电气设备在线监测与故障诊断

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电力设备的在线监测与故障诊断

电力设备的在线监测与故障诊断
加拿大BravTech 铂睿克
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱,单一传感器
空气做载气(部分型号)
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术(PAS)
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器, b 感应线圈,c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题:绝缘、供电 方法:无线(射频、红外)、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压(Transient Earth Voltages,TEV) 声发射(AE)
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下,绝缘系统中只有部分区域发生放电,而没有贯穿施加电压的导体之间,即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位,出现局部缺陷时,将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程,可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号,不能分离不同种类的信号,从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
b
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来

电气设备的在线监测及故障检修

电气设备的在线监测及故障检修

过在 线检 测 电 气设备 ,及 时获得 相 应信 息 、来进 行综 合分 析和 处理 ,根 据检 测 结果 及 结果 的 变化 趋 势 ,可对 电气设备 的 准确性 随 时做 出判
断 ,提 早发现故 障所在 ,发 出预警 。 关键词 :状 态维修 ;在 线监测
中图分 类号 :T M7 1 1文献标识 码 :A 文章编 号 :1 6 7 1 —7 5 9 7( 2 0 1 3) 0 1 2 0 1 9 9 ~ 0 1
【 技术应用 】

电气 设 备 的在 线 监 测 及 故 障检 修
张瑞东
( 黑河市热电厂 黑龙 江 黑河 1 6 4 3 0 0)
摘 要 :以状 态维修 逐步取 代定期 维修 已成 为 电气设 备检修 的必然趋 势 , 目前 国内正在研发 以故 障诊断和 状态检 测为基 准的状 态维修 。通
由众 多 发 、 送 、输 、 配 、用 电 设 备 连 接 而 成 的大 系 统就 是 电 力 系 统 , 设备 的 运 行 状 况 及 稳 定 性 直 接 决 定 整 个 系 统 的 安 全 性 和 稳 定 性 ,更 决 定 着 供 电 品质 和 供 电稳 定 性 。 电 力 系 统 的 基 本 单 元 是 电气 设 备 , 一 旦 出现 问题 将 给 社 会 和 经 济 造 成 巨大 的 损 失 和 影 响 。提 高 设 备 的 稳 定 性 主 要 是 提 高 设备 的 质 量 , 同 时 必 须 对 设 备 进 行 必 要 的定 期 的检 查 和 维修 。 随 着 科 技 进 步在 电力 工 业 上 的不 断 发展 , 电力 设 备 的检 修 体 制 在 电 气 系 统 中也 得 到 蓬 勃 发 展 。但 是 目前 电 力 系 统 正 在 向 高 电压 、 大 容 量 、互 联 网 的 方 向推 进 , 随 着 用 电 部 门 的 要 求 不 断 提 高 , 社 会 对 电力 系统 的 安 全 稳 定性 的 标 准 越 来 越 高 , 以往 的 检 修 体 制 暴 露 出严 重 的 问 题 , 出现 维 修 频 繁 、维 修 不 足 或 维 修 过 剩 、盲 目维 修 等 现 象 , 这 就 造 成 每 年 国 家 在 设备 维 修 方 面 巨 大 的耗 资 。 状 态 检 修 是 目前 电力 系 统 中 电 气 设 备 检 修 制 度 发 展 的必然 结 果 。它直接 带来 的经 济 效益 是 :延长 设 备使用 寿 命;节约大 量维修费用 ;提 高供 电稳定 性;降低检修风 险。根 据 国外 电力研 究院的状态检测 中心的统计数 据表 明,通过 状态 检 修来提 高设备利用 率可达5 % 以上 ,节 省 检 修 费 用2 5 %  ̄3 0 % 。 因此 ,作 为 一 个 电 力 企 业 做 好 设 备 检 修 工 作 ,及 早 发 现 事 故 及 时排 除 事 故 隐 患 , 使 其 一 直 保 持 良好 的 运 行 状 态 ,对 于 社 会 都 具 有 重 大 现 实 意义 。

