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
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
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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
电力设备状态监测与故障诊断
电力设备状态监测与故障诊断电力设备状态监测与故障诊断在电力行业中扮演着重要的角色，它能够帮助企业监测电力设备的运行状态，及时发现设备故障，并进行有效的诊断和维修。
本文将围绕电力设备状态监测与故障诊断展开讨论，探讨其在电力行业中的重要性和应用价值。
一、电力设备状态监测的重要性电力设备状态监测是指通过各种监测手段，对电力设备进行实时监测，以获取其运行状态信息。
这样做的好处在于，可以及时发现设备的异常状况，提前采取措施，避免因故障引发的事故，保障电力系统的安全运行。
通过对设备运行状态的监测，可以了解设备的运行情况，为设备的维护和管理提供数据支持，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性。
二、电力设备状态监测的手段电力设备状态监测的手段主要包括传感器监测、在线监测系统和远程监测系统等。
传感器监测是通过安装在设备上的各种传感器，监测设备的温度、振动、压力、电流等各种参数，实时反映设备的运行情况。
在线监测系统是通过各种检测设备，对设备的各项参数进行在线监测，通过电脑系统进行数据采集和分析。
远程监测系统是通过通信技术，实现远程监测设备的运行状态，及时获取设备的运行数据，并进行分析和处理。
四、电力设备故障诊断的重要性电力设备故障诊断是指通过各种手段，对设备的故障进行诊断和分析，找出故障的原因和性质，并提出有效的维修措施。
电力设备故障诊断的好处在于，可以及时找出故障的原因，采取正确的维修措施，恢复设备的正常运行，避免因故障引发的事故，保障电力系统的安全运行。
五、电力设备故障诊断的手段电力设备故障诊断的手段主要包括故障检测设备、分析技术和专家系统等。
故障检测设备是通过各种仪器和设备，对设备的故障进行检测和诊断，找出故障的原因和性质。
分析技术是通过对设备运行数据的分析，找出数据中存在的异常情况，辅助判断设备的故障原因。
专家系统是通过丰富的专业知识，建立专家知识库，辅助工程师进行设备故障诊断和分析。
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
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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。
(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。
在线监测实验报告
电力设备在线监测与故障诊断综合试验报告一．前言本课程做了四次试验，分别为：套管、变压器的绝缘预防性试验、避雷器绝缘预防性试验、局部放电在线监测、利用红外照相机观测变电站发热情况。
其中前两次为设备的状态检测，是离线进行的，根据规程，对设备绝缘电阻，介质损耗tgδ等参数进行测量，通过数据分析试验设备的绝缘状况。
操作性较强，但设备和时间有限，只能完成绝缘预防性试验的部分内容。
后两次试验为设备的在线监测。
利用到先进仪器在线观测设备的局放、发热等情况。
其中局放试验为演示实验。
主要为了了解观测方法，试验的设计思路和大致原理。
绝缘预防性试验主要根据规程为“电力设备预防性试验规程”DL/T 596—1996，以下简称规程。
二．套管、变压器离线状态绝缘预防性试验本次绝缘预防性试验主要测量了套管和变压器离线状态下的绝缘电阻和吸收比、以及介质损失角tgδ。
测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简单的辅助办法。
电气设备有休止状态转为运行状态前，或者在进行绝缘耐压试验前，必须进行绝缘电阻，以确定设备有无受潮或绝缘异常。
测量介质损失角tgδ可有效的发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有赃物或劣化等缺陷。
1．套管的绝缘预防性试验套管属于电容型绝缘结构的设备，特点是高压端对地有较大的等值电容。
对于电容型绝缘的设备，通过对其介电特性的测量，可发现绝缘缺陷。
反映介电特性的参数有介质损耗角正切tgδ、电容值C和电流值I对于变压器高压端出线的套管，规程规定的前两项即为绝缘电阻的测量和tgδ的测量。
由于试验设备的限制，选择这两项进行测量。
本试验采用的套管为126kV，油纸绝缘套管。
1.1套管的绝缘电阻测定按照规程规定，如图所示连线。
图1 测套管主绝缘对地绝缘电阻接线图测定其绝缘电阻，发现其绝缘电阻为5000MΩ小于规程规定值。
考虑到测量方法，由于套管长时间放置于户外，便面有很多灰尘，固有表面泄漏电流影响，要测得准确的绝缘电阻，可以有两种方法，即一为没有装设屏蔽线以短路掉表面泄露电流，另一种方法为将套管表面清洁干净。
电力设备的在线监测与故障诊断 第3章 电容性设备的在线监测
电力设备试验的分类
