电力设备状态监测与故障诊断 朱庆臣

电力设备状态监测与故障诊断朱庆臣

发表时间：2019-07-16T15:08:45.197Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：朱庆臣

[导读] 摘要：在电力系统运行的过程中经常容易发生的故障，就是单相线路的短路，而两相线路和三相线路在运行的过程中也会经常发生短路的故障，在发生短路故障的时候，电力系统中的继电保护就可以很好的保证电力系统的稳定运行，而故障检测则可以准确的判断出短路故障的发生位置，从而及时的进行维修处理，恢复电力系统的运行。

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摘要：在电力系统运行的过程中经常容易发生的故障，就是单相线路的短路，而两相线路和三相线路在运行的过程中也会经常发生短路的故障，在发生短路故障的时候，电力系统中的继电保护就可以很好的保证电力系统的稳定运行，而故障检测则可以准确的判断出短路故障的发生位置，从而及时的进行维修处理，恢复电力系统的运行。

关键词：电力设备；状态监测；故障诊断

引言

近些年来，随着我国现代化程度的不断升高，各种用电设备正在逐渐增多，同时其出现故障的频率也在逐渐升高。继电保护和故障检测作为保证电力系统正常运行的重要手段，对其进行研究具有重要意义。本文就电力系统继电保护和故障检测方法的创新进行研究。 1电力设备状态检修流程

电力设备检修需要有一定的检修流程，一般先核对电力设备参数，在对电力设备进行故障进行诊断，最后对电力设备的状态进行检修。

1.1电力设备参数整理

电力设备在生产过程中会有固定的参数信息，生产制造商也将参数信息汇编成规范，动力设备将在工厂内。在其他地方安装时，必须严格按照说明书进行安装。企业应导入电力设备说明书、厂家信息等数据进行集合。电力设备的初始参数是其最佳运行参数。在使用电力设备的过程中，只有保持参数才能实现正常运行。所以在检查和修理电力设备时，我们应该首先检查和修理电力设备。对参数进行比较，防止参数偏差。当出现参数偏差时，可以解释设备的问题，并可用于下一次故障诊断操作。

1.2电力设备故障诊断

当电力设备出现故障时，就需要及时对故障进行诊断，诊断故障时，需要对其参数进行测量，然后针对异常现象进行诊断。在对电力设备状态进行检修时，简单的评价设备好或者不好是不全面的，也无法达到检修的效果，应该对每一项参数均进行评价，做到全面的诊断，才能够确保设备的状态处于正常使用的状态。

1.3电力设备状态检修

电力设备状态检修是检修的最后一个步骤，需要根据电力设备的参数对比数据来确定设备检修的必要性，如果状态存在异常就需要对设备进行维修，在状态检修的过程中应该对维修费用等进行预算，通过计算对维修的成本进行控制，在节约成本的基础上，使电力设备能够处于良好的运行状态。

2电力设备故障诊断技术

2.1人工智能技术

2.1.1人工神经网络的运用

人工神经网络就是模拟人思维的方式，通过神经元之间相互作用的动态过程来完成信息处理。这是一个非线性动力学系统，其特色在于对电力系统中各种信息的分布式存储和并行协同处理，提高故障的排查效率。虽然单个神经元的结构极其简单，功能有限，但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为却是极其高效的。Hopfield神经网络模型是一种循环神经网络，从输出到输入有反馈连接。Hopfield神经网络需要判别反馈网络的稳定性，通过状态变化实现系统的稳定性收敛。Hopfield神经网络模型是一种循环神经网络，从输出到输入有反馈连接。在输入的激励下，会产生状态的不断变化。Hopfield神经网络具有较强的容错能力、学习能力以及大规模的处理能力，并且对于电力系统的网络结构多样的特点，因此，适合应用到电力系统故障诊断中，主要包括离散或者连续的Hopfield网络。其与电力系统专家构建的故障检测知识库之间的数据可以实现双向连接，在推理故障信息时，Hopfield神经网络从知识库中获取相类似的特征信息，对故障的情况进行排查，在排查完成后获取新的特征的故障信息可以补充到知识库中的故障信息中，以提高下一次故障排查的检修效率。

2.1.2专家系统

人工智能技术发展最早、最为成熟的是ES，通过结合相关专业电力方面的理论知识与电力监督管理方面的实际作业经验，采取合理的方法处理各种电力故障问题就是所谓的ES原理。ES的表达方式可减少故障问题造成的原因范围，能够使工作效率得到提升，另外ES的应用能够为电力系统故障检测与诊断作业提供很大的帮助。因此，电力系统中的故障诊断和恢复处理使用最广泛的就是专家系统，通过从两个方面出发（知识表达、推理）区分专家系统，能够为相关工作的开展奠定良好基础。专家系统工作模式主要为发现问题—诊断问题—解决问题，形成针对以故障诊断为内容的专家系统的知识库，之后根据所接收到的报警信息更深入地对知识库的内容进行推理，从而获得诊断的正确结果。专家系统所特有的应用原则体现在故障诊断和产生式规则的实际运行中，在产生式规则特性下的故障诊断专家系统的应用，能够充分发挥其推动作用。惯用动作逻辑为直观的、规模化的规则，在电力网络保护中的应用较为常见，首先被表述的是一级保护与断路器之间的关系；在产生式规则操作下的专家系统存在着多项运行规则，包括允许增加、删除，或予以修改，能够有效促进诊断系统工作实效性开展；为一些不确定问题的解决提供可靠依据，且可总结出与人类语言习惯符合的结论，同时可进行相关问题的解释。

2.2小电流接地检测

我们以常用的10kV电力系统为例，对五处的支路进行短路故障的检测。在检测之前首先需要测量到正常的电场与磁场的数据信息，并且建立正常运行的标准数据。然后在检测故障位置数据信息，将故障点的数据信息记录下来。没有发生故障的线路中容性电流于电压产生一定的差距，并且零序的功率是负值。在检测发生故障线路的时候，发现了短路之前的零序电压落后电流一定的数值，而短路之后的零序电压超出了电流一定的数值。从而我们就可以基本判断出故障点，并对发生短路故障的线路进行及时的处理，保障电力系统的运行安全。我们以我国广东某地区的一处变电所发生的电力短路故障进行分析，在该变电所进行电力系统运行的过程中变电所的母线TV出现了短路故障。TV与继电开关之间产生了三相短路，从而导致了电厂的侧高频保护出现了拒动的新情况，在后备保护距离的2段进行了跳闸保护。