电力设备的在线监测与故障诊断

电力设备的在线监测与故障诊断

在线监测与故障诊断技术的发展趋势和未来发 展方向
智能化:利用人工智能和大数据技术提高监测和诊断的准确性和效率。
实时性:提高监测的实时性,以便及时发现和解决故障,减少设备 停机时间。
远程化:通过远程监测和诊断技术,减少现场维护成本和时间。
集成化:将多个监测系统集成在一起,实现统一管理和数据共享。
提高在线监测与故障诊断技术的有效途径和方 法
添加标题
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数据处理模块:对采集的数据进 行预处理、分析和特征提取,为 后续的故障诊断提供依据。
预警与控制模块:根据故障诊断 结果,及时发出预警信号,并采 取相应的控制措施,保障电力设 备的安全稳定运行。
监测技术应用场景
变压器在线监测
高压断路器在线监测
输电线路在线监测
配电设备在线监测
监测技术发展趋势
提高运行效率:通过对电力设备的在线监测和故障诊断,优化设备运行状 态,提高运行效率。
在线监测与故障诊断技术在电力设备故障预警 和预防中的作用
预测设备寿命,制定维修计 划,避免突然停机
提高设备运行可靠性,减少 非计划停机时间
实时监测设备运行状态,及 时发现潜在故障
为故障诊断提供数据支持, 辅助技术人员快速定位故障
电力设备在线监测与故障诊断的应 用
在线监测与故障诊断在电力系统中的重要性
提高电力设备运行可靠性:通过实时监测和故障诊断,及时发现并解 决潜在问题,降低设备故障率,提高运行稳定性。
延长设备使用寿命:及早发现设备异常,采取相应措施,可有效延 长设备使用寿命,降低更换成本。
提高电力系统的安全性能:在线监测与故障诊断能够及时发现并预警 潜在的安全隐患,保障电力系统的安全稳定运行。

发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析

发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析

发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析随着电力行业的发展,发电厂的电气设备的状态监测与故障诊断越来越受到重视。

现有的电气设备状态监测与故障诊断方法主要包括人工巡检、数据采集与分析、在线监测、智能诊断等,下面针对这些方法进行详细的分析。

一、人工巡检人工巡检是传统的电气设备状态监测与故障诊断方法,其优点是简单易行、低成本、易于实施等。

但是,它存在人力成本高、易受人的主观判断影响、难以实现全面覆盖等缺点。

因此,目前逐渐被其他方法所替代。

二、数据采集与分析数据采集与分析指的是通过传感器等技术手段,对电气设备进行实时数据采集,并借助数据分析软件进行数据处理和分析,提取有用的信息,以实现状态监测与故障诊断。

这种方法可以实现实时监测和自动诊断,避免了人工巡检的缺点,但是缺点是需要高质量的采集数据和精细的数据分析算法支持。

三、在线监测在线监测是指在运行时实时捕捉信号并分析处理数据的技术,有助于及时发现故障,减轻其损失。

在线监测可以对电气设备的信号进行实时抓取,一旦监测到异常值,就可以快速报警,并进行针对性检修。

在线监测相较于传统的手动检测和数据采集与分析,具有更高的效率和准确性。

四、智能诊断智能诊断可以精准地对电气设备的故障进行定位。

智能诊断旨在通过对电气设备状态监测与故障诊断的数据进行分析,利用人工智能、机器学习等技术手段,建立准确的故障诊断模型,并快速准确地进行故障诊断。

该方法通过分析设备运行数据,建立设备的运行模型,实现多维度故障诊断,最终实现对电气设备运行状态的自动监测、管理与调度,提高了设备的稳定性和可靠性。

总之,不管采用哪种方法进行电气设备状态监测与故障诊断,都需要建立高质量、精细的数据采集体系和数据分析算法支持。

同时,还需要以数据为基础,结合先进的技术手段,实现故障预测、故障诊断、故障预警等多项功能,丰富电气设备状态监测与故障诊断的应用场景。

(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断

(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断

(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目:电气设备在线监测与故障诊断学习中心:层次:专科起点本科专业:年级: 年春/秋季学号:学生:指导教师:完成日期:年月日内容摘要文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断,论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术,探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下,对电气设备的状况进行连续或定时的监测,电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。

