简述电力系统设备状态监测及其发展情况

简述电力系统设备状态监测及其发展情况

发表时间：2019-07-31T11:54:32.950Z 来源：《科学与技术》2019年第05期作者：熊西林[导读] 电力系统状态监测随着电力企业受到电力设备故障带来的生产问题，而越来越受到重视。云南电网有限责任公司迪庆供电局 674400

摘要：电力系统状态监测随着电力企业受到电力设备故障带来的生产问题，而越来越受到重视。随着科学技术的发展，状态监测也经历了人工故障检修、人工定期隐患排查、智能化状态监测、基于计算机大数据技术的设备状态监测四个发展阶段，让电气设备运行过程中存在的故障发现、问题维修越来越科学化和合理化，有效降低了运行成本，提高了企业综合实力。

关键词：电力系统；设备状态；电力设备；监测技术

电力设备在经过日常运营中会出现机器上的磨损，性能上的衰退，导致因设备机能出现问题而产生运行故障，进而引发重大生产事故，导致电力能源不能持续稳定地为社会生产生活服务，带来了巨大的经济损失。基于这样的现实需求，电力系统设备监测的概念由此产生，它是建立在计算机信息处理技术、传感器技术以、物联网技术、人工智能技术的成熟发展而来的，它通过传感器获取设备在运行过程中的特定参数，传输到电脑大数据处理系统中，来分析其设备特性的变化与发展趋势，进而评估设备的“健康”状态[1]。随着现代技术的发展，电力设备监测已经越来越趋于智能化和自动化，人工干预的程度越来越小，全天候的自动监测能够让设备处于监测的常态之中，让监测无死角，无漏洞。

一、电力系统设备状态监测内容分析

（一）电力变压器的状态监测

电力变压器的常见的故障为有载调节器和绕组。因此，加强对有载调节器、绕组和变压器油/纸损耗老化、超负荷运行状态的参数监控十分必要。

有载调节器故障主要表现为抽成、转抽和驱动机构由于长时间的磨损产生的机械故障，以及触点烧损、转换电阻和绝缘问题产生的电气故障。其中绕阻绝缘和主绝缘是造成变压器运行故障的最大因素。一般是通过温度、油中气体分析、局部放电等监测参数来分析运行状态。监测技术一般是通过附在变压器箱体上的压电传感器来获取相应的数据参数。

（二）发电机的状态监测

发电机故障是多类型故障的综合，主要表现在定子绕组故障、转子体故障、转子绕组故障、定子铁心故障这四个方面。其中钉子绕组绝缘劣化是发电机故障的主要原因，而PD监测是目前通用方法之一。在监测过程中要注意利用信号处理技术来抑制噪音，防止信号传输受到电气干扰使得测量数据有误。同时还要做好PD行为解释，已达到判定需要定子绕组维护获得机器，从而找出故障位置和原因。

（三）高压断路器状态监测

断路器的工作状态直接关系着电力系统运行的稳定性和安全性。常见的断路器故障主要为拒动、误动、绝缘、载流这四点，其监测方法包含以下三方面内容：

首先是信号的采集。高压断路器是机电一体化的开关设备，在运行过程中必然存在多种性质的物理量，这就需要传感器来对其数据进行精确的探测，以上传到云端服务器中。

其次要通过信号特征量的选取进行分析。信号特征量的选取是其监测的主要内容，通过特征量与规定参数的比较，来确定断路器的工作状态是否存在故障隐患，一旦发现故障要确定其类型，并建立断路器故障诊断的专家系统。

最后根据故障数据的处理结果，在专家系统的分析下，给出对策和措施，帮助检修人员提高维修效率。

二、电力系统设备状态监测发展现状介绍

由于国民经济与社会生产生活的不断前进，电力能源的需求量越来越大，导致电力建设规模不断扩大。电力设备数量的增多带来的是管理技术与管理水平的不断升级，方可实现设备生产价值的最大化。而设备在运行中的监测技术的应用已经成为电力企业最基本的管理行为，是提前发现安全隐患和生产故障的有效保证。

电力设备的监测与维修是随着技术的革新不断变迁的过程。在电力行业发展早期，主要是人工进行故障检修模式为主，出现了问题才去解决问题，而不是提前发现问题隐患将其消灭于萌芽阶段。到了20世纪中、后期，主要是人工定期计算检修为主，通过定时检修来排查隐患，但是由于电力设备数量的不断增多以及人工检修受到时间和精力的影响，投入成本大，实现的效果低。

随着计算机技术在电力系统应用的逐渐成熟，通过智能监测硬件与软件结合的方式来实现电力设备24小时全天候在线监测的技术已得到普及。基于智能化和自动化的设备状态监测，以科学的监测标准，通过数据分析的形式进行电力设备进行准确的、全面的、立体的综合管控，能够降低人工监测与检修的工作量，提高监测质量与检修水平。根据研究表明，在电力系统中实施状态监测与检修可以将设备的利用率提高至10%左右，检修费用节省30%左右，设备使用寿命延长率达到15%左右[2]。

由于我国的电力系统跨越区域广阔，电力设备运行的环境复杂，各种自然灾害频发，需要将计算机网络技术、传感监测技术、通信技术与电网设备设施进行高度的集中融合，实现数据的互联互通，监测的精细请准，并根据上述各项技术的不断升级而加强监测系统的改造，让电力设备状态监测做到提前发现隐患，及时进行故障预警，科学合理的制定维修方案。

三、电力系统设备状态监测发展趋势分析

当前，诸多电力企业已经认识到状态监测技术对发电设备的重要性，因为其关系到电气输送的持续性和稳定性，这对电气企业在用户心中的形象和口碑具有重要的参考价值。未来随着科学技术的发展，状态监控技术的发展将表现在以下几个方面：一是随着监测数据量的爆发增长，对于数据的处理需要更加智能科学，那么，就需要基于神经网络技术、知识系统、模糊逻辑与大数据分析等相应技术的不断进步，让状态监测的数据能够在去伪存真、去粗取精中实现数据价值更高效的利用。

二是实现状态监测办公移动化，事故处理自动化。移动应用在企业的运营管理中已经越来越普及，对于安全监控管理来说，需要监测人员随时随地进行设备的在线监测管理。而借助手机APP和移动端设备就能够实现这一工作需要，打破了时间、空间的限制，首先能够实现记录、拍照、定位等工作记录，其次能够通过APP或移动端设备帮助工作人员快速定位设备故障点，缩短发现故障设备时间，并通过监测系统的统一调度，自动进行事故设备源头的断电，防止二次事故的发生。