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【摘 要】新形势下，随着我国经济的不断增长，也带动了电力行业的迅猛发展，其中电气工程自动化技术在电力行业中的重要性也是与日俱增。电气设备状态监测与故障诊断系统是整个电力系统状态检修的重要组成。文章探讨了一个电气设备状态监测与故障诊断系统的结构组成及功能，并着重介绍了变压器状态监测及故障诊断实现的方式。本系统利用在线及离线测量技术获得电气设备试验数据，并通过对试验的数据分析，获取设备的绝缘状态及可能存在的故障。
【关键词】新形势下 电气设备 状态检测 故障诊断
状态检修是以本设备当前实际的工作状况为主要依据，通过先进状态监测的手段，可靠评价手段及寿命预测手段判断设备的当前状态。对故障严重程度、发生部位、发展趋势做出正确判断，同时可识别故障早期征兆。通过该系统能够掌握电力设备状态信息，对变化发展趋势和使用期限等信息作出预测，并能对各种故障设备进行专家级诊断，制定检修方案和策略。本系统的开发为电气设备的事故检修，定期检修，状态检修，以及最终建立电气设备状态检修整个体制提供一个有效技术支持。
一、电气设备状态检测重要性
电气设备的定期检修试验，是整个电力系统长期以来的一条原则。状态检修是根据设备当下的实际情况决定它是否需要及时检修，对需要进行检修的设备及时修理，以保证其安全性和运行的可靠性，对于不需要检修的设备，可以延长其检修周期，在需要检修时再进行检修。目前实际系统中造成电气设备内部各类安全隐患有很多，例如：出厂时试验不严格、厂家设计不够合理、搬运安装工程中不规范操作也可能导致绝缘损伤等。较轻的安全隐患在试验中较难发现，而随着设备使用年限的增加，又在外部强大电磁交融的诱导下，安全隐患会逐步转换为故障，会导致供电系统随时出现停电故障，会影响到整个系统供电质量。
二、故障诊断系统的功能及构成
（一）故障诊断系统的功能
本文介绍的故障诊断系统的功能有如下几个主要方面：
1.数据浏览电气设备的状态监测和故障诊断系统采用的是浏览器方式实现。使用者可以在任何一台联网机上查询有关设备的数据和工作状态，也可以要求主机对设备的数据进行计算、分析和判断，并将分析结论返回给使用者。诊断中用到的数据则是由数据库获取，而诊断结果存到数据库中。这样，使得本系统与数据库紧密结合在一起，可以实现资源共享，成为一个有机整体。
2.故障和灾害的分析计算。当电气设备发生故障和灾害时，有助于分析发生的原因和对损失的计算等。
3.智能诊断。将神经网络、专家系统、粗糙集理论这些人工智能理论使用到设备的运行状态和故障的判断，故障诊断和检修建议。具有快速、便捷、准确的优点，可以有效提高综合判断效率。
4.智能预测和决策支持。根据历史数据和工作状况，可以预测设备未来运行状态。并通过此调整设备工作条件，以保证其正常运行。
5.提供相关设备在线和非在线状态参数，其中包括互感器、变压器、绝缘子、断路器、隔离开关避雷器等设备状态信息。此系统具备功能：数据查询功能（批量查询、单位查询、当前数据查询、历史数据查询），数据录入功能（批量录入、单个录入），历史数据修改功能，数据信息显示功能及数据打印输出功能。
（二）故障诊断系统构成
电气设备的状态监测和故障诊断系统，离线和在线诊断结合的方法，在分析当前试验数据、历史数据及在线数据之后判断电气设备运行状况，从而得出结论，为决策者提供必要依据。本系统包括一下几个方面：1.互感器和套管及电容器的在线检测；2.变压器状态监测和故障诊断系统；3.动态污秽分析系统；4.ZnO避雷器的在线检测；5.SF6断路器的在线检测。
三、设备状态监测及故障诊断
电气设备的状态监测及故障诊断系统，其功能主要包括以下部分：显示有关于变压器各种数据，其中包括离线的和在线的以及历史和当前的数据，色谱和电气试验数据，同时判断变压器绝缘状态，有效预测变压器绝缘状态，并且进行相应决策支持，对出现故障的变压器进行有效的智能诊断。具体措施有以下几个方面：
（一）各数据的输入