关键词:电气设备;在线监测;故障诊断;发展趋势;技术不足目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1。

1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究和发展动态 (1)1。

2。

1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1)1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (1)1。

3 本文的主要内容 (2)2 电气设备的在线监测 (4)2.1 概述 (4)2。

2 高压断路器的在线监测 (4)2.3 变压器的在线监测 (4)2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (4)2。

5 电容型设备的在线监测 (5)3 电气设备的故障诊断 (6)3。

1 系统的基本框架 (6)3.2 故障诊断方法 (6)3.3 远程故障诊断系统 (7)4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8)4.1 在线监测装置的稳定性 (8)4。

2 在线监测与诊断系统的标准化 (8)4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 绪论1。

1 课题的背景及意义近年来,国内外电网大面积停电事故时有发生,原因大多与电网设备存在问题和电网运行问题有关。

为防止电气设备自身故障导致电网事故采用在线监测与故障诊断技术来对电气设备运行状态进行监测和诊断,已成为发展方向,并引起各方面的重视。

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1预防性试验的缺乏之处〔P4〕答:1、需停电进展试验,而不少重要电力设备,轻易不能停顿运行。

2、停电后设备状态〔如作用电压、温度等〕与运行中不符,影响推断准确度。

3、由于是周期性定期检查,而不是连续的随时监测,绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。

4、由于是定期检查和修理,设备状态即使良好时,按打算也需进展试验和修理,造成人力物力铺张,甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏,即造成所谓过度修理。

2状态修理的原理〔P4〕答:绝缘的劣化、缺陷的进展虽然具有统计性,进展的速度也有快慢,但大多具有肯定的发展期。

在这期间,会有各种前期征兆,表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。

随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的进展,可以对电力设备进展在线状态监测,准时取得各种即使是很微弱的信息。

对这些信息进展处理和综合分析,依据其数值的大小及变化趋势,可对绝缘的牢靠性随似乎做出推断并对绝缘的剩余寿命做出推测,从而能早期觉察埋伏的故障,必要时可供给预警或规定的操作。

3老化的定义〔P12〕答:电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素〔如电场、热、机械应力、环境因素等〕的作用,内部将发生简单的化学、物理变化,会导致性能渐渐劣化,这种现象称为老化。

4电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答:有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。

5热老化的定义〔P12〕答:由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。

6 什么是8℃规章?〔P13〕答:依据 V.M.Montsinger 提出的绝缘寿命与温度间的阅历关系式可知,lnL 和 t 呈线性关系,并且温度每上升 8℃,绝缘寿命大约削减一半,此即所谓8℃规章。

7在弱电场和强电场的作用下,设备绝缘的电气特性有哪些?答:〔1〕在强电场〔外施场强大于该介质的击穿强度〕下,将消灭放电、闪络、击穿等现象,这在气体中表现最为明显。

电气设备在线监测与故障诊断第章

电气设备在线监测与故障诊断第章

电气设备在线监测与故障诊断第一章电力系统监测与安全问题分析1.1 电力系统监测的重要性在当今电力系统的运行中,电力设备的在线监测已经成为电力行业不可或缺的一项重要工作。

