电力系统状态监测系统培训 PPT
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现场专门人才的缺乏 在线监测系统已具备规模的变电站，在技术力量上也还不能适应
发展要求，其现场技术人员分析态监测数据的能力较差，因而不能合 理分析利用在线监测的数据
现有基础
预防性试验的很多“判据” 是根据大量实践的总结，多年电网运 行维修经验的积累。基于离线的预防性试验数据的变压器运行状态评 估，是目前分析和判断变压器健康水平的主要依据。
对故障物理、化学 过程的机理分析
信号处理 模式识别
设备故障发生的 物理、化学过程
设备故障的 外在表现
·关键技术
（1）传感器 （2）计算机网络和数据库 （3）数据分析
传感器技术和数据分析技术是状态监测系统所 特有的关键技术。
• 涉及学科
传感器技术、电子、机械、化学、物理、数学、 光学、计算机及通信等。
状态检修的 做法 状态检修是企业以安全、环境、成本为基础，通过设备状态评价、
风险评估、检修决策等手段开展设备检修工作，达到设备运行安全可
靠、检修成本合理的一种检修策略。
安全
环境来自百度文库
成本
指由于各种原因可能 导致的人身伤害、设 备损坏、运行可靠性 下降、电网稳定破坏 等危及电网安全、可
靠运行的情况；
指电网运行对社会、 国民经济、环境保护
• 对不同的电力设备，表示设备整体状态的参数可能是不同的，需视具 体情况确定。而以预防性试验数据为基础的设备状态评估，则是根据 设备的历次试验数据（交接性、预防性），运行电压下的各种参数变 化，承受负荷及经受短路的情况，并与同类设备比较，综合分析设备 的健康状况，作为判断设备是否需要检修的依据。
• 国外应用与研究 ☆ 美国国家电力研究院所 ☆ 英国 ☆ 日本发电检修协会 ☆ 加拿大 ☆ 德国（斯蒂亚克电力公司、汉堡电力公司）
电力系统状态监测系统培训
一、故障诊断与状态监测技术简介
国家电网公司提出全面建设智能电网
建设电网设备在线监测与状态检修系统，不仅可实现电气设备健康 状况在线实时监测，并可根据对设备的状态评估给出相应检修策略，
，从而实现电网的智能化，实现设备检修方式从“定期检修”过渡
到“状态检修”的战术转变。
设备维修的发展历程
• 国内电力设备状态维修的应用
传感器装置的生产和在线监测的应用情况还落后于国 外先进水平，基本上还是实施以离线的预防性试验为基础 的变压器运行状态评估比
主要原因：
在线监测的硬件缺乏
需运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段来实时 反映设备状态，对相当一部分变电站来说，在经济及硬件设施等方面 存在着或多或少的困难，在在线监测没有成为必要成分的情况下，维 修管理仍沿用旧体制
三者内容相近、采用的方法大多一样、在线检测数 据和分析、目标一致（防患于未然）
差别如图：
• 设备状态检修的依据（1）
诊
断
预
测
（
故
障
危险水平
率
）
简易诊断
注意水平
初期阶段
稳定阶段
注意 危险 劣化阶段 阶段 阶段
设备运行寿命
破坏点 实施修复
·设备状态检修的依据（2）
故障预报
故障诊断
状态监测
建立故障物理、 化学模型和仿真
失误
无意识 有意识的
滑过 不正确 漏掉 错误
破坏
没注意 潜意识中的错误习惯 忘记 规则性错误 知识性错误
·状态监测的概念和任务
故障预报——根据故障征兆,对可能发生故障的时间、 位置和程度进行预测。
故障诊断——根据故障特征,对已发生的故障进行定 位和对故障发展程度进行判断。
状态监测——对设备的运行状态进行记录、分类和评 估,为设备维护、维修提供决策。
适 应 性 维 修
以 可 靠 性 为 中 心 的 维 修
费 用 有 效 维 修
• 1、事后维修
• 故障检修，坏了就修，不坏不修。适合于事故比较随机。元件多并且 在对生产影响小的非重点设备。
• 2、预防性定期检修
• 以时间为基础的计划检修，适合于已知设备磨损规律的设备以及难以 随时停机进行检修的流程工业、自动化生产设备计划检修，元件事故 概率相近。
• 3、状态检修
• 以设备状态为基础，以预测状态发展为依据。根据对设备的日常检查、 定期重点检查和在线状态监测和故障诊断所提供的信息，在设备发生 故障前安排检修。适用范围设备故障率低，地位重要的设备。提高设 备的可用率节省检修费用。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
