（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 广东广州 510663）
摘要：近年来，随着社会经济的发展，人们在提高生活品质的同时，也增加着对电力的需求，导致电力系统容量增加、规模扩大，一旦系统运行中出现故障，就会引发重大事故，威胁人身安全。因此，做好电力设备的状态监测、故障诊断工作尤为重要。对此，本文从电力系统设备状态监测、故障诊断含义出发，首先分析了状态监测技术，然后探讨了故障诊断技术，供同行参考。
关键词：电力系统设备；状态监测；故障诊断
现阶段，作为符合科学发展观的电力系统备受人们关注，电力系统设备也因此得以快速发展。由于人们不断普及电力系统设备，所以也不再满足于单纯的用电需求上，为确保电力系统稳定、高效的运行，除要分析和了解影响其运行的因素外，还要加大对状态监测、故障诊断技术要点的探讨，提高监测和诊断水平。下面，笔者结合工作经验，对电力系统设备的状态监测、故障诊断进行如下综述。
1、电力系统设备状态监测及故障诊断含义
1.1故障诊断
故障诊断是指通过监测系统得出的数据、信息，进行系列的推理和判断，从而得出科学、合理的设备维修意见。一般来讲，设备故障是由设备劣化到一定程度所致，尤其是有机材料支撑的设备，在内外界因素下极易老化。电力设备是电力系统的重要组成，局部或大范围的停电，都会因它的失效产生，增加企业的经济损失。
1.2状态监测
状态监测是指技术人员通过传感器，使用合适的测量方法获得数据信息，同时分类、记录这些能表明设备运行情况的数据，由技术人员进行分析和评估，由此得知电力系统设备的运行状况，为日后维修提供参考。
2、电力系统设备状态监测技术
2.1信号采集
电力系统设备监测系统的作用是检查设备运行现状，预测发展趋势。通常情况下，只有了解设备运行状态，才能清楚的认识设备运行，因此需要深入了解设备频率、电压等信号，这样方便工作人员精准掌握设备的运行情况，或发现设备异常，并以此为证据进行诊断。当前，常用的信号采集方法包括：（1）结合实际需求采集信息，而且每次采集的信息都要定量、足够。（2）根据故障诊断结果，跟踪采样设备的运行情况。（3）依据设备故障发出的信号，随机动态采样。（4）根据故障的特殊要求，选用与之相适应的采样方法，比如转速跟踪采样、峰值采样等。（5）根据设备的运行周期采样信号[1]。
此外，由于不同电力系统设备的检测要求不同，所使用的状态监测方法也不同。例如：变压器故障多由线路老化、绝缘度降低所致，对此可使用气体分析、局部放电法检测。交流伺服电机故障发生原因较多，而且其原理也不同，一般采用网络技术监测。
2.2信号传输
电力系统设备信号采集结束后，需要借助信号传输系统，才能将数据送至处理中心。多数情况下，信号采集、处理设备距离较远，易受外界因素影响造成数据信息损失。因此为保证数据传输的有效性、稳定性，需要在传输前转换数据，预处理、压缩打包后，再上传至处理中心。光纤传输数字信号能保证信号质量，因为其抗干扰能力强，所以通信设备被广泛用于电力领域。
2.3数据处理
所谓数据处理，是在处理中心接收到设备信号后，通过各种方法对信号进行分析和处理。例如，频谱分析过程中，可先对频率、频域信号进行转换，然后再分析。另外，数据分析法还包括神经网络、人工智能、小波分析等。现如今，当前常用的数据处理方法是集智能信息技术、数字信息技术于一体的方法，可实时处理监测系统，提高数据处理的有效性。
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3、电力系统设备故障诊断技术
3.1选取故障信号特征量
从错综复杂的信号中提取出有用信息，这是信息处理工作重点，当电力系统设备运行时可提供精细信息时，设备诊断灵敏度较高。通常来讲，一个故障特征量不仅由一个故障引发，但是很多情况下，故障特征所反映的都是同一故障，因此需要采用有效措施选择故障特征量。实际工作中，由于特征量选取不合适，常出现故障漏诊、误诊问题，加之正常状态、故障状态特征量交叉，影响判断结果的准确性。所以，必须结合实际，选用行之有效、典型的特征量。