通过对电力系统内设备的监测,可以及时检测到设备的运行状态并对异常情况进行预警,有利于在设备出现故障之前及时采取措施排查问题。

1.2 电力设备故障的危害性电力设备的故障会直接影响到电力系统的安全稳定运行。

因此,通过在线监测并及时诊断并排查故障,有助于避免因设备故障导致的停电、事故等重大损失。

第二章电力设备在线监测技术2.1数据采集技术通过对电力设备的实时监测和采集数据,可以获取在高温、高压、高电磁干扰、高振动等严酷环境下工作的电器设备内部信息。

传感器、数据采集器等实现电量、电流、电压、功率因数、频率、温度、振动等各种参数的在线检测和监测,可以精确地掌握各种关键参数,在设备出现异常之前及时发现问题。

2.2 云计算与大数据随着电力设备在线监测的应用越来越广泛,大量数据被采集并存储在云端。

这些数据不能仅仅是堆积在服务器上,需要通过应用大数据技术,分析每个设备所产生的数据信息,实现故障预测、监控设备运行参数波动等功能。

通过大数据的分析、挖掘以及对故障机理的研究,可以更精准地识别故障源,提高设备的健康度。

2.3 物联网技术在物联网技术的支持下,不同的设备可以自动地和其他设备进行通信而实现自主管理,同时,物联网技术还可以为设备提供远程协议及数据管理。

通过物联网技术的远程操作,可以大大减少因现场配置问题而带来的风险,实现人机可远程交互,提高运行效率。

第三章故障诊断技术3.1 基于数据分析的故障诊断通过对电力设备的历史数据进行分析,可了解其运行状况。

如果设备运行的某个参数出现了异常,这个异常是否可以被认为是故障?哪一台设备在其运行与其他电器设备形成的联动中存在故障?这些诊断都可以通过分析数据常见到达。

基于数据分析的故障诊断技术将成为关键的手段,帮助管理人员保障设备运行的稳定性。

高压开关柜的在线监测与故障诊断技术(三篇)

高压开关柜的在线监测与故障诊断技术(三篇)

高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一,用于控制和保护电力系统中的电器设备。

其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。

本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。

高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测,并通过远程通信技术传输到监控中心,进行实时分析和监控。

其主要包括以下几个方面的内容:第一,温度监测。

高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量,如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。

因此,通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测,可以及时发现异常情况并进行预警。

第二,电流监测。

高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据,通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测,可以掌握设备的运行状态,提前预防设备过载或短路等故障的发生。

第三,压力监测。

高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数,通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测,可以及时发现气体泄漏或压力异常,防止设备损坏或发生爆炸等事故。

第四,湿度监测。

高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性,通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测,可以及时发现湿度过高或过低的情况,采取相应的措施保障设备的正常运行。

高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号,判断设备是否存在故障,并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。

其主要包括以下几个方面的内容:第一,振动分析。

高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号,通过对振动信号进行分析,可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。

第二,红外热像技术。

通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄,可以观察设备局部温度分布情况,通过温度异常点的识别和定位,判断设备是否存在故障。

第三,气体分析。

高压开关柜在运行时会产生一定的气体,通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析,可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。

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网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目:电气设备在线监测与故障诊断学习中心:层次:专科起点本科专业:年级:年春/秋季学号:学生:指导教师:完成日期:年月日内容摘要文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断,论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术,探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下,对电气设备的状况进行连续或定时的监测,电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。

关键词:电气设备;在线监测;故障诊断;发展趋势;技术不足目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究和发展动态 (1)1.2.1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1)1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (2)1.3 本文的主要内容 (2)2 电气设备的在线监测 (4)2.1 概述 (4)2.2 高压断路器的在线监测 (4)2.3 变压器的在线监测 (4)2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (5)2.5 电容型设备的在线监测 (5)3 电气设备的故障诊断 (6)3.1 系统的基本框架 (6)3.2 故障诊断方法 (6)3.3 远程故障诊断系统 (7)4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8)4.1 在线监测装置的稳定性 (8)4.2 在线监测与诊断系统的标准化 (8)4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 绪论1.1 课题的背景及意义近年来,国内外电网大面积停电事故时有发生,原因大多与电网设备存在问题和电网运行问题有关。

为防止电气设备自身故障导致电网事故采用在线监测与故障诊断技术来对电气设备运行状态进行监测和诊断,已成为发展方向,并引起各方面的重视。

加强电气设备状态在线监测及故障诊断技术的研究及开发,在应用中不断完整,使之真正成为防止电网事故大面积停电的第一道防线。

电气设备的状态检测与故障诊断对电力系统的安全、经济运行有着十分重要的意义。

通过对电气设备进行在线状态监测,可对设备的可靠性随时作出判断,从而能早期发现潜伏的故障。

因此对电气设备绝缘早期和突发性故障进行在线检测和诊断,对设备安全运行状态进行综合评估具有现实意义。

为了保证电力设备质量,在设备投入运行前都要进行严格的质量检查,基本消除了由于质量而引发的事故,为了发挥电气设备的最大生产能力,常常需要进行日常的科学管理和维护。

目前,在线监测技术已经成为了电气设备运行中不可缺少的一种技术之一,因此分析电气设备在线监测和故障诊断要点非常有必要,这是提高电气设备运行效果的必要工作1.2 国内外研究和发展动态1.2.1 在线监测与故障诊断技术发展概况国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究,始于20世纪60年代。