按类型分类：型式试验、出厂试验、交接验收试验、预防性试验等； 设计定型－－型式试验－－地点在认证机构 制造完出厂前－－出厂试验－－地点在厂家 制造商与运行商之间的交接－－交接验收试验－－地点在现场
投入运行后的运行中－－预防性试验－－地点在现场
按性质和要求分类：绝缘试验、特性试验； 绝缘试验的分类：非破坏性试验(试验电压低)、破坏性试验(试验电压高)；
高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内 有可观的下降
常用介质相对介电常数
空气 变压器油 蓖麻油 纯水 聚乙烯 油浸纸 电瓷 云母 1.00059 2.2～2.5 4.5 81 2.25～2.35 3.3 ～3.8 5.5～6.5 5～7 非极性 弱极性 极性 强极性 弱极性 极性 离子性 离子性
电容型设备的监测项目 电容型设备在线监测的意义 电容型设备介质损耗的理论知识
第二节 介质损耗的监测
电桥法
相位差法
数字分析法
第三节 测量三相不平衡电流 第四节 电力电容器在线监测与故障诊断
第一节 概述 一、电容型设备的监测项目
电容型设备
包括：高压套管、电容式电流互感器（CT）、电容式电压
答：1）直流电压下：
U2 P1 5W R
2）工频交流电压下：
P2 U 2 wc tan 62.38W
1 R 2＝ 159 M wc tan
P2
P1
＝12.57
3）工频交流下介质损耗并联电路的等值电阻：
R2
R1
0.0795
电介质的老化
绝缘的老化:电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一
电介质的分类：根据化学结构分为3类 非极性及弱极性电介质 偶极性电介质 离子性电介质
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。
电力设备的在线监测与故障诊断第二版课程设计
电力设备的在线监测与故障诊断第二版课程设计一、背景介绍电力设备在长期运行过程中企业中无法避免出现一些故障，如果不能及时诊断和解决，会对正常的生产经营产生不良的影响。
因此，针对电力设备的在线监测与故障诊断是电力生产企业所必须掌握的重要技术之一。
为此，在电力行业中，电力设备的在线监测与故障诊断具有十分重要的地位。
二、课程目标本课程旨在让学员了解电力设备的管理及监测方法，相关设备的维护与保养，以及故障诊断技术等方面的知识。
课程将从以下三个方面来进行讲解：1.电力设备的在线监测技术2.电力设备的故障诊断技术3.电力设备的维护与保养三、课程大纲1. 电力设备的在线监测技术1.1 监测手段•无线传感器网络•云平台监测•其他现代化的监测手段1.2 监测器件•传感器•监测仪•其他相关器件1.3 监测内容•温度•压力•振动•声音•工作情况•等等2. 电力设备的故障诊断技术2.1 诊断手段•媒介传播法•特征频率法•神经网络法•统计学法•等等2.2 诊断技术•健康评估•健康预警•健康诊断•健康维护•等等2.3 故障诊断范例与案例分析3. 电力设备的维护与保养3.1 维护•正确的验收•定期的维护•现场维护•等等3.2 保养•运行保养•停机保养•季节保养•等等3.3 保养计划四、课程特点本课程采用在线教学方式，主要通过PPT讲解、实验、讨论、案例介绍等形式来进行。
优点如下：1.根据适合学员的学习情况分为基础知识讲解，课堂互动讨论和案例学习等不同环节2.加强实际应用的训练，每个环节都涉及到实际操作3.采用案例式教学，理论和实践相结合，使学员掌握知识更有针对性，容易理解五、课程考核1.考勤是否到达2.平时作业得分3.实验报告4.期末大作业六、总结在电力行业中，电力设备的在线监测与故障诊断相当重要。
本课程着重从技术、方法和管理三个方面对学生进行思维和实践的训练，让他们在日后的工作中表现更为优秀。
电气设备在线监测与故障诊断技术综述
电气设备在线监测与故障诊断技术综述周远超摘㊀要:随着经济的发展ꎬ国内电量需求日益加大ꎬ电网超负荷运转ꎬ再加上电网设备自身存在一些故障ꎬ导致国内电网大面积停电的事故时有发生ꎮ文章在阐述电气设备状态监测及诊断相关概念的基础上ꎬ分析电气设备状态监测与故障诊断系统的组成及相应功能ꎬ总结并提出了目前常用的在线监测与故障诊断技术存在的问题及解决办法ꎮ关键词:电气设备ꎻ在线监测ꎻ故障诊断一㊁电气设备在线监测与故障诊断的定义与实现(一)电气设备在线监测与故障诊断的定义１.在线监测在线监测是在电气设备正常运行的前提下ꎬ利用传感技术㊁计算机技术和光电技术对电气设备状态进行连续㊁自动的监测方法ꎮ为防止产品质量问题对电气设备运行可靠性造成不利影响ꎬ采用在线监测技术ꎬ对电气设备的运行状态进行实时监测ꎬ及时发现隐患ꎮ２.故障诊断故障诊断主要是对电气设备的在线实时监测数据进行比较分析ꎬ给出设备的故障点㊁故障类型和故障发展趋势ꎬ提出有效的维修策略ꎬ以保证设备安全稳定运行ꎬ减少电气设备故障造成的不利影响ꎮ(二)电气设备在线监测与故障诊断的实现一般来说ꎬ电气设备的在线监测和故障诊断过程可分为运行信号检测㊁信号特征提取㊁运行状态识别和故障诊断结果ꎮ运行信号检测:根据对电气设备的监测和监测目的ꎬ选择相应的不同传感器ꎬ对电气设备的运行信号进行监测ꎬ将模拟信号同声传译为数字信号ꎮ信号特征提取:保留或增加信号中有用的部分ꎬ提取一些与电气设备故障有关的信号ꎬ便于后续故障诊断ꎮ二㊁制约电气设备状态在线监测与故障诊断技术的问题根据以往的经验ꎬ从停电后电气设备的诊断和维护过渡到电气设备的诊断和评估ꎬ确定电气设备的剩余寿命ꎬ并提供维修计划ꎬ是一项重大的技术变革ꎮ它需要大量的技术支持ꎮ根据我国国情ꎬ引进