综述电气设备状态检测重要性及状态维修技术【摘要】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，而确保电气设备的安全、稳定运行，避免设备运行损坏是设备状态维修的主要目标，这就需要对设备进行定期检测和维修，只有这样才能保证电气设备的安全、稳定运行。

文中作者根据多年的工作实践与经验研究，阐述了电气设备状态检测重要性及设备的缺陷与故障，而状态监测技术、状态评估技术、状态预测技术等是状态维修的主要处理技术。

【关键词】变电站；电气设备；维修技术引言对电气设备进行状态监测所指的是检测并获取电气设备的状态信息，分析这些信息以便能找到那些能反映设备状态特征的信息，从而获知设备正在运行中的健康状况，识别设备可能将会出现的缺陷，并预测检修时间，尽量减少设备的损坏。

电力系统的重要电气设备，比如变压器、发电机、高压断路器等都是状态监测的主要对象。

状态监测的原理就是利用各种传感器获得反映设备状态的参量，以及表征设备的特征参数，并与闭值参数进行比较以判断设备的状态情况。

在线监测可以连续监测设备运行状态的变化，但还需要积累大量的经验和数据，才能判断被监测设备是否需停电维修或报警。

为了更全面地反映设备的运行状态，还需要不断研究和引入一些反映设备运行状态的新特征量。

1、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重要原则。

状态检修是根据设备当下的实际情况来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，可以延长其检修周期，下次需要检修时再进行检修。

目前在实际系统使用中造成电气设备内部各类安全隐患有很多，较轻的安全隐患在试验中比较难发现，而随着设备使用年限的增加，又长期受到外部强大电磁交融的诱导下，安全隐患会逐渐转换为故障，慢慢就会导致供电系统随时出现停电故障，从而影响到整个系统供电质量。

由此，电气预防试验能有效地保障电力系统设备可靠运行。

2、状态监测技术设备状态监测技术是根据设备诊断的目的、针对设备故障模式、选用适当方法和装置来检查测量设备的状态信息，并对这些信息进行处理、抑制各种干扰信息、提取能反映设备状态特征的信息的一项信息检测处理技术。

电气设备状态监测可分为3个基本步骤：1.数据采集；2.数据分析及特征提取；3.状态评估或故障诊断及分类。

对于不同的步骤，根据不同的监测对象，我们可采用不同的方法。

2.1状态监测特征量的选取由于传感器技术的使用和进步，使得电气设备能够被监测的状态量逐渐加大，当前常用的电气设备的主要状态监测要体现在：①变压器:以充油电力变压器最为常用，接着为SF6气体绝缘和环氧树脂浇注绝缘的变压器。

其监测特征量包括了：油中溶解气体含量、铁芯接地电流、局部放电、绕组变形、高压套管的介损、电压、电流、温度等。

②电容型设备:主要涉及了电容式电压互感器、电容器、电抗器、电流互感器、电缆等。

其监测特征量包括了:介质损耗、泄漏电流、电容值等。

③氧化锌避雷器:对其阻性电流监测，有时可监测总电流。

④高压断路器:涉及到的有SF6断路器、油断路器、真空断路器、真空负荷开关。

当前监测的特征量包括了：分合闸线圈电流、操作机构的行程、速度和机械振动等。

2.2状态监测间隔期的确定状态监测主要是利用状态监测的方式检查设备的故障情况，当确定故障后应当采取相应的措施来处理存在的危险，及时避免和预防功能故障的发生。

这就需要对设备采取间隔期状态监测，根据不同情况的监测状态来弄清楚设备的具体情况，如果设备被检查到有存在故障的可能后，就要根据不同的情况而进行相关的检查或维修。

2.2.1按安全性要求确定状态监测的间隔期按安全性要求来确定状态监测的间隔期，可把将已出现的潜在故李明梧州市东能电力安装有限公司 543000障继续发展为功能故障的概率设为P a ，如果要求功能故障发生概率控制在，则可以确定状态监测的间隔期Tc。

P a =(1-P)nn=logP a /log(1-P)因此，状态维修的间隔期Tc为T C =T/n检测过于频繁会浪费维修资源，因此需要综合权衡来确定T c ，如果想绝对不发生任何功能故障是不可能的，必须把功能故障发生的概率控制到规定的可接受的可靠性水平之内，以确保安全性。