各发达国家都很重视,但直到70~80年代,随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展与应用,设备在线诊断技术才真正得到迅速发展。

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。

1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向20世纪60年代,国外就已经开始了对水电厂电气设备状态监测与故障诊断技术的研究,随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展及应用,设备的在线检测技术也得到了迅速的发展,对于水电厂电气设备的监测与故障检修的重要性,60年代就已经提出过不少带电监测方法,但遗憾的是,这些方法由于操作复杂,测量结果分散性很大没有推广下去。

随着高新技术的发展与应用,进入到80年代以来,我国的电气设备在线监测技术也得到了迅猛发展。

再加上,我国现在处于发展阶段,工业发展迅速,用电一直很紧张,我国现在目前的设备并不是很先进,有些设备很容易出现故障,这就造成了我国对于推行在线监测技术和提高电力系统运行可靠性的要求更加迫切。

由于在线监测技术中的状态监测与故障诊断技术的难度,目前,不论国内还是国外,多数的监测系统的功能还比较单一,不能全面对水电厂电气设备进行监测。

在线监测技术将朝着以下的方向发展:1、多功能多参数的综合监测和诊断,在线监测技术必须能同时监测能够反映电气设备的状态的多个特征的参数。

2、形成一套完整的分布式在线监测系统,能够对水电厂整个电气设备进行集中监测和诊断,以便于更好的省时、省力和省钱。

3、由于目前的在线监测系统的可靠性和灵敏度不是很高,因此,在未来的发展中,在线检测技术必须不断的提高检测系统的可靠性和灵敏度。

1.3 本文的主要内容本文研究的是电气设备在线监测与故障诊断。

全文共分为四章,各章内容简介如下:第一章绪论,简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状,介绍论文的主要内容;第二章电气设备的在线监测,电气设备在线监测的概述、论述高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备的在线监测;第三章电气设备的故障诊断,电气系统的基本框架、故障诊断方法、远程故障诊断系统;第四章在线监测和故障诊断技术的不足,在线监测装置的稳定性、在线监测和诊断系统的标准化、电气设备剩余寿命的预测技术本文最后对全文进行总结,并指出了研究课题的未来发展方向。

2 电气设备的在线监测2.1 概述电力设备在线监测系统是指在设备使用期内连续不断检查和判断设备状态,预测设备状态发展趋势的系统。

通常通过设备运行状态量反映设备运行情况,首先获取诊断对象的状态信息,采集电力设备的电压、电流、频率、局部放电量以及磁力线密度等信号(包括正常信号和异常信号)。

根据表征设备状态量的各种信号的不同特性而采用不同的信号采集方法,常用的采样方法有:1)一次性采样,每次只采集一个足够数据处理所需长度的信号样本。

2)定时采样,按事前整定的周期进行采样。

3)利用发生随机故障时的信号突变进行自动采样。

4)根据故障诊断的特殊要求采取转速跟踪采样、峰值采样等特殊采样方式。

针对不同的电力设备和任务要求其状态监测方法也不同。

2.2 高压断路器的在线监测2.3 变压器的在线监测2.4 金属氧化物避雷器的在线监测2.5 电容型设备的在线监测3 电气设备的故障诊断3.1 系统的基本框架通常,电气设备的在线监测与诊断系统应包含信息检测及传输、数据处理、状态识别、预报决策等多个单元。

1)信息检测及传输:按照不同的检测对象和诊断目的,选择相应的传感器检测出反映设备运行状态的特征量信号,并将其转换成模拟或数字电信号。

对于集中在控制室监测或具有远程诊断功能的在线监测系统,需要将采集信息传送到数据处理单元,要配置专门的信号电缆或光纤。

2)数据处理:从检测单元传输来的数据需要在前台机预处理和后台机进行综合处理及分析,其中包括抑制电磁场干扰、维数压缩等,最终提取出能真实反映设备故障的特征量,为诊断提供有效的数据。

