电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
主要原因：
在线监测的硬件缺乏 需运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段来实时 反映设备状态，对相当一部分变电站来说，在经济及硬件设施等方面 存在着或多或少的困难，在在线监测没有成为必要成分的情况下，维 修管理仍沿用旧体制 现场专门人才的缺乏 在线监测系统已具备规模的变电站，在技术力量上也还不能适应 发展要求，其现场技术人员分析态监测数据的能力较差，因而不能合 理分析利用在线监测的数据 现有基础 预防性试验的很多“判据” 是根据大量实践的总结，多年电网运 行维修经验的积累。基于离线的预防性试验数据的变压器运行状态评 估，是目前分析和判断变压器健康水平的主要依据。
现行维修模式
以 可 靠 性 为 中 心 的 维 修
计划预修体 制（前苏联）
预防维修 制（美国）
全 面 计 划 质 量 维 修
可 靠 性 维 修
适 应 性 维 修
费 用 有 效 维 修
检修人员的失误模式
失误 无意识 滑过 不正确 漏掉 有意识的 错误 没注意 潜意识中的错误习惯 忘记
规则性错误
知识性错误
31家供电公司在线监测设备运行情况的综合分析
监测电容型设备的介损 和电 容（或可兼用MOA的监 测） 专用于监测金属氧 化物避雷器（MOA） 全电流 和阻性 电流 监测油中溶解气体 监测断路器特性 监测变 压 器分接 开 关特性
项目
固定式
运 行 正 常 国 产 进 口
便携式
仅全电 流
仅H2、 CO读 数
• 设备状态检修的依据（1）
诊 断 预 测 （ 故 障 率 ）
危险水平
破坏点
简易诊断 注意水平
实施修复
初期阶段
稳定阶段
劣化阶段
注意 阶段
危险 阶段
设备运行寿命
·设备状态检修的依据（2）
故障预报 故障诊理、化学 过程的机理分析
信号处理 模式识别
设备故障发生的 物理、化学过程
破坏
·状态监测的概念和任务
故障预报——根据故障征兆,对可能发生故障的时间、 位置和程度进行预测。 故障诊断——根据故障特征,对已发生的故障进行定 位和对故障发展程度进行判断。 状态监测——对设备的运行状态进行记录、分类和评 估,为设备维护、维修提供决策。 三者内容相近、采用的方法大多一样、在线检测数 据和分析、目标一致（防患于未然） 差别如图：
电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
已按实际情况选择维修周期及方法的设备
设备类型 主变压器 断路器及GIS 互感器 电容型设备（电容式套管及TA、耦合电容器等） 金属氧化物避雷器（MOA） 比例/％ 50.0 47.0 38.2 32.4 52.9
电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
监测各 组 分含量
油断路 器
SF6断路器
764 2 8 41 285 0 1057
717 0 8 0 2 0 727
13692
26 0 0 0 99 0 125
35 128 6 3 18 11 59
10 17 3 2 1 0 14
6 0 4 0 0 0 10
6 0 7 0 0 0 13
0 4 0 0 0 0 0
设备故障的 外在表现
·关键技术
（1）传感器 （2）计算机网络和数据库 （3）数据分析 传感器技术和数据分析技术是状态监测系统所 特有的关键技术。
• 涉及学科
传感器技术、电子、机械、化学、物理、数学、 光学、计算机及通信等。
电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
• 状态检修作为一种较定期检修方式更能降低维修成本、缩短检修停电 时间、延长设备寿命的检修方式。状态检修是一种比较新的检修体 制，但成功的实例并不多，鉴于此，作为状态检修依据的设备健康状 态评估系统的研究尚处于摸索阶段。 • 以在线监测数据为基础的设备健康状态评估，既要按照设备巡视检测、 定期检测和带电（在线）检测的结果进行故障诊断，还要结合运用传 感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段，适时反映设备状态。 • 对不同的电力设备，表示设备整体状态的参数可能是不同的，需视具 体情况确定。而以预防性试验数据为基础的设备状态评估，则是根据 设备的历次试验数据（交接性、预防性），运行电压下的各种参数变 化，承受负荷及经受短路的情况，并与同类设备比较，综合分析设备 的健康状况，作为判断设备是否需要检修的依据。
电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
• 国外应用与研究 ☆ 美国国家电力研究院所 ☆ 英国 ☆ 日本发电检修协会 ☆ 加拿大 ☆ 德国（斯蒂亚克电力公司、汉堡电力公司）
• 国内电力设备状态维修的应用
传感器装置的生产和在线监测的应用情况还落后于国 外先进水平，基本上还是实施以离线的预防性试验为基础 的变压器运行状态评估比
17 32 0 13 0
13737
运 行 不 正 常
已 退 出 或 报 废 总 计
国 产
进 口 国 产 进 口 国 产
进 口
43
0
17
0
142
19
0
0
4
二、故障诊断与状态监测系统
• 故障诊断与状态监测系统的硬件构成 • 故障诊断与状态监测系统的软件构成
电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
鉴于上述现状，开展以离线的预防性试验数 据为主、以带电或在线监测数为辅的电力变压器 运行状态评估具有重要意义。关键在于如何将预 防性试验与线监测两者的测试数据有机地结合起 来，并通过严谨的、科学的评估过程，取得正确 的变压器健康状态评估结果。
电力设备故障诊断与状态监测的研究与应用现状
• 应用现状（34家电力公司情况统计）
目前检修模式统计
检 修 模 式 比 例/％ 26.0 37.2 27.0 9.8
对主设备全采用定期检测、定期维修的策略 对某些设备的检测及维修周期已开始有所调整 对主要设备正逐步按实际情况选择检测和维修 的内容及周期 对主要设备已全部按实际情况选择相应的检测 及维修内容及周期
电力系统 故障诊断与状态监测自动化
主讲 武汉大学 舒乃秋
一、故障诊断与状态监测技术简介
设备维修的发展历史
☆三个阶段
设 备 维 修 的 发 展 阶 段
1950年前
1950年－1970年
1970年至今
事后维修模式
预防性维修模式
预 知 维 修 和 状 态 维 修 以 利 用 率 为 中 心 的 维 修