电气试验的结果及变压器背景信息。为了用户更准确判断故障类型和故障元件，应该将气相色谱法和电气试验结合在一起来诊断系统所产生的故障。电气试验是变压器检修项目中的电气试验，背景信息包括变压器生产日期、型号、生产厂家和维修记录等资料。在系统故障诊断过程中，考虑变压器背景信息可以提高相关故障诊断的效率。②变压器油中气体的浓度。需要检测的气体浓度有H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2、CO等几种气体。这些气体浓度信息可评估变压器绝缘状态。当变压器状态处于“有问题”的阶段，就应该跟踪气体产气率，以确定变压器的内部是否出现故障。如果变压器出现了故障，还可以用这些气体的浓度来判断故障的性质。在线局部放电放电量、在线氢气浓度及放电位置。系统在线氢气浓度及在线局部放电量可以用来评估变压器即时绝缘状态，对确定故障元件起着十分关键的作用。
（二）基于专家系统的故障性质及故障元件的判别
在确定变压器内部已经出现故障是，首先要用气相色谱三比值法及特征气体法来判断故障性质。其中某性质的故障，可能存在若干种元件故障，为了准确判断出可能的故障元件，还要配合一些相关电气试验。如果某电气试验结果出现了异常，可以根据试验类型来确定一个或者几个故障的元件。再结合气相色谱试验或电气试验结果，就可确定故障元件，从而大大地节约变压器检测和维修的工作量，有效提高维修的正确率。
（三）基于灰色理论的智能预测
基于灰色理论的智能预测包括检验变压器的某一方面性能电气试验参数值的预测以及对变压器绝缘状态的预测。
（四）基于专家知识在线状态评估
在变压器中，氢气可表征其内部是否有故障，而且氢气浓度也是故障程度的尺度。此外，氢气量变化速度还可以进一步判断故障发展的速度。对变压器内部的局部放电参数测试，能够获得局部绝缘信息，而局部放电强弱可用来评定电气绝缘缺陷和劣化程度。同离线检测技术对比，在线测量有以下两个优点：第一，在线监测技术可以及时测量雷击等因素造成的突发故障，第二，在较低或者较高电压下进行的有关电气试验相比，在工作电压下的在线监测更加符合实际运行的情况。
四、结束语
电气设备的状态检修包括了设备可靠性评估，设备故障的诊断，设备状态监测和预测，设备寿命预测以及制定设备检修计划。本系统工作侧重点主要集中在电气设备的状态监测及故障诊断这两方面。今后的工作应进一步研究电气的功能，其中包括设备使用寿命预测以及设备检修计划动态形成等方面。
【关键词】新形势下 电气设备 状态检测 故障诊断
状态检修是以本设备当前实际的工作状况为主要依据，通过先进状态监测的手段，可靠评价手段及寿命预测手段判断设备的当前状态。对故障严重程度、发生部位、发展趋势做出正确判断，同时可识别故障早期征兆。通过该系统能够掌握电力设备状态信息，对变化发展趋势和使用期限等信息作出预测，并能对各种故障设备进行专家级诊断，制定检修方案和策略。本系统的开发为电气设备的事故检修，定期检修，状态检修，以及最终建立电气设备状态检修整个体制提供一个有效技术支持。
一、电气设备状态检测重要性
电气设备的定期检修试验，是整个电力系统长期以来的一条原则。状态检修是根据设备当下的实际情况决定它是否需要及时检修，对需要进行检修的设备及时修理，以保证其安全性和运行的可靠性，对于不需要检修的设备，可以延长其检修周期，在需要检修时再进行检修。目前实际系统中造成电气设备内部各类安全隐患有很多，例如：出厂时试验不严格、厂家设计不够合理、搬运安装工程中不规范操作也可能导致绝缘损伤等。较轻的安全隐患在试验中较难发现，而随着设备使用年限的增加，又在外部强大电磁交融的诱导下，安全隐患会逐步转换为故障，会导致供电系统随时出现停电故障，会影响到整个系统供电质量。
二、故障诊断系统的功能及构成
（一）故障诊断系统的功能
本文介绍的故障诊断系统的功能有如下几个主要方面：
1.数据浏览电气设备的状态监测和故障诊断系统采用的是浏览器方式实现。使用者可以在任何一台联网机上查询有关设备的数据和工作状态，也可以要求主机对设备的数据进行计算、分析和判断，并将分析结论返回给使用者。诊断中用到的数据则是由数据库获取，而诊断结果存到数据库中。这样，使得本系统与数据库紧密结合在一起，可以实现资源共享，成为一个有机整体。
