摘要：文章从故障机理分析、离线预防性试验、在线监测几个方面，对相关的原理进行了介绍。进行电力设备的故障，应当准确把握设备状态量与状态量监测，严格执行诊断的步骤，采用适宜的技术方法。从状态检修的定义与环节入手，对其可行性进行了分析，并阐述了状态检修的功能与作用。
关键词：电力设备；在线监测；故障诊断；状态检修
一、概述
随着科学技术发展的日新月异，电力设备的性能与水平也有了显著的提升，不仅电压高、容量大，且系统化与自动化的程度也越来越高。对于组成和结构较为复杂的电力系统而言，单个设备有着很强的重要性，关系到电力系统的正常运行，以及能否安全可靠地实现持续供电。因此，如何有效保证设备的安全可靠运行，成为摆在我们面前的重要课题。采用先进的电力设备状态监测和故障诊断技术，能够了解和掌握设备的运行状态，能够对设备的异常表现进行区分和识别，将设备潜在的故障消除在最初阶段。
二、原理介绍
（一）故障机理分析
通过故障机理研究，能够从原理上了解故障形成和发展的过程，对故障的内在本质及特征做到充分掌握。依赖于相关的基础学科，从工作原理和失效机理的角度出发，有助于顺利完成设备的故障诊断。采用故障机理分析时，通常需要进行大量的实验，包括了宏观观察、微观与化学分析、以及归纳与综合。结合常用的检测方法，准确的分析出电力设备的故障原因，为故障诊断及状态检修做好必要的准备。
（二）离线预防性试验
早在20世纪初，人们就开始了电力设备预防性试验，规定了设备的检修周期、以及定期停电检修的方法。在离线预防性试验中，所涉及的项目较多，大体包括了两个类别。一种是电气量的测试，如检测绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等；另一种是非电量的测试，以油中气体含量为主。通过相关试验项目的测试，能够保证电力设备的安全运行。
（三）在线监测
定期预防性试验固然起到了很大的作用，但自身也存在着一些不足。一方面，相比于设备的实际工作电压，停电时的试验电压大都偏低，从而降低了发现设备缺陷的可能性。另一方面，试验周期往往较长，不利于设备严重缺陷的及时发现。而通过在线状态检测的方法，能够及时测取与设备有关的状态信号，作为诊断的重要依据。作为故障信号的主要载体，状态信号在测取之后，还要经过中间变换与数据采集的过程。在电力设备故障诊断中，在线监测技术的应用时间相对较短，主要设备包括了传感器、数据采集装置、计算机等。
三、电力设备故障诊断
（一）设备状态量
设备状态量是指在设备运行的过程中，所出现的各种正常或异常的特征信号量，包括了运行状态量与生产过程状态量。设备运行状态量信号，主要分为三个类别。第一种是机械量信号，包括了与生产功能无直接关系的振动、声音、轴承，以及与生产功能直接有关系的汽压、汽温、转速；第二种是电磁信号，包括了电流、电压、频率、磁力线密度、局部放电电荷等；第三种是化学信号，如润滑油酸价、缘油含烃量等。在生产过程中，设备的状态量与各项生产参数之间的比例对固定，一旦内部存在缺陷，将表现为比例关系的失常。
（二）状态量监测
在设备运行的过程中，需要定期的或连续的对某些状态量进行测量，所得到的测量数据，将称为设备评价的重要依据。监测的状态量参数，包括了监测输入量与监测运行状态量两大类别。从发出运行状态量信号的方式区分，可分为两种类型的设备。一种是能够主动发出信号的设备，包括了声音、振动、光、热等信号，被称为一次信号。另一种设备由于自身不能主动发出信号，或所发出的信号不易被采集，需要预加一定的输入量，通过设备所发出的二次信号，实现对其内部状态的诊断。
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（三）诊断的步骤
电力设备的故障诊断，大体可以分为四个步骤。首先，应进行状态量的检测，即信号检测，这也是进行设备诊断的基础。其次，要对所测取的信号进行处理，包括了设备运行中的各种声音、振动、光、热等信号，将其转化为有用的信息。再次，要对信号的状态进行识别和判断，找出设备出现故障或发生异常的部位，并诊断故障发生的原因，评估故障的程度。最后，对故障做出正确的预测，把握故障的发展速度、预估可能产生的后果，并有针对性的提出处理的意见和对策，对故障进行根本性的治理。
（四）相关技术方法
对电力设备进行故障诊断，涉及到众多相关的技术，主要包括了以下四种。第一种是检测技术，检查测量技术手段的选择，需要结合具体的诊断要求，以便于状态信号的诊断。第二种是信号处理技术，特征信号反映了设备的状态，但却夹杂在环境噪声等干扰之中，需要经过一定的技术处理。第三种是识别技术，状态信号经过处理后，通过识别和判断其特征，不仅可以判断出是否存在故障，还能够诊断出故障的位置、产生的原因、以及严重程度。第四种是预测技术，在故障尚未发生或不够明确时，可以通过判断故障发展的趋势，预测何时将进入危险的范围，以便提前采取有效措施。
四、状态检修
（一）定义与环节
状态检修的目的，是为了生产的安全、环境的保护、以及效益的增加，常用的技术手段包括了状态评价、风险分析与检修决策等。通过开展设备检修工作，不仅增加了设备运行的可靠性，更有助于检修成本的合理控制，有着显著的安全与经济效益。状态检修工作所涉及的环节较多，大体可以分为七个部分，即设备信息的收集、设备状态的评价、运行的风险评估、检修策略的确定、检修计划的制定、检修工作的实施、以及绩效评价。
（二）可行性分析
随着我国电力事业的蓬勃发展，在电气设备的运行方面，积累了大量的经验，形成了日趋成熟的运行与维护技术，国产设备的质量也日益提高。从技术基础和物质基础两个方面，为状态检修提供了重要保障。新技术与新设备的不断增加，大大提高了监测的手段，有效保证了设备的安全运行，诊断设备状态的水平有了显著的提升。在状态监测与故障诊断中，以传感技术、微电子技术为代表的综合智能系统的应用，进一步提高了状态检修技术的水平。
（三）功能与作用
电力设备的状态检修，有助于电力设备的质量和运行维护水平的提高。对于新增的设备或实施技术改造时，应当从选型、监造、安装、调试等环节入手，严把质量关，结合常规巡检等手段，有效弥补离线预防试验的不足。状态检修的实施，采用了先进的仪器、设备和方法，提高了常规测试的技术水平。通过综合分析设备历次试验检修的情况，结合其运行的可靠性和安全状况，有效调整检修的项目和周期。
五、结语
在电力系统运行的过程中，一旦出现设备故障，必将造成供电的中断，轻则影响到正常的生产与生活，重则危及到设备、乃至人身的安全。据统计数据显示，相比于电力系统本身的损失，由于停电而造成的国民经济损失高出了很多。而实施电力设备的故障诊断与状态检修，可以更方便、有效地提高设备维修的水平，提高电力设备运行的安全、可靠性。
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论文作者:张红梅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/29
标签：状态论文; 设备论文; 故障论文; 信号论文; 电力设备论文; 技术论文; 故障诊断论文; 《电力设备》2017年第21期论文;