电力系统设备状态监测的概念及现状

r 前 言
基 金 项 目 ! 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 项 目 s 我 国 电 力 大 系 统 灾 万方数据 变 防 治 和 经 济 运 行 的 重 大 科 学 问 题 的 研 究 t资 助 项 目 ( q q 4 # ) # % " # * p R"
状 态 监 测 实 际 上 并 不 是 一 个 全 新 的 概 念 和 技 术 + 它 首 先 在 机 械 设 备 的 状 态 评 估 和 维 护 上 得 到 应 用 p 在 机 械 工 程 领 域 + 由 于 操 作 人 员 很 接 近 正 在 运 转 因 此 根 据 经 验 + 他 们 可 以 对 这 些 机 械 的 状 态 的 机 械 + 的 好 坏 直 接 作 出 评 估 p 然 而 + 随 着 机 械 设 备 结 构 复 杂 程 度 的 日 益 增 加 以 及 自 动 化 水 平 的 提 高 + 这 种 靠 操 作 人 员 进 行 的 状 态 监 测 已 不 能 适 应 工 程 应 用 的 需 要 + 从 而 提 出 了 各 种 不 同 的 状 态 监 测 技 术 + 研 究 开 发 这 些 系 统 在 工 程 中 已 得 到 了 众 多 的 状 态 监 测 系 统 + 了 成 功 应 用 + 取 得 了 显 著 的 经 济 效 益 和 社 会 效
第 ) |卷 第 " "期 ) # # #年 " "月 文 章 编 号 ! " # # # $ % & ’ %( ) # # # *" " $ # # " ) $ # &
电 网 技 术 ‘ N b1 .P \ Z [ 1 jd 1 c T 0 N 2 N O \
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6 7 8 6 9 : ;< 8 =: > 9 ? 9 8 ;? @ ; A < ; @ 7 87 B 6 7 8 = @ ; @ 7 8 C7 8 @ ; 7 > @ 8 D7 B: 7 E9 >? F ? ; 9 C9 G A @ : C9 8 ;
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电 力 系 统 设 备 状 态 监 测 的 概 念 及 现 状
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布 鲁 内 尔 ( 大 学 +英 国 3) 西 南 交 通 大 学 电 气 化 自 动 化 所 +四 川 省 成 都 市 & ( " , * , " # # % " 3 . / 0 1 2 博 世 杰 电 力 技 术 研 究 所 +北 京 " % , # # # 4 5 *
第 ^ 3卷 第 > >期
电 网 技 术
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基 于 条 件 的 维 护 ! 以 ( . " # $ % & ’ & # $ ) * + , %-* & $ ’ , $ * $ " , 及 检 测 维 护 ! 其 思 路 都 是 一 . 0 % , ’ , " ’ & / ,-* & $ ’ , $ * $ " , 状 态 监 测 可 定 义 如 下 0 即 一 种 利 用 设 备 在 需 致 的 1 要 维 护 之 前 0 存 在 一 个 使 用 寿 命 的 这 种 特 点 的 预 测
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 3 4
一 种 或 综 合 多 种 方 法 来 完 成 所 要 求 的 任 务 1 在 以 上 基 础 上 0 再 充 分 利 用 状 态 监 测 提 供 的 数 据 0 结 合 各 种 为 操 作 和 维 护 人 员 提 供 辅 助 决 策 智 能 的 推 理 方 法 0 的 功 能 0 这 就 是 状 态 监 测 的 方 向 之 一 == 智 能 状 态 监 测 1 图 >以 智 能 电 厂 监 测 系 统 为 例 0 说 明 了 状 态 监 测 的 任 务 5 步 骤 和 结 果 方 式 1
作 用 及 一 般 步 骤 { 状 态 监 测 的 概 念 o
与 预 测 维 护 ( 或 +H + * M 0 O _* h . 1 ^ M c [ M Y 1jU M 0 [ 1 0 U 0 c 1
所 谓 状 态 监 测 或 条 件 监 测 ( $ H N 0 ^ M [ M N 0_N 0 M [ N .