2.故障和灾害的分析计算。当电气设备发生故障和灾害时，有助于分析发生的原因和对损失的计算等。
3.智能诊断。将神经网络、专家系统、粗糙集理论这些人工智能理论使用到设备的运行状态和故障的判断，故障诊断和检修建议。具有快速、便捷、准确的优点，可以有效提高综合判断效率。
4.智能预测和决策支持。根据历史数据和工作状况，可以预测设备未来运行状态。并通过此调整设备工作条件，以保证其正常运行。
5.提供相关设备在线和非在线状态参数，其中包括互感器、变压器、绝缘子、断路器、隔离开关避雷器等设备状态信息。此系统具备功能：数据查询功能（批量查询、单位查询、当前数据查询、历史数据查询），数据录入功能（批量录入、单个录入），历史数据修改功能，数据信息显示功能及数据打印输出功能。
（二）故障诊断系统构成
电气设备的状态监测和故障诊断系统，离线和在线诊断结合的方法，在分析当前试验数据、历史数据及在线数据之后判断电气设备运行状况，从而得出结论，为决策者提供必要依据。本系统包括一下几个方面：1.互感器和套管及电容器的在线检测；2.变压器状态监测和故障诊断系统；3.动态污秽分析系统；4.ZnO避雷器的在线检测；5.SF6断路器的在线检测。
三、设备状态监测及故障诊断
电气设备的状态监测及故障诊断系统，其功能主要包括以下部分：显示有关于变压器各种数据，其中包括离线的和在线的以及历史和当前的数据，色谱和电气试验数据，同时判断变压器绝缘状态，有效预测变压器绝缘状态，并且进行相应决策支持，对出现故障的变压器进行有效的智能诊断。具体措施有以下几个方面：
（一）各数据的输入
电气试验的结果及变压器背景信息。为了用户更准确判断故障类型和故障元件，应该将气相色谱法和电气试验结合在一起来诊断系统所产生的故障。电气试验是变压器检修项目中的电气试验，背景信息包括变压器生产日期、型号、生产厂家和维修记录等资料。在系统故障诊断过程中，考虑变压器背景信息可以提高相关故障诊断的效率。②变压器油中气体的浓度。需要检测的气体浓度有H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2、CO等几种气体。这些气体浓度信息可评估变压器绝缘状态。当变压器状态处于“有问题”的阶段，就应该跟踪气体产气率，以确定变压器的内部是否出现故障。如果变压器出现了故障，还可以用这些气体的浓度来判断故障的性质。在线局部放电放电量、在线氢气浓度及放电位置。系统在线氢气浓度及在线局部放电量可以用来评估变压器即时绝缘状态，对确定故障元件起着十分关键的作用。
（二）基于专家系统的故障性质及故障元件的判别
在确定变压器内部已经出现故障是，首先要用气相色谱三比值法及特征气体法来判断故障性质。其中某性质的故障，可能存在若干种元件故障，为了准确判断出可能的故障元件，还要配合一些相关电气试验。如果某电气试验结果出现了异常，可以根据试验类型来确定一个或者几个故障的元件。再结合气相色谱试验或电气试验结果，就可确定故障元件，从而大大地节约变压器检测和维修的工作量，有效提高维修的正确率。
（三）基于灰色理论的智能预测
基于灰色理论的智能预测包括检验变压器的某一方面性能电气试验参数值的预测以及对变压器绝缘状态的预测。
（四）基于专家知识在线状态评估
在变压器中，氢气可表征其内部是否有故障，而且氢气浓度也是故障程度的尺度。此外，氢气量变化速度还可以进一步判断故障发展的速度。对变压器内部的局部放电参数测试，能够获得局部绝缘信息，而局部放电强弱可用来评定电气绝缘缺陷和劣化程度。同离线检测技术对比，在线测量有以下两个优点：第一，在线监测技术可以及时测量雷击等因素造成的突发故障，第二，在较低或者较高电压下进行的有关电气试验相比，在工作电压下的在线监测更加符合实际运行的情况。
四、结束语
电气设备的状态检修包括了设备可靠性评估，设备故障的诊断，设备状态监测和预测，设备寿命预测以及制定设备检修计划。本系统工作侧重点主要集中在电气设备的状态监测及故障诊断这两方面。今后的工作应进一步研究电气的功能，其中包括设备使用寿命预测以及设备检修计划动态形成等方面。