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摘要：国内外的停电事故时有发生，有的还造成大面积停电，跟电网设备和电网运行有很大关系。目前解决此类问题主要采用在线监测与故障诊断技术，这种方法效果明显，也是以后的发展趋势。
关键词：电气设备；在线监测；故障诊断
1.电气设备故障及其危害性分析
为了保证系统供电的可靠性，电机、变压器、输电线路、电力电容器、避雷针、绝缘子构成电力系统的主要电气设备。电气设备一旦 发生故障，将会出现大面积停电停产、造成巨大的经济损失。国内外 的大量资料和统计结果表明，导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。例如：2003 年 8 月 14 日的北美电力系统大停电的分析报告就指出：造成停电的主要原因是俄亥俄州的地区电力局计算机失效和几条关键的 345 千伏输电线对生长过速的树木放电而引起的对地短路事故。绝缘老化因子可分为热、电、环境和机械因子四种。
2.电气设备状态在线监测与诊断技术的重要性及前景分析
2.1是以防电网发生大面积停电事故的重要技术
据相关研究显示，如果气候环境比较恶劣复杂的话，电网很容易发生大面积停电，而电气设备本身所带故障也是造成电网事故的重要原因，而且这样的趋势在逐年增多。不但国内如此，国外情况也是这样， 从中分析可以得出，电气设备自身发生故障是导致电网发生事故的主因素。电气设备运行状态在线监测和诊断技术可以很好的估计出电气设备寿命剩余年限，同时，评估其运行状态如何，这在维修的时候就变得很容易，因为有判断理论和依据，这能够提高电网运行的经济性和安全性。 所以，预防复杂气候因素是防止电网大面积停电的第一道屏障，但是电气设备状态在线监测和诊断技术却是第一道屏障中的核心。
2.2电气设备状态在线监测和诊断技术阐述
设备诊断技术，就是指设备在运行或者是停止的时候，通过其运行状态做出判断，看设备某些部位是否发生故障，严重程度如何，什 么原因导致，而且对设备的可靠性及寿命期限做出预测，然后，进行 针对性维修的一门技术。其诊断方法有多种，比如，定时诊断、实时 诊断、间接诊断、直接诊断以及在线诊断和离线诊断等，它们之间相 互结合进行诊断，可以形成模式较多的诊断方式。
状态监测，不是所谓的设备状态在线监测，其是在监测结果的基础上，判断故障原因、类型、位置、程度等，同时，预测出设备大概 寿命还剩多少，以及如何做好维修工作。设备状态在线诊断，也不是 设备状态的故障诊断，设备状态的故障诊断，是把某刻监测到设备的 特征跟之前监测的进行比对，其是横向比较，同时，通过往年监测的 数据和经验，对故障原因及类型还有损坏程度进行综合判断，并得出 维修方法。
2.3电气设备状态在线监测与故障诊断技术的发展前景研究
受不同因素的影响，不同的人对设备状态在线监测与诊断技术持不同的看法，这很正常，但是不可否认的是，由于科学技术的发展， 该技术终会跟电气自动化技术一样深受关注，而且成为提高电力技术管理水平，保证电气设备安全运行以及高度智能化的重要技术。
3.电气设备状态在线监测与故障诊断技术的原理及方法
3.1电气设备状态在线监测与故障诊断技术的原理及方法
第一，信息传输和检测。根据要监测的对象和目的，选择不同的传感器，监测出能够反映设备特征的信号，并把这些信号通过转化形 成模拟或数字信号。
第二，数据处理。检测到的数据需要集中处理和分析，其经过前台机预处理和后台机预处理，检测的数据有维数压缩、抑制电磁场干 扰等，然后，对能体现设备故障的特征量进行提取，为诊断提供依据。 第三，诊断。经过各单元处理后的有用数据和之前的数据以及导
则，还有专业方面的知识进行比对，然后，判断是什么类型的故障、 如何导致以及故障是否严重。
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第四，在线评估根据状态识别发现的故障，通过提前设置的阀值由决策支持系统报警，或是通过分析软件对故障做出正确评估，为维 修决策提供参考依据。