先进技术ꎬ开展长期的实践工作和经验ꎬ总结了防治的技术流程ꎮ电气设备的在线监测与故障诊断技术是实现无停电检修的基本和必要条件ꎮ因此ꎬ要发展电气设备在线监测与故障诊断技术ꎬ必须解决运行中存在的问题ꎮ(一)在线监测设备稳定性在线监测设备的稳定性是电气设备在线监测与故障诊断技术广泛应用的基础和必要条件ꎮ电气设备监测元件老化㊁电气设备状态在线监测和故障诊断设备中使用的元器件种类繁多ꎬ而电子元器件在恶劣的环境条件下ꎬ经受住电网电压㊁短路等正常故障的考验ꎬ很容易损坏ꎮ对于温度变化范围大㊁工作环境恶劣的电器元件ꎬ也要求其工作温度和稳定性要求较高ꎮ但是ꎬ如果后台工控机的质量不能得到保证ꎬ很容易受到负载的冲击ꎬ导致主板㊁控制器等元器件损坏ꎬ导致频繁的死机ꎮ监测电气设备的电磁兼容性和防止电磁干扰一直是阻碍电气设备在线监测与故障诊断技术发展的重要原因ꎮ制造商一直在不断地研究和探索这个问题ꎮ从现有技术来看ꎬ在线监测主要是软硬件结合ꎬ软件是电气设备在线监测的主导因素ꎬ但在强电磁场干扰下ꎬ监测信号的提取非常困难ꎮ虽然已经取得了一流的进展ꎬ但在实际运行过程中ꎬ不同变电站的干扰是不同的ꎬ需要具体分析才能得到在线监测结果ꎮ因此ꎬ有必要在积累大量经验的基础上ꎬ根据不同的工作环境定制相应的设备标准ꎮ电气设备的现场维护监测ꎬ由于电气设备的在线监测设备长期工作在复杂的环境中ꎬ受多种因素的影响ꎮ电子元器件的老化速度和灵敏度下降很快ꎬ导致采集的数据存在一定的误差ꎬ需要定期更换和维修ꎮ这就要求生产厂家对电气设备进行在线监测ꎬ给出准确的设备维护和更换时间ꎮ电力监控不仅可以对这些设备进行归档ꎬ建立信息ꎬ以便及时更换和维护以及相应的维修队伍ꎬ并增设专职岗位负责ꎮ(二)实行电气设备状态在线监测与故障诊断系统标准化电气设备在线监测与故障诊断技术尚处于起步阶段ꎮ相关软件和技术还不成熟ꎬ软件有待开发和完善ꎮ而且ꎬ互相交流是不现实的ꎮ电气设备在线监测与故障诊断技术的标准化在短期内是不可能建立的ꎮ为了发展电气设备在线监测和故障诊断技术ꎬ必须建立标准的产品模型和信息管理系统ꎬ采用标准的现场总线技术和数据管理系统ꎬ相互借鉴ꎬ统一标准ꎬ使设备的任何一部分都可以由不同的厂家更换ꎬ不同厂家的不同产品具有一定的可开发性㊁互换性和可扩展性ꎬ减少维修的制约性和依赖性ꎬ降低维修成本和人员ꎬ以便用户及时维修和维护电气监控设备ꎮ(三)电气设备剩余寿命的精确预测电气设备在线监测与故障诊断技术的最大优点是根据大量的数据和实证分析来判断电气设备在正常情况下的使用寿命ꎮ在电气设备正常运行的情况下ꎬ故障主要分为初次安装调试一年左右暴露的故障ꎬ在稳定期为５~１０年期间ꎬ定期检查主要是为了延长电气监控设备的使用寿命ꎻ在劣化期从１０年开始到２０年ꎬ根据实际情况逐步增加定期检查的频率ꎬ根据大量监测数据判断电气设备的剩余寿命ꎻ主要采用２０年以上的风险期ꎬ要持续监测ꎬ准确预测剩余寿命ꎬ制订更换和维护计划ꎮ三㊁结束语随着电力设备状态检修策略的全面推广和智能电网的加速发展ꎬ状态监测与故障诊断技术将得到广泛应用ꎮ电气设备状态监测系统和诊断结果的准确性将直接影响状态检修策略的有效实施ꎮ因此ꎬ电力系统状态监测应与前沿技术成果紧密结合ꎬ创新开发智能化㊁系统化的信息诊断专家应用系统ꎬ提高电气设备运行的可靠性ꎬ优化设备状态检修策略ꎮ参考文献:[１]钟连宏ꎬ梁异先.智能变电站技术应用[Ｍ].北京:北京出版社ꎬ２０１９.[２]王波ꎬ陆承宇.数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１９(３７).作者简介:周远超ꎬ男ꎬ山东省青岛市ꎬ研究方向:电气方向ꎮ２２２。
电力设备的在线监测与故障诊断第二版教学设计
电力设备的在线监测与故障诊断第二版教学设计一、引言随着电力设备的逐步智能化发展，对于设备的在线监测和故障诊断的要求也越来越高。
本教学设计旨在通过课堂教学和实验操作两个环节，对学生进行电力设备在线监测与故障诊断相关知识的掌握。
二、教学目标1.理解电力设备在线监测的基本原理和常用技术；2.掌握电力设备故障诊断的方法和流程；3.学习使用相关在线监测与故障诊断设备进行实验操作。
三、教学内容1.电力设备在线监测技术1.在线监测系统组成及原理2.传感器原理和常用传感器类型3.信号采集与分析技术2.电力设备故障诊断方法1.故障诊断基本流程2.常用故障诊断方法及原理3.故障诊断案例分享3.实验操作环节1.熟悉在线监测与故障诊断设备2.基本操作和功能练习3.实验数据处理和分析四、教学方法1.理论课堂授课：通过教师讲解、案例分析和讨论等形式，让学生掌握电力设备在线监测和故障诊断的基本概念和方法，了解监测与诊断技术的最新进展。
2.实验操作：通过使用设备进行实验操作，让学生深入了解在线监测与故障诊断设备的组成和原理，并且掌握相关操作技能。
3.电子教学：提供电子学习资源，本着学生为中心的原则，让学生自主选择自己感兴趣的课程内容进行学习。
五、教学评估1.课堂考试：通过考试形式，检查学生对于本教学内容的掌握程度。
2.实验报告：对学生的实验操作及数据分析进行评估，检查是否熟练掌握在线监测与故障诊断设备的操作和数据处理能力。
3.学生评价：通过学生的反馈意见，了解学生对教学方法和教学内容的评价，以此改进教学。
六、教学资源1.本教学设计包含课件、实验操作内容、教学视频等多种电子教学资源，供学生自主学习和巩固所学内容。
七、总结本教学设计旨在通过课堂教学和实验操作两个环节，对学生进行电力设备在线监测与故障诊断相关知识的掌握。
