中国建设信息化2023年2期

供配电设备故障诊断研究

张德昌 罗方昕 王均栋

1、身份证号码：37021219901023251X

2、身份证号码：370481199507030028

3、身份证号码：371102199203093512

摘要：随着电力行业迅速发展，人们对电力系统的安全性要求更高。所以我们的工作人员还需加强电力设备、电力系统故障诊断和状态监测的重视程度，进而提升电力系统可靠性，使得我国电网发展速度更快。本文主要从作者实际工作经验入手，分析供配电设备的故障诊断方法，希望可以提升变电站电能的输送直流，提升人们生活水平。

关键词：供配电；设备；故障诊断

前言：只有加强配电设备状态监测工作的力度，才能确保配电设备使用寿命。故障诊断系统可以自动化完成配电设备信息的测量、计量、采集、控制，对电网实现在线分析、自动控制和协同互动，提升配电设备安全性和智能变电站自动化的水平。下面就对其进行分析。

1 供配电系统的简介

供配电系统是电力系统重要组成部分，是由总降压变电所、高压配电所、配电线路,车间变电所或建筑物变电所和用电设备组成。不同的供配电系统不仅组成不完全相同,而且相同部分的构成也会有较大的差异。大型的企业都设总降压变电所，中小型企业则是设全厂6到10kV变电所或配电所,一些重要企业还设自备发电厂为备用的电源。

2 供配电设备的监测分析

2.1 离线状态的监测

监控配电设备的离线状态是设备管理过程的一部分。随着我国计算机技术和信息技术的不断发展，脱机状态监测技术水平也有了明显提高。在对配电设备进行离线检查时，需要定期检查已停止和正在运行的配电设备，及时发现配电设备存在的安全隐患。

供配电设备实时状态监控的投资相对较小，离线监控系统的价格相对较低，且离线系统一般是便携式或可移动的，一套离线监控系统可以在多台供配电设备上使用，从而减少了供配电设备的总投资。离线监控系统监控氛围大，机动性好，可以在不同时间检测供配电设备，检测到很多不容易发现的在线系统。

离线监测系统使用简单，操作简单。可以检测监控设备的状态。该脱机监控系统具有可靠性高、操作简单等特点，可扩大脱机监控系统的应用范围。离线监测系统采集的数据类型非常简单，采集的数据点也相对较少，因此常应用于小型设备和系统的检测。如果不使用离线监控系统进行故障检测，而使用在线监控系统进行故障检测，将增加系统的运行成本。监控系统离线对供配电设备影响小。离线监控系统还有一个优点:不需要更换或改造供配电设备。既能提高供配电设备的安全性和实用性，又能满足人们对电力的需求。