检修人员的失误模式
等产生的影响；
指企业成本、收益以 及事故情况下可能造 成的直接、间接经济
损失等。
状态检修强调了对设备状态的评价与诊断。以设备健康状态决定维 修策略的状态检修打破了传统周期维修中“一刀切”的思想，设备健康 状态好，可适当延长检修周期，反之则应缩短检修周期。
实现设备全寿命周期管理 状态评估和协同智能诊断 标准体系 数据整合 在线监测等系统数据
故障维修 50年代以前
设备是什么
设备出现故障或发生事故才维修
情况? 什么
定期检修
时候该对设 40—70年代，前苏联
维修工作的内容与周期都是事先计划和设定好的
备进行维修 状态检修
80-90年代起，美国开始研究通过对设备状态进行监测， 然后按设备的健康状态来安排维修
我国电力系统从上世纪50年代起根据前苏联模式推行定期检修 制度，这是一种以时间周期为基础的设备定期检修制度。
• 状态检修作为一种较定期检修方式更能降低维修成本、缩短检修停电 时间、延长设备寿命的检修方式。状态检修是一种比较新的检修体 制，但成功的实例并不多，鉴于此，作为状态检修依据的设备健康状 态评估系统的研究尚处于摸索阶段。
• 以在线监测数据为基础的设备健康状态评估，既要按照设备巡视检测、 定期检测和带电（在线）检测的结果进行故障诊断，还要结合运用传 感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段，适时反映设备状态。
鉴于上述现状，开展以离线的预防性试验数
据为主、以带电或在线监测数为辅的电力变压器 运行状态评估具有重要意义。关键在于如何将预 防性试验与线监测两者的测试数据有机地结合起 来，并通过严谨的、科学的评估过程，取得正确 的变压器健康状态评估结果。
目标 依托 支撑 手段 基础
☆三个阶段
设
备
维
1950年前
1950年－1970年
1970年至今
修 事后维修模式 的
预防性维修模式
现行维修模式
发
展 阶 段
预
计划预修体 预防维修 知 制（前苏联） 制（美国） 维
修
和
状
态
维
修
以 利 用 率 为 中 心 的 维 修
全 面 计 划 质 量 维 修
可 靠 性 维 修
发展要求，其现场技术人员分析态监测数据的能力较差，因而不能合 理分析利用在线监测的数据
现有基础
预防性试验的很多“判据” 是根据大量实践的总结，多年电网运 行维修经验的积累。基于离线的预防性试验数据的变压器运行状态评 估，是目前分析和判断变压器健康水平的主要依据。
对故障物理、化学 过程的机理分析
信号处理 模式识别
设备故障发生的 物理、化学过程
设备故障的 外在表现
·关键技术
（1）传感器 （2）计算机网络和数据库 （3）数据分析
传感器技术和数据分析技术是状态监测系统所 特有的关键技术。
• 涉及学科
传感器技术、电子、机械、化学、物理、数学、 光学、计算机及通信等。
状态检修的 做法 状态检修是企业以安全、环境、成本为基础，通过设备状态评价、
风险评估、检修决策等手段开展设备检修工作，达到设备运行安全可
靠、检修成本合理的一种检修策略。
安全
环境来自百度文库
成本
指由于各种原因可能 导致的人身伤害、设 备损坏、运行可靠性 下降、电网稳定破坏 等危及电网安全、可
靠运行的情况；
指电网运行对社会、 国民经济、环境保护
• 对不同的电力设备，表示设备整体状态的参数可能是不同的，需视具 体情况确定。而以预防性试验数据为基础的设备状态评估，则是根据 设备的历次试验数据（交接性、预防性），运行电压下的各种参数变 化，承受负荷及经受短路的情况，并与同类设备比较，综合分析设备 的健康状况，作为判断设备是否需要检修的依据。
• 国外应用与研究 ☆ 美国国家电力研究院所 ☆ 英国 ☆ 日本发电检修协会 ☆ 加拿大 ☆ 德国（斯蒂亚克电力公司、汉堡电力公司）
电力系统状态监测系统培训
一、故障诊断与状态监测技术简介
国家电网公司提出全面建设智能电网
建设电网设备在线监测与状态检修系统，不仅可实现电气设备健康 状况在线实时监测，并可根据对设备的状态评估给出相应检修策略，
，从而实现电网的智能化，实现设备检修方式从“定期检修”过渡
到“状态检修”的战术转变。
设备维修的发展历程
• 国内电力设备状态维修的应用
