状态监测与故障诊断技术在电气设备管理中的应用
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发布者：lunwenchina
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时间：2021年3月04日 13:41
文/王衍棣，青岛前湾集装箱码头有限责任公司
文章摘要：本文首先阐述了电气设备状态监测和故障诊断技术概述，接着分析了电气设备状态监测与故障诊断的技术方法，最后对电气设备的状态监测与故障诊断发展趋势进行了探讨。
关键词：电气设备；状态监测；故障诊断
1 电气设备状态监测和故障诊断技术概述
电气设备的状态监测以及故障诊断技术的环节为：第一，状态监测。在电气设备的正常运行过程中，通过监测、变换以及记录特定的特征信号，并进行分析处理，同时做好分析结果的记录，进而为设备故障诊断提供基础数据;第二，分析诊断。分析诊断分为特征信号分析处理以及故障诊断两大部分。通过信号分析处理，提取出最有效、最直接以及最敏感的特征信息，为故障诊断提供依据;信号分析处理结束之后，就需要进行故障诊断，主要目的在于诊断设备的故障问题、程度、发生的原因以及具体的部位等，同时还要起到预测设备的性能以及故障的发展趋势的重要作用。
2 电气设备状态监测与故障诊断的技术方法
2.1变压器设备的监测与诊断
针对变压器运转而言，工作重点就是在相关规定之下进行监控，然后根据监控的情况制定维修措施。整个系统中不仅有重点监控，还有额外监控，保证其他不常出现故障件的稳定运行。通常情况下，变压器的大修有吊铁心检查，周期为（10～13）a，其中检查的重点就是绕组形变。之后还有一些整体性的诊断剖析，是进一步确认，再综合评估出变压器还可以运转的时间。检测结果如果显示变压器有异常，甚至可能威胁到设备的运转，就需要进一步的评估，是否需要进行维修，目前是将所有指标都控制在正常范围之内。
2.2电容性设备监测与诊断
关于电容性设备也就是互感器类的设备的监测和诊断内容主要有油色谱分析、红外检测、在线监测、离线监测、停电预试等。
对电容性设备（包括电气的各个设备）的状态监测需要通过四个步骤（信息检出、数据采集、信息传输、数据处理）后，才能根据数据反应的现象进行综合性的诊断，然后根据诊断的结果对互感器类设备进行维修。停电预试需要与主设备结合，或者要在线路停电的状态下才能进行，经监测后发现电容性设备有潜在的故障并经诊断最终确定后，要根据设备存在故障程度的大小来安排何时停电检修，但要确保停电维修工作的及时性和效率性。如果故障要求设备解体才能维修时，则需要在机房内进行维修。
2.3高压断路设备监测与诊断
进行高压断路设备监控时，需要关注以下几点，断路器绝缘水平是否达标，载流回路是否满足要求，操作机构是否完好，断路器通断能力是否良好等。经过调研发现，在断路器各项要求都满足的条件下，断路器的维修周期通常都是规定值的上限，如果在相关生产厂家保证的情况下，就会超过上限值。高压断路设备检测重点是故障出现时的电流数值和跳闸次数。这些数据具有很大的工程价值，一般都会重点记录下来，也将据此安排检修时间。高压断路器的监测和诊断结果显示一切正常，表明暂时没有出现潜在故障，系统运行稳定。
2.4红外诊断技术
红外检测诊断技术能够针对电气设备的早期故障问题以及绝缘情况作出准确有效地预测，将传统电气设备的预防性试验维修上升到了预知状态检修的水平上。该技术融合了光电成像技术、计算机技术、图像处理技术等，能够将接收物体的红外辐射情况的热像反映在荧光屏上，进而便于对物体表面的温度分布情况进行详细且准确地判断。此外，红外状态监测以及诊断技术，还具有远距离、不接触、不取样以及不解体的优点，并且判断结果准确、快速、有效、直观且实时，能够有效提高电气设备的可靠性，降低检测诊断成本，提高电气设备的运行经济效益。因此，该技术在当前的预知检修领域的应用十分广泛。
3 电气设备的状态监测与故障诊断发展趋势
电气设备状态监测与故障诊断技术的发展主要从信号采集、信号处理、智能诊断和实时控制、远程传输等几方面进一步加强。信号采集是设备监测系统的进行故障诊断和输出控制的重要信息来源，信号采集的主要由传感器的精度决定，随着科学技术的不断提高，传感器的精度和运行可靠性的不断提供高，传感器传送的数值更准确的反应的设备运行的真实状态。
信号处理硬件主要由数据采集单片完成，数据采集单元主要性能取决采样的的精度和采样的周期，精度越高、采样周期越短，数据采集单元的性能就越强，采样的精度由采样芯片的采样频率、采样位数决定。目前AD采样芯片可以做大24位，有的可以做到32位，这样的精度使输入的信号值更加细化提升了数据采集单元的采样精度，因此高精度的采样芯片将应用到电气设备监测的系统中。
智能诊断和实时控制可以减轻操作人员繁重的工作，当操作人员未能及时发觉事故的发生，而造成巨大经济损失或是人员伤亡。
智能诊断和控制系统是以计算机为控制核心将数采单元的数据经过数学算法如故障检测算法、混合智能故障检测算法等进行数据处理，然后在上位机界面上显示出来，并与设置阀值进行比对完成远程的控制。智能诊断和实施控制具有重要的意义，是设备监测和故障诊断发展的必然趋势。
远程传输方式可以解决因为环境原因而造成工作人员无法进行现场测试和实时测试的问题。远程测试方式可以GPRS、Zigbee等远程手段完成，这些通讯手段的使用可以让设备监控与故障诊断系统更实用，并且实时性更强。达到实时监测的目的。
4 结束语
对电气设备的状态监测和诊断，可以保障整个电力系统运行的安全性和稳定性，保证正常的社会生产生活的用电供给。因此应该注重对电力设备状态监测和故障诊断的技术研究和应用，运用科学、有效、先进的技术方法来帮助我们更好地监测、预防、维修电气设备，从而更好地维护电气设备的运行寿命和降低故障率，以实现电力企业的经济效益。
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