3.2在线监测电气设备特征量分析
第一，变压器。其种类较多，充油绝缘的电力变压器是最主要的， 其次，还有环氧树脂浇注绝缘变压器、SF6 气体绝缘变压器，通常检
测的特征量，有局部放电、油中溶解气体分析、铁芯接地电流、高压 套管的介损等。
第二，电容型设备。这里面有电容器、电缆以及电流互感器等。 其监测量有油中溶解气体、电容量、局部放电以及三相不平衡电流等。 第三，氧化锌避雷器。其检测的特征量有阻性电流、监测总泄漏
电流。
第四，断路器。这里包括真空断路器、油断路器、SF6 断路器。检测的特征量有：操作机构行程、速度、动态回路电阻、分、合闸线 圈电流等。
除了上述特征量检测外，谐波线路、电网内外过电压，还有支柱 绝缘子的泄漏电流等也是可检测的特征量。只是当前特征量是以预防 性试验的特征量为主，如果说要提高在线评估和预测的准确度，还应 该对其他特征量的检测进行分析研究。
3.3诊断技术和系统分析
第一，检测信号的诊断和处理。信号传感器进行采集，这些信号要通过处理，为的是防止干扰，找出信号特征，处理信号的方法有多种， 常用的分为时频分析、频域分析还有时域分析等。传感器的多维化和精密化是以后诊断技术的发展方向。
第二，集成分布式远程诊断系统。变电站多台需要监测的电气 设备通过前台机采集数据，预处理和诊断，而后台机负责整个系统的诊断、识别和管理。另外，也可以由 MIS 或者是互联网，连接电力公司所有变电站诊断子系统和管理部门的调度，这样就可以远程 监测和诊断。
第三，电气设备虚拟医院。由于集成分布式远程诊断系统在不断 发展进步，电力管理部门、专家以及厂商等很希望对在线监测和诊断 系统的信息共享，以此借鉴和收集案例，不断完善此系统，电气设备 诊断技术信息中心就是所谓的电气设备虚拟医院，能够准确诊断故障， 也利于该系统制造商优化自己系统的不足，不仅如此，还能构建电气 设备维修的标准。
4.在线监测的发展趋势
由于状态监测与故障诊断技术的难度，不论是国内，还是国外， 目前多数监测系统的功能还比较单一。今后发展趋势为：（1）多功能多参数的综合监测和诊断，即同时监测能反映某电气设备的绝缘状态的多个特征参数；（2）对电站或变电站的整个电气设备实行集中监测和诊断，形成一套完整的分布式在线监测系统；（3）不断提高监测系统的可靠性和灵敏度；（4）在不断积累监测数据和诊断经验的基础上， 发展人工智能技术，建立人工神经网络和专家系统，实现绝缘诊断的自动化。
结语
分析电气设备在线监测与故障诊断技术对保证用电安全有重要意义，文章从实践入手，对其所存在的问题进行探讨，并提出解决措施。同时，研究了状态维修和在线监测技术两者之间的相关性，作为电网安全运行的重要技术之一，在线监测电气设备状态和诊断技术在应用前景上比较乐观。我国对电气设备状态监测与故障诊断技术的重要性也早已认识。60 年代就提出过不少带电试验的方法，但由于操作复杂， 测量结果分散性大，没有得到推广。80 年代以来，随着高新技术的发展与应用，我国的电气设备在线诊断技术也得到了迅猛发展。由于我国工业发展迅速，用电一直紧张，加之部分设备故障率较高，因此， 对于推行在线诊断技术以提高电力系统的运行可靠性更为迫切。
参考文献
[1]孙才新 . 输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景 [J]. 中国电力，2005，38（2）：1-7.
[2]《电力设备的在线监测与故障诊断》，王昌长等，北京：清华 大学出版社，2006.
[3]《电气设备状态监测与故障诊断技术》，朱德恒，严璋，谈克 雄等，北京：中国电力出版社，2009.
论文作者:刘丽轻
论文发表刊物:《建设者》2019年21期
论文发表时间:2020/3/11
标签：在线论文; 电气设备论文; 技术论文; 状态论文; 设备论文; 特征论文; 故障诊断论文; 《建设者》2019年21期论文;