传感器装置的生产和在线监测的应用情况还落后于国 外先进水平，基本上还是实施以离线的预防性试验为基础 的变压器运行状态评估比
主要原因：
在线监测的硬件缺乏
需运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段来实时 反映设备状态，对相当一部分变电站来说，在经济及硬件设施等方面 存在着或多或少的困难，在在线监测没有成为必要成分的情况下，维 修管理仍沿用旧体制
三者内容相近、采用的方法大多一样、在线检测数 据和分析、目标一致（防患于未然）
差别如图：
• 设备状态检修的依据（1）
诊
断
预
测
（
故
障
危险水平
率
）
简易诊断
注意水平
初期阶段
稳定阶段
注意 危险 劣化阶段 阶段 阶段
设备运行寿命
破坏点 实施修复
·设备状态检修的依据（2）
故障预报
故障诊断
状态监测
建立故障物理、 化学模型和仿真
失误
无意识 有意识的
滑过 不正确 漏掉 错误
破坏
没注意 潜意识中的错误习惯 忘记 规则性错误 知识性错误
·状态监测的概念和任务
故障预报——根据故障征兆,对可能发生故障的时间、 位置和程度进行预测。
故障诊断——根据故障特征,对已发生的故障进行定 位和对故障发展程度进行判断。
状态监测——对设备的运行状态进行记录、分类和评 估,为设备维护、维修提供决策。
适 应 性 维 修
以 可 靠 性 为 中 心 的 维 修
费 用 有 效 维 修
• 1、事后维修
• 故障检修，坏了就修，不坏不修。适合于事故比较随机。元件多并且 在对生产影响小的非重点设备。
• 2、预防性定期检修
• 以时间为基础的计划检修，适合于已知设备磨损规律的设备以及难以 随时停机进行检修的流程工业、自动化生产设备计划检修，元件事故 概率相近。
• 3、状态检修
• 以设备状态为基础，以预测状态发展为依据。根据对设备的日常检查、 定期重点检查和在线状态监测和故障诊断所提供的信息，在设备发生 故障前安排检修。适用范围设备故障率低，地位重要的设备。提高设 备的可用率节省检修费用。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
检修人员的失误模式
等产生的影响；
指企业成本、收益以 及事故情况下可能造 成的直接、间接经济
损失等。
状态检修强调了对设备状态的评价与诊断。以设备健康状态决定维 修策略的状态检修打破了传统周期维修中“一刀切”的思想，设备健康 状态好，可适当延长检修周期，反之则应缩短检修周期。
实现设备全寿命周期管理 状态评估和协同智能诊断 标准体系 数据整合 在线监测等系统数据
故障维修 50年代以前
设备是什么
设备出现故障或发生事故才维修
情况? 什么
定期检修
时候该对设 40—70年代，前苏联
维修工作的内容与周期都是事先计划和设定好的
备进行维修 状态检修
80-90年代起，美国开始研究通过对设备状态进行监测， 然后按设备的健康状态来安排维修
我国电力系统从上世纪50年代起根据前苏联模式推行定期检修 制度，这是一种以时间周期为基础的设备定期检修制度。
• 状态检修作为一种较定期检修方式更能降低维修成本、缩短检修停电 时间、延长设备寿命的检修方式。状态检修是一种比较新的检修体 制，但成功的实例并不多，鉴于此，作为状态检修依据的设备健康状 态评估系统的研究尚处于摸索阶段。
• 以在线监测数据为基础的设备健康状态评估，既要按照设备巡视检测、 定期检测和带电（在线）检测的结果进行故障诊断，还要结合运用传 感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段，适时反映设备状态。
鉴于上述现状，开展以离线的预防性试验数
据为主、以带电或在线监测数为辅的电力变压器 运行状态评估具有重要意义。关键在于如何将预 防性试验与线监测两者的测试数据有机地结合起 来，并通过严谨的、科学的评估过程，取得正确 的变压器健康状态评估结果。
目标 依托 支撑 手段 基础
☆三个阶段
设
备
维
1950年前
1950年－1970年
1970年至今
修 事后维修模式 的
预防性维修模式
现行维修模式
发
展 阶 段
预
计划预修体 预防维修 知 制（前苏联） 制（美国） 维
修
和
状
态
维
修
以 利 用 率 为 中 心 的 维 修
全 面 计 划 质 量 维 修
可 靠 性 维 修