本教学设计内容全面，结构合理，增加了实验操作环节，有助于学生更好的掌握在线监测与故障诊断设备的操作和数据处理能力，提高其应用实践能力。
电气设备在线监测与故障诊断概要
电气设备在线监测与故障诊断概要介绍随着现代化的发展，人们对电力系统中电气设备的故障诊断以及日常运行状态的监测要求越来越高。
同时，设备的失效不仅会造成生产线停机等严重后果，而且会直接危及员工的生命安全。
为了及时发现设备的故障并采取相应的措施，现代化的电气设备在线监测与故障诊断技术得到了广泛的应用。
在线监测的原理电气设备在线监测的原理是通过传感器实时采集设备运行时的各种参数，如电流、电压、温度、振动等。
通过对这些参数进行分析，可以判断设备是否处于故障状态或者预测设备即将发生故障的可能性，并及时通过警报或者其他方式通知维修人员采取相应的措施。
在电力系统中，主要采用的在线监测传感器包括以下几种：1.电流传感器：用于实时监测电气设备中的电流变化。
2.电压传感器：用于实时监测电气设备中的电压变化。
3.温度传感器：用于实时监测电气设备的温度变化。
4.加速度传感器：用于实时监测电气设备的振动情况。
故障诊断的方法电气设备在长期使用中，由于各种因素的影响，会出现各种各样的故障。
通过在线监测技术，可以及时发现设备的故障，并及时进行修复，以免严重的后果。
电气设备故障诊断主要有以下几种方法。
1.经验法：通过运维人员的经验判断设备是否出现故障。
2.相关性分析法：通过对设备参数的相关性进行分析，诊断出可能存在的故障原因。
3.基于模型的分析法：根据设备的数学模型，通过对设备参数的分析，诊断出可能存在的故障原因。
维护管理电气设备在线监测的维护管理包括以下几个方面：1.对设备进行定期检查，并及时进行故障诊断。
2.对设备进行定期的维护保养，使其保持良好的运行状态。
3.对设备所处的环境进行管理，保证设备的正常运行。
电气设备在线监测技术在电力系统中的应用愈加普遍和重要。
通过在线监测技术，可以及时诊断出设备的故障，避免设备带来的不必要的损失和安全隐患。
因此，对于电力系统运维人员和设备管理人员，掌握这方面的技术和知识至关重要。
电力设备在线监测与故障诊断研究
电力设备在线监测与故障诊断研究电力设备在线监测技术可以对电力设备运行情况进行长时间、无人值守的监测，通过传感器采集到的数据对设备进行实时监测和评估。
常见的在线监测方法包括振动监测、温度监测、电流监测等。
通过这些传感器可以实时获取设备的振动、温度、电流等参数，从而判断设备是否运行正常。
在线监测技术的核心是数据采集与处理。
通过监测设备的工作状态，我们可以获得设备的运行数据，如电流、温度、振动等，将这些数据通过传感器传输到监控中心，通过数据处理技术对这些数据进行分析和比较，找出异常值，从而判断设备是否存在故障。
如果判断设备存在故障，还可以通过故障诊断技术找出故障的原因和位置，以便及时进行修复和维护。
实时监测和故障诊断技术的应用，可以及时发现设备异常情况，提高电力系统的可靠性和安全性，减少故障停电的风险。
在电力设备在线监测与故障诊断研究中，主要的问题包括数据采集与传输、数据处理与分析、故障诊断与定位等。
在数据采集与传输方面，需要选择合适的传感器，并确保传感器的精度和可靠性。
数据处理与分析方面，需要使用合适的算法和模型对数据进行处理和分析，以提取有用的信息。
在故障诊断与定位方面，需要结合设备的运行状态和历史数据，运用故障诊断技术对设备的故障原因和位置进行判断。
目前，电力设备在线监测与故障诊断技术已经得到广泛应用。
例如，在发电厂使用在线监测技术可以更好地掌握发电机组的运行状态，提高发电机组的可靠性。
在变电站使用在线监测技术可以实时监测设备的运行状态，及时发现设备的故障问题，确保电力系统的正常运行。
在配电网使用在线监测技术可以实现对设备运行状态的远程监测和管理，提高电网的可靠性和安全性。
总结来说，电力设备在线监测与故障诊断是一个重要的研究领域，其应用可以提高电力系统的可靠性和安全性。
未来的研究方向包括数据处理与分析算法的改进，故障诊断技术的提高，以及在线监测技术在新能源和智能电网领域的应用等。
这些研究结果有望为电力工业的发展和改进提供重要的支持和指导。
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
随着电力行业的快速发展，电力设备的智能化、自动化已成为发展的主流趋势，其中电气设备状态监测与故障诊断技术的应用也越来越多。
本文将介绍发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析。
1.在线监测方法
在线监测方法主要采用非接触式的检测技术，通过检测设备的声音、振动、温度等参数，实现对设备状态的监测。
常用的在线监测方法有：
（1）声音监测：利用麦克风或声音传感器，对设备噪声进行检测，判断设备的运行状态。
（2）振动监测：通过检测设备振动情况，判断设备运行状态。
（3）温度监测：通过测量设备表面的温度变化，判断设备是否存在故障。
（1）断电检查：通过检查设备的零部件、连接器、电缆等是否有异常，判断设备状态。
1.基于特征分析的故障诊断方法
基于特征分析的故障诊断方法主要通过对设备的信号特征进行分析，判断设备是否存在故障。
常用的基于特征分析的故障诊断方法有：
（1）傅里叶变换法：将设备信号进行傅里叶变换，分析其频率特征，判断是否存在故障。
（1）神经网络法：通过搭建神经网络模型，学习设备数据，判断是否存在故障。
（3）遗传算法法：通过遗传算法优化模型参数，建立故障诊断模型，判断是否存在故障。
