浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术

引言

在经济全球化时代下,我国工业得到迅速发展,工业规模不断扩大,企业生产也逐渐实现了自动一体化。对于供电企业而言,电气设备是电力系统中的重要组成部分,电气设备的运行状态决定了人们的用电质量。伴随着科技进步,我国电气设备状态监测与故障诊断技术得到进一步优化,为供电企业提供了强有力的技术支持。然而,电气设备在长期运作下,仍然会存在较多的隐患,受到外界各种因素的影响,设备中的绝缘物质易出现老化、磨损,如果不及时检修,电气设备中各元件会受到损伤,容易出现各种故障,甚至引发更大的安全事故,对工作人员的生命安全造成威胁,还会对供电企业带来巨大的经济损失。

1状态监测和故障诊断概念

在电气设备状态监测过程中,技术人员需借助传感器等电气基础设备,利用现代检测技术,对电气设备的运行状态进行实时监控,一旦发现电气设备出现故障,可及时采取相关措施,将隐患扼杀在摇篮中,提高电气系统的运行效率,减少不必要的经济损失。

在电气设备故障诊断过程中,技术人员可通过电气设备状态监测技术,获取设备运行的参数以及其他信息,通过对数据信息进行整理并分析,提取异常数据,利用一定的技术手段对电气设备的运行状态进行调整。

从以上描述中不难看出,电气设备的状态监测与故障诊断两者互相联系,共同作用,保证电气系统运行的安全与稳定。

2状态监测的关键技术

2.1信号采集

电气设备的状态监测主要包含三方面内容,分别为信号的采集、传输和处理。首先,在电气设备状态监测前,技术人员需做好一系列准备工作,选取被监测设备,统计设备运行参数、规格、使用说明书等信息,提取设备运行中产生的信号。在对这些信号进行处理时,技术人员需根据信号源类型的不同,分别采取处理措施。根据数据处理的相关要求,在规定的时间内采集信号样本,为方便后续设备诊断工作的开展,技术人员可采取转速跟踪采样或峰值采样等方法。

在电气系统运行过程中,每种电气设备的使用性能不同,对其进行状态监测时所使用的检测手段也存在一定差异。例如:在对变压器运行状态进行检测时,技术人员应根据变压器的机械、电气特性,采用局部放电、极化波谱等方法进行检测。一般情况下,造成变压器故障的原因主要是内部绝缘层脱落或老化所致。交流旋转电机在运行过程中也会出现较多的故障,该设备故障原因较多,且每次故障位置都不相同。要想降低交流旋转电机运行故障的发生频率,技术人员可采用神经网络方式进行监测。断路器可对线路内电流、电压值进行监测,是电路保护的重要基础设施,在对断路器的运行状态进行监测时,可采用跳闸轮廓法或振动监测法。

2.2数据传输

在对电气设备运行状态进行监测的过程中,信号处理系统往往与检测设备距离较远,在信号传输过程中,容易受到外界各种因素的影响,造成信号毁损或中断。监测系统无法得到真实的数据,增加了后期故障诊断工作的难度。为避免这种现象的发生,技术人员可将电信号进行转换、压缩,提高信号传递的安全、保密性,数据经过打包后便可直接传输至控制中心,以免对数据进行后续处理,保障了数据传输的高效。随着我国通信技术水平的提高,各种通信设备层出不穷,将光纤技术应用于数字信号的处理过程中,可增强信号传输的抗干扰能力,满足人们远距离沟通的要求,为人们的生活提供更多便利。

2.3机械特性在线监测

在真空断路器的运行过程中,合闸与分闸的速度控制工作是真空断路器运行状态的主要监测内容。真空断路器分闸速度升高或降低,都会影响真空断路器的正常运行,从而引发各种故障,不仅会缩短真空断路器的使用寿命,还会给企业带来安全风险。当真空断路器分闸速度降低时,真空断路器的功能发挥受到一定限制,燃弧时间被延长,如果不能及时发现,真空断路器触头便会遭到磨损,长此以往下去,真空断路器使用寿命被缩短,影响真空断路器的正常运行。当真空断路器分闸速度升高时,其运行过程会产生较大的应力,对整个机械设备带来一定的冲击,造成设备中的零部件损毁。

真空断路器是电力系统中的重要组成元素,要想提高电力系统运行的稳定性,在对设备状态进行监测过程中,技术人员需明确真空断路器的分闸、合闸断开时间、运行速度以及其他运行参数,针对性地实施监控。真空断路器的状态监测过程如图1所示。

3故障诊断的关键技术

3.1选取故障信号特征量

故障诊断技术的使用成效与信号处理技术息息相关,在对设备运行数据信号进行处理过程中,将电信号转变为其他数字化形式,利用一定的技术手段对数据进行包装、传递、处理,将真实、可靠的数据信息展现在计算机等信息设备当中,以便开展后期故障诊断工作。一般情况下,不同的故障特征量代表了不同的故障,技术人员应合理利用故障诊断技术,对不同的故障特征量进行分析,寻找出故障的具体位置,便于后期故障检修工作的开展。不过,在故障特征量的诊断过程中,存在故障状态与非故障状态一致的现象,加大了故障特征量诊断的难度,如果技术人员选择错误,容易造成误判。针对故障特征量模糊的特点,技术人员需采用其他手段对故障特征量进行选择。

3.2选择合适的故障诊断方法

电力系统内部结构十分复杂,其包含了多种电气设备,不同的设备故障问题都会影响到电力系统的正常运行。有时候同一故障问题往往会存在多种表现形式,在对这种故障类型进行诊断时,技术人员可将传感技术与信息技术相互融合,从不同的方面对故障设备进行诊断,将每一种故障表现形式下所提取到的信息进行统计并分析,根据故障类型的不同,分别制定相应的检修方案,彻底解决设备故障。这种诊断方法较为全面,且具有一定的灵敏性,诊断效果较为明显,在电气系统的维护与检修工作中发挥了一定的作用。另外,技术人员还可采用特征空间矢量法对电气设备进行诊断,这种诊断方法涉及一定的物理知识,技术人员通过学习故障诊断误差,了解设备故障诊断的基本操作方法,对故障模型进行不断修正,以此来确定设备故障的根本原因。这种诊断方法主要针对不确定对象,可及时发现电气设备运行中存在的隐患,通过构建故障诊断模型,寻找更多的故障诊断方法。

4结语

综上所述,在电力系统设备状态监测与故障诊断技术的应用过程中,技术人员需明确各电气设备的使用性能,针对不同的故障部位,采取合适的诊断技术进行处理,提高电力系统运行的稳定性。