方 法 0 充 分 利 用 整 个 设 备 或 者 设 备 的 某 些 重 要 部 件 的 寿 命 特 征 0 开 发 应 用 一 些 具 有 特 殊 用 途 的 设 备 0 并 通 过 数 据 采 集 以 及 数 据 分 析 来 预 测 设 备 状 态 发 展 的 趋 势 1 借 助 于 电 厂 或 电 力 设 备 的 状 态 监 测 0 使 得 维 护 只 需 在 需 要 时 才 安 排 0 这 样 0 适 时 的 维 护 避 免 了 盲 目 的 维 护 0 也 就 延 长 了 维 护 间 隔 0 从 而 有 效 地 避 免 了 因 设 备 故 障 产 生 的 意 外 停 电 1 因 此 状 态 监 测 的 使 用 0 可 使 停 电 时 间 缩 短 0 降 低 维 护 费 用 0 延 长 设 备 使 用 寿 命 0 还 可 避 免 因 维 护 中 的 疏 忽 而 产 生 的 故 障 1 电 力 系 统 状 态 监 测 的 对 象 主 要 是 电 厂 以 及 电 力 系 统 的 重 要 电 力 设 备 0 如 变 压 器 5 发 电 机 5 电 动 机 5 电 缆 5 断 路 器 以 及 其 他 电 气 机 械 等 1 电 力 系 统 状 态 监 测 与 故 障 测 距 5 继 电 保 护 有 一 定 的 关 系 0 但 也 有 重 要 区 别 1 故 障 测 距 是 在 故 障 后 0 通 过 对 故 障 数 据 的 分 析 5 计 算 来 确 定 故 障 的 位 置 0 以 便 及 时 5 准 确 地 排 除 故 障 1 继 电 保 护 则 是 当 故 障 发 生 时 0 通 过 对 故 障 前 后 数 据 的 分 析 5 比 较 0 作 出 跳 闸 5 报 以 免 造 成 系 统 或 设 备 的 进 一 步 警 并 快 速 切 除 故 障 0 损 坏 1 而 状 态 监 测 则 是 在 故 障 发 生 前 0 通 过 对 表 征 电 厂 或 电 力 设 备 状 态 的 数 据 进 行 分 析 5 判 断 0 来 确 定 设 并 判 别 和 指 出 设 备 状 态 发 展 的 趋 势 0 从 而 备 的 状 态 0 确 定 是 否 需 要 安 排 维 护 作 业 0 起 到 防 患 于 未 然 的 作 用 0 并 为 有 计 划 的 维 护 提 供 了 信 息 1 一 般 地 说 0 状 态 监 测 可 分 为 6个 基 本 步 骤 7 8 数 据 采 集 9 : 数 据 分 析 及 特 征 提 取 9 ; 状 态 评 估 或 故 障 诊 断 及 分 类 1 对 于 不 同 的 步 骤 0 根 据 不 同 的 监 测 对 可 采 用 不 同 的 方 法 1 例 如 0 对 于 变 压 器 的 状 态 监 象 0 测 0 可 以 利 用 不 同 的 方 法 或 传 感 器 来 采 集 振 动 信 号 5 油 中 气 体 5 油 中 湿 度 5 温 度 5 电 流 电 压 等 原 始 信 号 9 然 后 可 采 用 频 谱 分 析 方 法 5 小 波 变 换 方 法 5 神 经 网 络 方 法 和 其 它 方 法 来 完 成 对 这 些 信 号 的 分 析 和 特 征 提 取 1 这 样 再 采 用 神 经 网 络 5 专 家 系 统 5 模 糊 逻 辑 和 其 它 有 效 的 方 法 对 所 提 取 的 特 征 进 行 判 断 5 推 理 0 从 而 判 定 变 压 器 是 否 存 在 局 部 放 电 和 绝 缘 老 化 程 度 如 何 等 0 以 达 到 变 压 器 状 态 监 测 的 目 的 1 在 电 力 系 统 状 态 监 测 中 0 已 经 提 出 了 许 多 不 同 的 监 测 方 法 0 如 振 动 分 析 法 5 油 中 气 体 分 析 法 5 局 部 放 电 检 测 法 5 油 < 纸 的 酸 性 < 湿 度 分 析 法 5 绝 缘 恢 复 电 压 法 5 低 压 脉 冲 法 等 1 这 万方数据 些 方 法 各 有 特 点 0 可 根 据 不 同 的 监 测 要 求 0 采 用 其 中