总之，电气设备状态监测与故障诊断技术在发电厂中的应用越来越广泛，不仅能够提高设备的可靠性和稳定性，还能够降低运行成本和维护难度，对于提高发电厂的经济效益和竞争力具有重要意义。
电力系统在线监测与故障诊断
电力系统在线监测与故障诊断随着电力系统规模的不断扩大和电力设备的不断更新，电力系统面临着越来越多的监测和维护难题。
传统的人工巡检和离线诊断方法已经难以满足现代电力系统的需求，因此电力系统在线监测与故障诊断技术应运而生。
电力系统在线监测是指通过安装各种传感器和监控设备，对电力系统中的各个组件以及整个系统进行实时监测和数据采集。
通过采集和分析大量的实时数据，可以及时了解电力系统的工作状态，发现潜在的问题并进行预警，进一步确保电力系统的安全稳定运行。
首先，电力系统在线监测技术可以实时监测电力设备的状态和运行参数。
例如，安装在变压器上的温度传感器可以实时监测变压器在运行过程中的温度变化，一旦温度超过设定阈值，系统就会自动发出警报并采取相应的措施，以避免变压器过载或发生故障。
同样，通过监测电力设备的电流、电压、功率因数等参数，可以及时发现电力设备的异常运行状态，预防设备故障的发生。
其次，电力系统在线监测技术还可以实时监测电力系统的各个环节和节点之间的电力质量。
传统的离线监测方法需要定期采集一段时间的数据进行分析，而在线监测技术可以实时监测电力系统的电压稳定性、频率稳定性、谐波含量等关键参数。
一旦发现电力质量出现异常，系统可以立即采取控制策略，调整电力系统的运行参数，以保证电力质量的稳定和优良。
除了电力系统的实时监测外，故障诊断是电力系统在线监测中的另一个重要方面。
电力系统中的故障可能会导致电力设备的受损甚至引发火灾等严重后果，因此故障的快速诊断是保障电力系统安全运行的关键。
在线故障诊断技术可以利用电力系统的实时数据和故障特征进行故障诊断，准确定位故障位置和故障原因，并提供相应的修复措施。
在故障诊断方面，电力系统在线监测技术主要有以下几种应用。
首先是故障定位，通过采集电力设备的运行数据，通过模型计算或数据分析等方法，可以定位到故障发生的位置。
例如，当电力设备突然发生过热时，可以通过在线监测数据和热模型计算，找出过热导致故障的具体位置，以便及时修复。
电力机械设备在线监测与故障诊断技术研究
电力机械设备在线监测与故障诊断技术研究第一章：引言随着电力工业的发展，电力机械设备在电力系统中起着非常重要的作用，但是由于机械设备的长期使用和维修保养不到位等原因，容易出现各种故障，甚至引发事故，这对于电力系统的正常运行和稳定性影响非常大。
因此，电力机械设备的在线监测和故障诊断技术逐渐成为研究的热点，本文将介绍一些相关技术和研究成果。
第二章：电力机械设备在线监测技术电力机械设备在线监测主要是通过安装相应的传感器和检测设备，对设备的电气、机械、热学等性能进行实时监测，及时发现异常情况，得出故障预警，从而提高设备的可靠性和运行效率。
常用的在线监测技术包括：1. 振动监测技术：通过在设备上安装振动传感器，对设备的振动情况进行监测，可以判断设备是否出现故障，并能够初步确定故障的类型。
2. 温度监测技术：通过安装温度传感器，对设备的温度进行监测，能够提前发现设备出现过热等异常情况。
3. 油液监测技术：通过对设备的油液状态进行实时监测，能够发现油液的变质、污染等情况，及时进行维修。
4. 电量监测技术：通过监测电力设备的电量变化情况，可以判断设备是否正常运行。
第三章：电力机械设备故障诊断技术电力机械设备故障诊断技术是针对设备出现故障时，通过检测和分析故障信号和参数，确定故障原因并进行修复，以保证设备的正常运行。
常用的故障诊断技术包括：1. 基于模型的故障诊断技术：这种方法是基于设备的数学模型进行分析和预测，通过与实际运行数据比对，确定设备的故障类型和故障位置。
2. 数据驱动的故障诊断技术：这种方法是基于大量历史数据，通过机器学习等算法分析数据，建立故障模型，对实时数据进行监测和分析，从而实现故障诊断与预测。
3. 智能算法的故障诊断技术：通过应用智能算法，如神经网络、遗传算法等技术，对设备运行数据进行分析和处理，从而实现故障诊断和预测。
第四章：电力机械设备在线监测与故障诊断技术的应用实例1. 发电机振动监测系统：通过在发电机上安装振动传感器、温度传感器、油液监测装置等设备，建立实时监测系统，能够对振动、温度、油液等情况进行监测。
电力设备在线监测与故障诊断
电力设备在线监测与故障诊断电力设备在线监测与故障诊断第一章：1、预防性维修的局限性。
P2-3a）经济角度分析：定期试验和大修均需停电，引起电量损失；定期大修和更换部件的投资，造成巨大的人、财、物的浪费。
b）技术角度分析：试验条件不同于运行条件，多数项目是在低电压下进行检查，很可能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障；绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展时间，而预试是定期进行的，常常不能及时准确地发现故障，从而出现漏报、误报或早报。
2、状态维修的具体内容及必要性。
P3具体内容：对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状态变化的信息。
必要性：预防性维修存在一定的局限性（内容同1），同时状态维修还具有以下优点：可更有效地使用设备，提高利用率；降低备件的库存量以及更换部件与维修所需的时间；有目标地进行维修，可提高维修水平，使设备运行更安全、可靠；可系统地对设备制造部门反馈的质量信息，用以提高产品的可靠性。