2.2在线监测
在线故障诊断与监测系统主要是指由现代计算机技术、信息技术、传感器技术等技术组成的综合辅助系统。在线状态监测系统从功能上分析，可分为监测分析系统、状态监测系统、监测诊断系统。从设计上看，在线监测系统主要分为故障诊断系统和在线状态监测系统。
在线状态监测系统可以代替电子仪表对供配电设备进行检测。在线状态监测系统的关键是其数据库和相关数据的采集。在供配电设备状态监测过程中，需要保证传感器的质量，传感器是首要仪器，为了保证在线监测系统采集数据的准确性，就需要不断提高传感器工作的可靠性，这样供配电设备的运行质量才能得到保证。在线监测系统与离线监测系统最大的区别在于数据库，可以在一段时间内详细记录供配电设备的相关数据，包括供配电设备的状态、模拟值到开关量的顺序、脉冲开关量的相关技术值、事故召回数据、参数异常等。监测分析系统在原有在线监测系统的基础上增加了分析功能，不仅能在一定程度上提高仪表盘的性能，还能对发电机组轴系的振动信号进行综合分析。在这种情况下，监控分析系统必须采集开关量和模拟量。并保证采集到的数据能形成完整的波形或振动时间。
3 供配电设备的故障诊断
供配电设备故障诊断依靠状态监测得到的实测值，通过专业人员的经验计算出差异，然后推导出观测结果，提出设备维护建议。在没有劈裂设备的情况下，这就要求技术人员有较强的经验积累，准确的故障性质、故障程度、故障类别和故障位置。
3.1 故障诊断需要状态监控的支持。根据状态监测反馈提取特征信息，在复杂的信号中提取有用的特征信号。在这个过程中，需要注意故障特征的正确选择，因为有些故障可能不仅表现为一种故障特征，同样的故障特征也可能来自不同的故障原因，所以在故障特征上要选择相对更有代表性，避免选择错误的故障特征造成抢修时间的延迟，从而造成更大的损失。
3.2 在对供配电设备进行故障诊断时一般利用以下几种诊断方式。
        （1）通过传感器实现多角度监测诊断的传感器技术和对传感器采集到的信号进行处理分析的信息融合技术。传感器的多角度监测可以从同一故障中提取出不同的故障特征，可以选择相对敏感的故障特征进行综合故障诊断。信息融合技术可以大大提高故障诊断的准确性。其原理是信息融合技术可以分析数字剧之间的不同关联，并将具有相同特征的数据融合在一起。这种方法过于依赖于信息融合技术，信息融合技术的先进与否决定了故障判断的准确性。
        （2）根据故障特征的空间向量进行故障诊断。该方法可以计算和比较故障发生前后信号特征中的误差值，一般用于不确定故障诊断。
        （3）在无法提取到足够的信息量时，对于故障的诊断会充满不确定性，可以利用模糊数学的最大隶属度原则来辅助在线监测进行诊断，从而提高在信息量不足情况下故障诊断的准确度。
        （4）红外诊断技术由光电成像技术和计算机图像处理技术组成，在设备出现故障时，可以通过物体发出的红外信号呈现热成像图像，然后通过计算机进行分析。可以实时掌握物体的温度。这种方法的优点是可以准确、快速地发现有温度变化的部件，节省了大量的维护时间。

4 配电设备监测与故障诊断的未来发展
4.1 引用多项先进技术

在科学技术发展下，供配电设备的检测和诊断系统也应用更多先进技术，加强供配电设备监测，提升故障诊断准确性。人工智能系统技术、电子信息技术和系统之间的通讯技术，使得供配电设备可以高效的稳定运行。

4.2 从单设备监测到整体系统的监测

在技术迅速发展下，当前的供配电设备自动化程度也是更高，单个故障出现极易造成整个系统停机瘫痪，所以在对系统监测可以从单个机器监控进行拓展到系统整体的监测，对其维修效率进行提升，降低整体的维修难度。
4.3 远程监测与故障诊断

通讯技术发展使得这一可能成为现实，远程监测能够对其人力成本的节约，遥控操作诊断设备运行环节的故障问题，经过人工智能化技术进行远程维修，有效的减少维修的成本。
4.4 多个系统之间的联动

状态监测系统与其他系统联动，起到应急作用。在供配电设备出现故障问题的时候，经过状态监测可以及时反馈到其他的系统中，并且启动应急预案，对供电系统正常运行进行保证，为维修设备争取一定的时间。
结束语：

结合以上分析得知，在进行监测供配电设备的时候，经常会出现不能保证监测精准性的现象，其原因是缺乏运行经验。工作人员还需加大供配电设备在线状态的监测，提升实践经验，使得供配电设备的故障诊断检测标准更加精准，在配电设备故障问题出现时及时发现和处理，使得我国智能化电网的发展。
参考文献：
[1]李国民.供配电设备故障诊断研究[J].科学中国人,2017(3).
[2]尹剑.供配电站电气一次设备常见故障分析与处理[J].科技创新导报,2017(30):38-39.
[3]王娟.低压电气供配电及设备安全低压电气研究[J].商品与质量,2016(23).
[4]黄建超.浅析低压电气供配电及其设备安全管理[J].科学技术创新,2016(18):32-32.