浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术杨炜

杨炜

特变电工股份有限公司新疆昌吉831100

摘要：在经济全球化的带领下，我国的工业规模逐渐扩大，电力企业也取得了长足的发展。电气系统中，电气设备是其重要的组成成分，电气设备的运行状态决定了人们的用电质量。伴随着科技进步,我国电气设备状态监测与故障诊断技术得到进一步优化,为供电企业提供了强有力的技术支持。本文对电气系统设备的状态监测与故障诊断技术进行了分析。

关键词：电气系统；设备状态；监测；诊断

1电气设备状态监测与故障诊断的重要性

1.1降低成本、提高经济效益

在社会主义市场经济体制下,企业要想获得长足的发展,就必须赢得残酷的市场竞争。只有有效降低成本,才能够将企业效益最大化,在市场竞争中掌握主动权。在电气系统实际运行中,如果不在电气设备状态监控上花费时间,就可能引发设备超负荷或带病工作,从而导致故障发生。如果等到设备已出现严重问题再采取维修措施,会花费更多的人力物力,甚至有无法修复的可能。如果形成不可修复的故障,就必须要购置新设备,期间生产就必须要中断,不仅会花费巨大的维修费用,还会导致企业运营停滞,带来一些负面的社会影响。

1.2保障电气系统运行的安全性和稳定性

电气设备在电气系统中扮演着重要的角色,是电气系统运行的基础,只有保证设备安全运转,才能确保整个电气系统的稳定运行。为此,首先监控每个电气设备的运转状态,确保获取精准的第一手资料。这样当设备潜在问题暴露出来时,可以尽快发现、尽早处理,确保电气设备的稳定运行,以此保证电气系统的整体稳定。随着国家经济的突飞猛进,国民生活水平有了极大提升,对电力的要求越来越高,一旦发生重大故障,必然导致电力供应难题,人们正常的社会生活就会受到影响。因此,只有确保电气系统的平稳运行,才能满足社会的电力需求。

2电气设备状态监测技术

2.1局部放电在线监测技术

发电厂电气设备大都结构复杂,绝缘水平也不尽相同,因为不均匀的电场分布导致较高的局部场强。制造工艺的粗糙,恶劣的运行条件都会导致局部放电现象,继而逐渐发展成为严重的故障。局部放电监测方法包括:超声波检测,化学检测,光测法，脉冲电流法,射频检测法等。以应用超声检测法监测变压器为例:将超声波传感器位于变压器油枕壁上,变压器内部局部放电产生的超声波可由传感器接收，可以非常精确地监测局部放电的大小和位置。压电传感器是通常用于超声波测试的超声波传感器,并且选择70至150KHz的频率范围。这完全避免了变压器的核心噪声和机械振动噪声。超声波测试方法的另一个优点是它可以较少受到电干扰,因此它已被广泛用于局部放电。电磁干扰会对超声波检测传感器的灵敏度产生一定影响。在过去数十年中,电子放大技术、声电转换元件的效率都有了显著提升,高灵敏度超声检测技术也发展的日新月异。

2.2介损监测技术

判断电气设备绝缘性能的重要指标是电气设备的介电损耗。介电损耗监测主要用于电容器件。在确定介电损耗时,主要基于介电损耗因子tanδ。在分析交流电压作用下电气设备的绝缘性能时,可以将其视为并联或串联电路进行分析。该方程可用于通过分析介电损耗相量图来表示介电损耗。

2.3光纤测温技术

基于光纤的非接触式温度感知,测温范围500~2000℃，精度1%；基于光纤光栅的温度感知，可用于接触式、大容量传感节点，测温范围-20~800℃，精度±0.5℃；基于多模光纤的接触式温度感知，测温范围-20~1000℃，精度±0.5℃。此外光纤传感技术还可以用于声学、压力、湿度的感知。基于光纤技术，可以实现各种物理量的感知，形成大容量分布式的光纤传感网络，结合人工智能，实现对电网系统、电力设备状态的全息、深度感知。

2.4油色谱监测技术

油色谱是一种非常复杂的检测方法,通常用于设备绝缘测试。其主要原则是电和热会使电气设备中的油和材料老化或者分解,产生一些氢气、一氧化碳和二氧化碳等低分子气。当装置内部发生放电故障时,这些气体的产生速率加快。不同类型的故障会产生类型不同的气体,故障的程度不同产生气体的水平也不同。