3、在线监测系统的技术要求。
P71）系统的投入和使用不应改变和影响电气设备的正常运行；2）系统应能自动地连续进行监测、数据处理和存储；3）系统应具有自检和报警功能；4）系统应具有较好的抗干扰能力和合理的检测灵敏度；5）监测结果应具有较好的可靠性和重复性以及合理的准确度；6）系统应具有在线标定其监测灵敏度的功能；7）系统应具有故障诊断功能。
第二章：1、监测系统可由哪些基本部分组成，在线监测系统组成框图及整个监测系统可归纳为哪些子系统？P9-10信号的变送、信号的处理、数据采集、信号的传输、数据处理、诊断可归纳为二个子系统：信号变送系统、数据米集 系统、处理和诊断系统。
2、监测系统的分类。
P10 （分别按使用场所分， 按监测功能分，按诊断方式分）根据使用场所分为便携式和固定式， 根据监测功 能可分为单参数和多参数，按诊断方式可分为人 工诊断和自动诊断。
3、对传感器的基本要求及传感器的分类。
电力设备在线监测与故障诊断
电力设备在线监测与故障诊断第一章：1、预防性维修的局限性。
P2-3a)经济角度分析：定期试验和大修均需停电，引起电量损失；定期大修和更换部件的投资，造成巨大的人、财、物的浪费。
b)技术角度分析：试验条件不同于运行条件，多数项目是在低电压下进行检查，很可能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障；绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展时间，而预试是定期进行的，常常不能及时准确地发现故障，从而出现漏报、误报或早报。
2、状态维修的具体内容及必要性。
P3具体内容：对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状态变化的信息。
31234567第二章：12断。
34、光纤温度传感器。
红外传感器：热探测器（热敏电阻型探测器、热电偶型探测器、热释电探测器）、光子探测器。
振动传感器：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、声发射传感器。
电流传感器：互感器型的电流传感器（窄带、宽带）、低频电流传感器、霍尔电流传感器、光纤电流传感器。
电压传感器：电场传感器、耦合式传感器。
气敏传感器：接触燃烧式气敏传感器、半导体式气敏传感器7、在线监测系统中为何对传感器输出信号的预处理常采取“就地处理”的方式？p30对于固定在变电站做连续监测的系统，数据处理的微机往往远离电气设备的主控室，信号经过长距离传送会产生衰减和畸变，同时在传输过程中还可能引入干扰。
故一般预处理采取“就地”处理的方式。
8、信号的预处理一般包含哪些内容？P31程控放大、滤波10、光载波的调制方式有哪些，各种调制方式的原理？P34-351）调幅式调制由模拟信号直接对光载波进行光强度调制。
2）调频式调制先将电信号调制为振幅不变而频率随调制信号的幅度而变化的调频波，再通过发光二极管的光/电转换成和调频电压波相同的光信号的调频波，然后输入光纤。
通过光纤输出的光信号经光/电转换恢复为电信号的调频波，再经解调DM、放大和低通滤波后复原为预处理后的电信号，而后送住数据采集单元。
60电气诊断概论(电力设备在线监测与故障诊断)PPT课件
固-液绝缘
固-气绝缘
绝缘劣化及其影响因素
为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代变 压器相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此在 运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平显 著提高。
电气因素
机械因素
温度和热稳定性
受潮
化学稳定性和抗生物特性
1. 电气影响
▪ 长期工作电压
▪ 短时的过电压
电气设备故障监测与诊断
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总体概述
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电气诊断概论
Electrical Fault Diagnosis
电气故障的主要原因
制造工艺存在缺陷 恶劣的环境和苛刻的运行条件 材料的劣化 缺乏良好的管理及维护
金属材料 电力设备
绝缘材料
现代电气设备的造价及运行可靠性在很大程度上取决于设 备的绝缘结构。
绝缘结构的作用
▪ 绝缘介质 ▪ 紧固支撑 ▪ 冷却媒介
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绝缘材料
固体绝缘：绝缘纸、电瓷 、云母 交联聚乙烯等
液体绝缘: 绝缘油
气体绝缘: 空气、SF6
真空绝缘
实际绝缘结构通常是由几种电介质联合构成的组 合绝缘。
输电线和变电站所用的绝缘子大多 在户外运行，因此还要考虑湿闪及污闪 的情况，这时的放电电压远低于乾闪。
(cm)
图7 不同材料的工频下沿面闪络 电压（峰值）
1—纯气隙；2—石蜡； 3—胶纸筒；4—电瓷
当电压不太高时，接地法兰边缘先出现电晕而形成光圈，随 着电压的升高，电晕延伸成火花细线，电流密度仍很小；
浅谈电力系统设备状态监测与故障诊断技术