3.2故障诊断方法
第一，利用传感技术、信息融合技术诊断电力系统设备故障。从不同角度，利用多个传感器检测相同对象，然后针对同一故障的不同表现，选择灵敏度较高的信息量，提高故障诊断的准确性、全面性。信息融合处理技术是指利用传感器处理采集信息，分析不同信息间的联系，将特征相同的信息组合在一起，便于精确诊断系统，全面监测电力系统设备的运行情况[2]。尽管相同故障可能存在不同反应，但是它们之间的空间也有着某种联系，对此需要找寻故障共同点，排除不同点，然后再使用相应技术分析，进而提高故障诊断、状态监测结果的准确性。
第二，利用特征空间矢量法诊断电力系统设备故障。该方法不但能分析故障误差，还能修正故障特征，因此其具备强烈的适应能力。同时，特征空间矢量法还能对不太明确的对象进行诊断。当电力系统设备出现故障后，其能获得先前故障特征，并和本次故障特征比较，计算修改误差，便于获得相对精准的故障点，进一步提高诊断效率。
此外，在对电力系统设备故障进行诊断时，还要综合考量数据监测中的不确定因素，结合相应原则分析和诊断故障。数据分析过程中，可使用模糊数字法，分析可能存在的相应问题，然后借助数字方程对故障进行判断，通过数字变量获取故障特征，保证故障诊断的完整性、准确性。使用上述方法诊断故障时，还可和现代技术相结合，例如专家系统、人工智能等。与此同时，还要不断改进诊断方法，以此提高故障识别率和准确率。
3.3信息技术及故障诊断分析技术
具体来讲，故障诊断分析技术是对故障化学过程、物理过程的分析。通过归纳总结，整理出很多的设备状态降维、特征量，使用各种识别技术，准确判断故障特征，分析故障发生原因、性质等。通过局域网传输设备，诊断区域网络化、数字化的设备故障，必要时可远程诊断，便于更好检测设备状态，实现异地传输诊断信息的效果。在技术装备方面，可实用新型设备，也就是虚拟诊断仪器，在客户端安装报警系统，使用传输功能上传数据，提高传输效果[3]。
4、状态监测和故障诊断技术的发展趋势
第一，和先进技术相结合。在监测电力系统设备运行状态，诊断设备故障时，可结合通讯技术、电力电子技术等，通过对这些技术的使用，提高故障诊断、状态监测水平。
第二，从单台监测到整体监测。电力系统设备故障的发生，会影响整个系统的运行。因此，监测和维修故障时，目标应从原本的单一设备，转变为整个系统。可使用分布式监测系统，节约电缆成本，减轻工作负担，提高监测结果。
第三，网络跟踪和远程监测。随着通信技术、分布式监测系统的发展，在对电力系统设备进行诊断时，可和先进的计算机技术结合在一起，将采集数据信息上传至网络，然后再远程诊断故障。
结语
在电力系统运行中，设备状态监测、故障诊断是确保电力系统运行的关键。相关人员需要结合设备实际，选用合适的方式方法监测和诊断，并加大监管力度，提高工作效率，减少企业损失，促进电力企业发展。
参考文献：
[1]任虹.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分 析[J].城市建设理论研究（电子版），2016，23（15）：5955-5955.
[2]宋 兵，鄂士平，刘志军等.电气设备状态监测与故障诊断技术[J].建筑工程技术与设计，2018，36（21）：3026.
[3]郭晋芳，郑建春.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].建筑工程技术与设计，2017，30（24）：2968-2968.
论文作者:田宇峰
论文发表刊物:《云南电业》2019年1期
论文发表时间:2019/8/26
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