2.5光谱分析技术

变压器油中气体红外光谱分析仪已挂网运行，相比油色谱技术，具有无需脱气的特点。光谱分析技术应用成熟后，可以向GIS分解气体检测，电缆沟巡检气体分析等方面推广。

3故障诊断的关键技术

3.1选取故障信号特征量

故障诊断技术的使用成效与信号处理技术息息相关,在对设备运行数据信号进行处理过程中,将电信号转变为其他数字化形式,利用一定的技术手段对数据进行包装、传递、处理,将真实、可靠的数据信息展现在计算机等信息设备当中,以便开展后期故障诊断工作。一般情况下,不同的故障特征量代表了不同的故障,技术人员应合理利用故障诊断技术,对不同的故障特征量进行分析,寻找出故障的具体位置,便于后期故障检修工作的开展。不过,在故障特征量的诊断过程中,存在故障状态与非故障状态一致的现象,加大了故障特征量诊断的难度,如果技术人员选择错误,容易造成误判。针对故障特征量模糊的特点,技术人员需采用其他手段对故障特征量进行选择。

3.2选择合适的故障诊断方法

电气系统内部结构十分复杂,其包含了多种电气设备,不同的设备故障问题都会影响到电气系统的正常运行。有时候同一故障问题往往会存在多种表现形式,在对这种故障类型进行诊断时,技术人员可将传感技术与信息技术相互融合,从不同的方面对故障设备进行诊断,将每一种故障表现形式下所提取到的信息进行统计并分析,根据故障类型的不同,分别制定相应的检修方案,彻底解决设备故障。这种诊断方法较为全面,且具有一定的灵敏性,诊断效果较为明显,在电气系统的维护与检修工作中发挥了一定的作用。另外,技术人员还可采用特征空间矢量法对电气设备进行诊断,这种诊断方法涉及一定的物理知识,技术人员通过学习故障诊断误差,了解设备故障诊断的基本操作方法,对故障模型进行不断修正,以此来确定设备故障的根本原因。

4电气设备状态监测与故障诊断技术应用时应注意的问题

4.1用现代的科学技术进行状态监测和故障诊断

在当前使用的电气设备监测与诊断技术中,被市场青睐的就是红外诊断技术。红外诊断技术是现代科技发展的产物,应该在系统中充分发挥其价值,对于以往的检测手段应该保留有效的,去除冗余的,进而全面的提升效率。经典有效的监测方案需要与当前先进科技相结合,不仅能实现全方位的监控和诊断,还能保证监测结果的有效性、精准性和直观性。

4.2提高检修人员技术素质

随着电气设备技术水平的提升和国内变电站数量的增加,监测与诊断的工作量越来越大,也就必须要求工作人员的职业素养能与之相适应,因此,企业必须要加强对从业人员的技术培训。

4.3加强电气设备状态监测与故障诊断工作的安排与管理

只有在科学规则的指导下,电气设备状态监测与故障诊断工作才能得到有效的落实,首先要做的是强化管理工作。施工前,项目负责人必须有一个详细的计划,同时还要与其他同事进行必要的协同。在工作过程中,变电、配电、检修等部分的人员要认真负责,在第一时间反应监测情况,对数据进行系统性剖析,然后得出诊断报告。总之,唯有科学的安排布置工作,项目进展的效率才能达到最佳。

5结论

在现阶段,电气设备在线监测的应用研究仍然缺乏实践经验。许多监测系统还不够完善,需要继续优化改进,建立相应的检测标准体系,进行实践和应用研究。通过总结状态监测和故障诊断分析方法,实现电厂电气设备的状态维护,提高设备运行的安全性和可靠性具有重要意义。受限于状态监测的准确性,电气设备故障在实际诊断过程中,还有赖于丰富的运行检修管理经验。因此在总结了前人的经验,同时遵守规定原则的条件下诊断维修,才能提高进行电气设备故障诊断时效率,保障电气故障诊断的质量，保证电气设备的稳定运转。

参考文献

[1]田丹.发电厂电气设备状态监测和故障诊断[J].黑龙江科学,2017,8(12):56-57.