浅谈电力系统设备状态监测与故障诊断技术摘要：电力系统对于我国社会经济的发展有着至关重要的作用。
同时电力系统的运行情况也与经济的发展形势紧密相关，提升电力系统运行的安全性和稳定性，也让电力系统设备的状态监测及故障诊断工作水平得到提升，加强有关技术的完善性和创新性，保障工作效率。
关键词：电力系统设备；状态监测；故障诊断电力系统中的众多电气设备，一旦某个出现问题会对电力系统的整体安全运行带来不良影响，所以加强对电器设备运行状态的监测与管理尤为重要。
通过对电力系统设备状态的检测和故障诊断技术的正确使用，将电气设备中存在的问题进行及时发现和解决。
一、电力系统设备状态监测与故障诊断的重要意义将整个电力系统运行过程中的系统设备检测水平进行加强，将故障诊断工作效果进行提升，能够将整体电力系统的安全性和稳定性进行优化，避免电力系统设备受到不同因素的影响，导致运行效率减弱。
通常影响电力系统设备运行的因素，分为内部因素和外部因素。
在电力系统设备运行的过程中，受到时间和各种因素的影响，让有关设备不可避免地出现故障有问题，同时也会受到电热气候引起的老化问题。
因此，对不同因素引起的不同问题，应该进行及时的发现和处理，避免整体电力系统受到过多的危害，影响电力系统运行的安全性，避免导致区域性停电问题的出现同时，也通过加强电力系统设备状态监测与故障诊断工作水平，让电力企业的发展和经济收益得到帮助，也通过科学有效的故障诊断技术的使用，让电器设备故障问题出现的概率能够得到管控和减少，提升整体电力系统的稳定性。
二、关于电力系统设备状态监测技术的使用（一）重视在线状态监测技术的使用对于电力系统设备状态监测工作的开展，要根据实际情况进行合理分析，以此来选取合适的监测措施[1]。
通常来说，使用在线状态监测技术，主要从以下三个方面进行，一是故障诊断，二是监测分析，三是状态监测。
通过计算机对电力系统设备的参数进行抓取，展开电力系统设备故障诊断工作，并且所抓取的设备参数也要和以往的设备参数进行准确的结合，观察二者之间的差异。
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（1）密封于固体内的气泡。例如：铁芯环氧绑扎带内的气泡。 （2）油和固体包围的气泡。例如：纸板夹层的气泡。
悬浮放电
（1）悬浮导体处于电场中，按电容分压取得一定电位，当体积
足够大时积聚一定的能量。 （2）悬浮导体的存在引起电场畸变，使局部绝缘上的作用场强 超过耐受电场强度。 例如：套管均压球悬浮放电、金属异物悬浮放电
对于高压断路器来说，操作过程中振动信号的主要频率在 1kHz以上。
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
主要问题：绝缘、供电
方法：无线（射频、红外）、光纤
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
高压开关柜局部放电的监测
脉冲电流法监测变压器局部放电
脉冲电流法监测变压器局部放电
脉冲电流法监测变压器局部放电
声发射方法监测变压器局部放电
声发射方法监测变压器局部放电
特高频方法监测变压器局部放电
特高频方法监测变压器局部放电
宽带脉冲电流法局部放电监测
现场局放检测的核心要求：取得最多的放电信息，排除现场 干扰 从信息量来说，脉冲电流法为首选，但在其频段内各种干扰 杂波较多
35kV B相套管温度高于其他两相，B相低压绕组直 流电阻明显偏大
打开35kV手孔法兰检查，发现B相套管导电板与引 线连接部分过热灼伤形成焦炭，下部紧固螺栓用手 可轻松转动，引线与导电板之间有1mm左右间隙。
变压器油中微水含量的监测
水分含量是变压器油绝缘强度的重要影响因素之一。
离线测量采用气体法、库仑法和色谱法，一般采用库
暂态地电压（Transient Earth Voltages， TEV） 声发射（AE）
间 隙 金属表 面
高压母线
电磁波
局部放电
电磁波
PDM 电磁波
高压开关柜局部放电的监测
TEV传感器 超声传感器 液晶屏
电源开关
外部传感器
键盘
耳机接口 充电接口 充电指示
高压开关柜局部放电的监测
GIS局部放电在线监测
电，之后通过一些列的机械联动实现储能机构中能量 的释放，进而通过力的传递和方向控制，带动动触头 运动。
整个操作过程中，零部件之间的机械撞击、摩擦，
以及机械力、电动力等的作用均可以激发机械振动。
机械振动通过设备零部件之间的连接向外传播，可
以在传播路径和开关的机座、外壳上测得。
机械振动的监测
机械振动按频率可分为三种类型：
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
脉冲B
基于脉冲信号分离
b1)
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
簇A a) 局放相位谱图 簇B 脉冲A b2)
高压开关监测
电寿命
开断电流 燃弧时间、预击穿时间
发热
触头和导电连接处的温度
分、合闸线圈电流的监测
操作线圈的电流波形与电磁铁运动过程相对应， 可以反映电磁铁的状态。
操作线圈为断路器二次元件，电流不超过几安培，通 过穿心式电流互感器可以进行测量。
合闸弹簧状态监测
对于弹簧操动机构来说， 储 能电机工作电流波形可以 反 映储能时间、储能大小和 弹 簧强度等参数和状态。
高压开关监测
机械特性
分、合闸时间、速度 分、合闸线圈电流 行程、超行程、弹跳 同期性 振动 累计操作次数
高压开关监测
储能系统