3)状态识别(即诊断):对经数据处理单元处理后的有效数据,与规程(导则)、历史数据、运行经验及专家知识等进行分析比较,对设备故障分类,对故障部位定位,对故障严重程度判定。

4)预报决策(或在线评估):对状态识别诊断出的故障,由决策支持系统根据预置的阀值进行报警或由预测分析软件对故障的发展趋势和设备绝缘安全运行时间(或称剩余寿命)等进行评估推测,为状态维修决策提供依据。

3.2 故障诊断方法针对电力设备故障的多样性以及一个故障多种征兆,介绍几种诊断方法:1)利用多传感技术和信息融合处理技术诊断某种故障不同的故障表象。

多传感技术利用多个传感器从多侧面、多角度观测同一对象,即针对同一故障的多种故障表征,多层次多领域(时域、空间域、频域)采集不同的特征量,选择故障反映灵敏度高的状态信息量,从而较全面的分析诊断故障。

信息融合技术是将来自多传感器的数据按照一定的准则加以分析和综合的数据处理过程。

因同一设备故障在不同特征空间的不同反映之间存在着内在的关联关系,利用融合技术“求同去异”可提高电力设备状态检测和故障诊断的准确性。

但信息融合基本理论尚不完善,该诊断方法还有待研究。

2)基于特征空间矢量的故障诊断方法,可通过对故障误差的学习实时修正故障特征量。

这种诊断方法具有一定的自适应能力,适合于具有不确定性和慢时变性的复杂对象的故障诊断。

其实质是将每次的故障征兆矢量作为原先验征兆矢量集中的一个新的先验征兆矢量,并根据自适应算法修正故障特征矢量。

故障先验征兆矢量不确定时,则需要人工判断第一次故障。

3)针对电力设备的固有特性以及在线监测状态信息量不足导致的不确定性,可考虑采用模糊理论中的最大隶属度原则诊断故障原因,判断故障类型,将状态信号与模糊数学方法结合起来分析故障的随机性和模糊性问题。

除了上述方法外,还可以结合人工智能、专家系统、神经网络等方法诊断故障,系统、神经网络等方法诊断故障。

3.3 远程故障诊断系统4 在线监测和故障诊断技术存在的问题4.1 在线监测装置的稳定性在线监测装置的稳定性是推广及应用的关键,其中既有技术问题,也有制造工艺的问题。

1)元器件的老化:在线监测装置所用的元器件种类多,特别是电子元器件在现场恶劣环境下运行,在电力系统过电压、短路故障等冲击作用下易于损坏。

如前台机(含传感器及辅助电路元器件)直接安装在设备上或附近,不仅环境因素复杂,而且连续高温或大范围的温度变化对元器件的寿命和稳定性影响很大。

后台工控机质量不高,冲击负荷对主板电路和控制器件的危害很强,死机现象时有发生。

2)电磁兼容性:虽然研究者和制造商们花了很大的力气研究防电磁干扰的问题,但从目前的技术水平看,就在线监测本体而言,采用硬件与软件结合、以软为主的主导思想对解决从强电磁场干扰信号完全淹没中提取微弱在线监测信号已有诸多的措施,在实验室已经可以做到非常高的精度。

但问题在于对不同变电站的干扰源及其传播路径需要作出对应的分析,并采取相应的措施。

因此,需要在总结运行经验的基础上,制定相应的出厂和安装完后交接时的电磁兼容性试验标准。

3)现场维护:由于在线监测的传感器及前置放大器等辅助器件,在长时间复杂而恶劣环境中运行后,电子器件因老化而使相应特性及灵敏度发生变化,光敏、气敏等传感器件敏感性降低,机构部件不灵等,都会使检测的数据发生偏差,需要定期重新设置标定、检修或更新。

因此,在线监测装置厂商需要给出可靠的免维护时间或更换周期,需要建立自己产品分布的信息管理网站和高水平的快速反映维护队伍,用户也要有从事在线监测装置维修与检测的专职工程师。

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