好的對變壓器故障進(jìn)行分析。

3.2 在配電網(wǎng)設(shè)備檢修中的應(yīng)用

在配電網(wǎng)故障診斷中通過故障出現(xiàn)的實時信息來對故障區(qū)間進(jìn)行確定。隨著相應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展，專家系統(tǒng)、電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、邏輯處理系統(tǒng)等已經(jīng)較為廣泛的應(yīng)用到故障診斷中，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)各個環(huán)節(jié)的故障進(jìn)行智能化監(jiān)測。在具體工作中，配電網(wǎng)故障診斷在環(huán)境及設(shè)備的影響下，其實時信息可能會存在一些問題，如不完整、發(fā)生畸變等，從而影響檢測系統(tǒng)的判斷。因此在配電網(wǎng)故障診斷工作中采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠?qū)Υ诉M(jìn)行有效的規(guī)避，提升診斷的效率。

3.3 在高壓輸電線路檢修中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，高壓輸電線路的穩(wěn)定性至關(guān)重要，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。因此需要做好高壓輸電線路的故障診斷工作，從而保障高壓輸電線路的穩(wěn)定性。在高壓輸電線路故障診斷中采用粗糙集理論的數(shù)據(jù)挖掘模型能夠有效的避免信息實時畸變，提高診斷的準(zhǔn)確性。粗糙集具有定型分析能力，能夠處理分析挖掘到的數(shù)據(jù)集，然后通過遺傳數(shù)據(jù)算法進(jìn)行測試樣本的理論數(shù)據(jù)的獲得，促進(jìn)故障診斷系統(tǒng)容錯性的提升，促進(jìn)狀態(tài)檢修系統(tǒng)作用的充分發(fā)揮。

4 電氣設(shè)備管理的措施

4.1 將電氣設(shè)備的周期維護(hù)及檢測工作做到位

電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的周期維護(hù)及檢測工作十分重要，需要給予高度的重視。在具體工作中要做好電氣設(shè)備日常期間的巡查工作，并對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。在周期性維護(hù)與檢測工作中，相關(guān)工作人員要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的記錄分析設(shè)備的各項檢測數(shù)據(jù)，檢查設(shè)備的各項參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，確保沒有問題。若是相關(guān)的數(shù)據(jù)存在差異，需要及時的進(jìn)行處理。

4.2 健全電氣設(shè)備的運維管理機(jī)制

為了保障電力系統(tǒng)設(shè)備的正常運行，需要制定合理的管理措施，其中電氣設(shè)備運維管理機(jī)制十分重要，需要建立并完善，并在實際工作中充分落實，確保電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。在具體工作中，電力企業(yè)需要根據(jù)電力系統(tǒng)的實際情況，并充分了解電力系統(tǒng)在運行過程中所受到的影響因素，可能存在的問題，有針對性的制定管理機(jī)制，通過責(zé)任的落實來提升電氣設(shè)備運維管理的效率。建立獎懲制度，提升相關(guān)工作人員的積極性，使他們能夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瓿杀韭毠ぷ?，積極處理工作中存在的問題，保障電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

4.3 優(yōu)化和調(diào)整電氣設(shè)備的使用流程

為了避免電力系統(tǒng)電氣設(shè)備故障的出現(xiàn)，在其使用過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)的操作流程進(jìn)行，避免出現(xiàn)違規(guī)操作的問題。電力企業(yè)需要根據(jù)電氣設(shè)備的特點來對工作人員的操作流行進(jìn)行規(guī)范，落實安全操作規(guī)范。同時需要做好工作人員的培訓(xùn)工作，提升他們的操作水平，樹立安全意識，保證在工作中能夠嚴(yán)格按照要求進(jìn)行。此外，還需要對工作人員的操作進(jìn)行監(jiān)督，避免個別工作人員因疏忽大意而出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備因誤操作出現(xiàn)故障。

4.4 注重電氣設(shè)備的監(jiān)管工作

在電力系統(tǒng)電氣設(shè)備管理中，監(jiān)督管理也是十分重要的，做好監(jiān)督管理工作能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運行中存在的異常，保證電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。電力企業(yè)需要安排專門的人員對電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督管理，同時還需要提升監(jiān)督管理人員的整體素質(zhì)，強(qiáng)化他們的責(zé)任心及安全意識，保證他們能夠嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行監(jiān)督。此外，還需要制定一個周期來全面的檢測維護(hù)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備，能夠有效的保證電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，避免故障的突然出現(xiàn)。

4.5 提升電氣設(shè)備檢修人員的專業(yè)技能素養(yǎng)水平

在電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的管理當(dāng)中，人員是直接參與者，包括操作人員、管理人員及運維人員等，這些工作人員的專業(yè)素質(zhì)直接關(guān)系到電氣設(shè)備的管理水平，影響其運行狀態(tài)。因此電力企業(yè)要重視工作人員綜合素質(zhì)的提升，做好相關(guān)的培訓(xùn)工作，培訓(xùn)內(nèi)容要結(jié)合工作的實際情況，讓工作人員能夠更好的理解相關(guān)的知識內(nèi)容，強(qiáng)化工作人員的專業(yè)能力。同時，電力企業(yè)還需要積極的引入技術(shù)人才，加大資金的投入，從而建立一個高素養(yǎng)的團(tuán)隊，更好的保證電力系統(tǒng)設(shè)備的安全運行。

4.6 改進(jìn)電氣設(shè)備的運維管理技術(shù)

電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的運維管理工作十分復(fù)雜，尤其當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新技術(shù)、新設(shè)備都應(yīng)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中，同時電力系統(tǒng)在運行中受到的影響因素眾多，這就給運維管理帶來了極大的難度。因此電力企業(yè)要與時俱進(jìn)，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的理論知識，借鑒行業(yè)中成功的經(jīng)驗，并根據(jù)自身電力系統(tǒng)的實際情況來不斷的改進(jìn)和完善運維管理技術(shù)，提升運維管理水平。相關(guān)工作人員也需要及時了解行業(yè)內(nèi)最新動態(tài)，及時更新自身的知識，對電氣設(shè)備的各方面數(shù)據(jù)要有著充分的了解，在具體工作中才能夠更好的完成本職工作。

5 結(jié)語

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，電力行業(yè)一直有著重要的貢獻(xiàn)，是保證農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，因此電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行就顯得尤為重要。電力系統(tǒng)在運行過程當(dāng)中會受到各種因素的影響，若是沒有采取合理的措施，將會造成電氣設(shè)備故障問題的出現(xiàn)，為此需要做好電力系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷工作，通過科學(xué)的狀態(tài)監(jiān)測，運用合理的故障診斷技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)并處理電氣設(shè)備中存在的問題，對保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著重要的意義。