储能电机工作时间、工作电压、电流 压缩泵的启动频率 储能弹簧的位置或拉力、液压油的压力
绝缘状态
局部放电 泄漏电流 SF6气体压力、温度、密度、组分、微水 真空灭弧室真空度
TAM_VI
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
美国Serveron公 司
动态顶空平衡
光声光谱技术 （PAS）
He做载气，双 柱，热导 纳米晶半导体 检测器 压缩空气作载 气 气敏传感器 微桥式检测器 氮气做载气 气敏传感器
无载气，无色谱 柱，无半导体传 感器 技术文档很全面
TM8
半透膜，采样间隔4 小时
主变压器（本体及附件）
电抗器 高压开关 隔离开关 电压互感器 电流互感器 避雷器 电容器（电力电容器和耦合电容器）
变压器
电抗器
高压开关
电压互感器
电流互感器
变压器的在线监测
局部放电 油中溶解气体含量 油中微水含量 绕组变形
变压器局部放电监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生
储能电机电流也可以通过穿 心式电流互感器进行测量。
动触头行程、速度的检测
动触头的行程信号，可以反映分合闸操作中触头的 运动过程。与分合闸线圈电流波形结合，可以得出 分合闸时间、速度等重要的操作参数。
动触头的行程可以通过旋转编码器进行监测。
旋转光电编码器
高压断路器的操作时的机械振动
高压开关设备的操作起始于分、合闸电磁铁线圈的上
固体和气体内放电的波长为几十到几百纳秒，主要能量频率 为几十兆到几兆，故采样频率取100MHz，此时可以比较准确 地记录信号波形 在此频段下，各种干扰及不同种类局放的波形上有较大差别 ，从而可以根据波形特征首先分离分类所测信号及干扰
对分离后“干净”的局放信号，已有大量识别和诊断经验， 此方法是目前最好的。
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。
局部放电监测的意义
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”。
刷形树枝
丛林状树枝
变压器中局部放电类型
气隙放电
电气设备的在线监测 与故障诊断
高胜友 2013年12月18日
电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备的组成：绝缘材料、导电材料、导磁材料等。 绝缘材料大多为有机材料：矿物油、绝缘纸、各种有机合成 材料，运行中受电、热、机械、环境等各种因素的作用，容 易发生劣化，造成设备故障。——设备绝缘结构性能的好坏， 成为决定整台设备寿命的关键。 由于大型电气设备发生故障而造成突发性停电事故，会造成 巨大的经济损失和不良的社会影响。 提高设备可靠性的方法:（1）提高设备的质量；（2）对设备 进行必要的检查和维修。
次要气体成分
H2、 C2H6 H2、 C2H6 C2H6、 CO2 CH4、 C2H4、 C 2H6 CH4、 C2H4、 C 2H6
变压器油中溶解气体分析
气相色谱的分析流程 取油样—>脱气—>检测—>数据处理
色谱分析的基本原理
变压器油中溶解气体分析
检测器：热导池（TCD）、氢火焰离子化（FID） 谱峰
d1)
c) 局放特征谱图
局放B
d2)
局放A
宽带脉冲电流法局部放电监测
波形数据 (相位谱图) 特征提取
sF
特征谱图 分类
sF
#1
波形数据
sT
干扰识别
sT
模式#1
#2
sF
局放种类识别 （专家系统）
模式#2
sT
变压器油中溶解气体分析
气体的产生
多数电气设备选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构，当设备内部发生热故障、 放电性故障或者油、纸老化时均会产生各种气体。这些气体会溶解于油中，不 同类型的气体及其浓度可以反映不同类型的故障。所以对油中溶解气体的检测
在线监测的意义
不需要设备停电就可以了解设备的绝缘状况。
监测时的电压就是设备的运行电压，较预防性 试验时的电压更能灵敏地发现绝缘缺陷。
绝缘在线监测得到的大量数据以及对数据的判 断分析可以为状态检修提供依据，克服传统预
防性检修的不足。
变电设备的在线监测
变电设备的在线监测
声发射（AE）法：检测局部放电产生的超声 振动信号。
良好的抗电磁干扰能力。
良好的局部放电定位能力。
传感范围较小。
特高频（UHF）法：检测局部放电的UHF频 段电磁波信号
抗电磁干扰能力较强。 能够实现局部放电定位
伦法。
在线监测一般采用电容式湿敏传感器（例如：聚酰亚
胺薄膜）。
C
r 0 S
D
变压器油中微水含量的监测
变压器绕组变形的监测
绕组变形产生的主要原因
设计制造原因 （1）设计时短路强度不够 （2）制造中存在缺陷（如压紧件、支撑件强度刚度不够 ） （3）装配时线圈不同心、压紧不良等
出口短路 （1）短路过程中绕组出现由固有和强迫振荡所构成的复 杂振动。 （2）绕组变形具有累积效应。
运输中的冲击
变压器绕组变形的监测
变压器绕组变形的监测
离线检测方法：短路阻抗测量法、频响分析法、低
压脉冲法、径向漏磁场测试法
在线监测方法：短路电抗法、振动信号分析法、频 响分析法
短路电抗法
振动法
变压器本体振动来源
硅钢片磁滞伸缩引起铁芯振动 硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁引起的电磁吸引力， 从而引起铁芯振动 绕组中负载电流与漏磁场之间的作用引起绕组振动