这种规定的可接受的可靠性水平是根据现场设备的实际情况及故障后果所事先确定的。

一般来说，设备故障具有安全性影响时，在T内至少应做3次检测，也就是状态维修间隔期不得大于T/3。

2.2.2按经济性要求确定状态监测的间隔期当故障不危及设备安全，而预防性维修工作的费用损失少于故障损失时，则按最少费用损失的要求来确定状态监测的间隔期。

设单位时间状态维修的次数为n，该值越大设备故障被检测出的可能性越大，发生功能故障的可能性就越小。

因此故障率λ是维修次数n 的函数，即式中K为单位时间内进行一次状态维修的故障率。

用这种方法确定间隔期，须已知一次事故后维修的平均费用C F ，一次状态维修的平均费用C p 。

则总的维修费用C为:于是有然后令dC/dt=0就可以求得状态监测的间隔期以上综述是确定状态监测时间间隔期的方法，在实际应用中还会遇到很多困难。

因为在计算间隔期时做出了很多的假设，而这些假设的成立都要有许多实际数据和支持验证，在工程实践应用中这些数据的支持和验证还是远远不够的。

3、状态预测技术设备运行状态的预测是从已知运行状态出发、考虑运行、气候、历史等相关因素，对未来的运行状态作出预测。

电气设备的定期预防性试验作业程序十分复杂，且随着电力系统的迅速发展，电气设备的数量也会越来越多，如果逐一对每台设备进行离线试验，势必需要更长的试验周期，这样就会增加设备产生故障的危险性。

因此通过预测预防试验参数值，在预防性试验进行之前，预知进行设备的状态，就可以更好地将设备事故防患于未然，提高设备的运行可靠性。

常用的状态预测中最为普遍的方法主要分别以下几点：时间序列预测法、回归分析预测法、模糊预测法、灰色预测法、人工神经网络法。

①时间序列预测是最普遍且有效的传统状态预测方法，作为传统状态预测方法可以对不同时刻观测值的相关性进行反映，主要显现出状态变化的“惯性”，主要能够如实反映出观测值的变化趋势。

②回归分析预测法是根据历史资料建立数学模型，将预测目标作为因变量，将影响预测目标的因素作为自变量，预测事物未来状态。

研究各组变量之间的相关性，得到表示它们之间的定量关系的经验回归方程式，进行预测。

③模糊预测法是将数据和语言形成模糊规则库，这需要应用模糊逻辑和预报人员的专业知识，用线性逼近非线性的动态系统进行预测。

但是由于模糊预测不具备学习能力，所以在实际应用中，单纯应用模糊预测的精度往往不甚理想。

(>>下转第249页）动的情况。

最后，可以用重要性抽样对仿真结果进行计算，加快计算速度。

根据对隐性故障下的连锁故障进行风险评估的结果，工作人员可以确定系统的脆弱程度，及时采取相应的措施预防故障发生。

其中，通过将继电保护装置更换为更为高性能的高安全性的装置，是降低连锁故障风险的有效方法，但这种方法需要一定的投资，不一定适用于所有的电网系统，因此在资金不充足的情况下，可以通过以上方法找到系统中最薄弱的、风险最大的装置进行更换。

3.总结以上对继电保护隐性故障及隐性故障引发的电力系统连锁故障的分析，旨在增强继电保护的保护可靠性，增强电力系统运行的安全性。

而在今后的实际工作中，应将电力系统的发展考虑在内，电力系统的数字化、智能化发展，势必对继电保护提出更高的要求，继电保护的隐性故障也必然会具有新特点。

例如，电力系统数字化发展使得继电保护系统增加相应的电子装置和网络设备，这些设备和技术有助于实时监测系统异常，减少常规的隐性故障发生，但同时在数字系统和软件的使用过程中，也会存在隐性故障，值得引起重视。

另外，随着电力系统向着智能化的方向发展，电力系统的运行方式处于不断变化之中。

但我们知道继电保护定值是预先设定的，不具备对变化的运行状态进行自适应的能力，这也是保护定值引起的隐性故障增加的原因。

在采用智能技术在保护系统中增加对保护定值监测的元件时，会使系统进一步复杂化，也会使继电保护隐性故障具备新的特点。

因此，应结合实际情况对继电保护隐性故障及电力系统连锁故障进行更深入的分析，从而保证电力系统安全运行。

图4 Monte Carlo 仿真流程图参考文献[1]杨红应.关于继电保护隐性故障问题的分析[J].城市建设理论研究.2012,(21):24-37.[2]何小林.电力系统继电保护隐性故障探讨[J].科教导刊.2011,(33):101-125.参考文献[1]邱仕义.电力设备可靠性维修[M].北京:中国电力出版社,2006.[2]要焕年.电气设备两种维修制度的比较[J].电网技术,2006.[3]田玲.电气设备实施状态维修决策方法的探讨.电网技术,2004.[4]苏鹏声.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析.电力系统自动化,2003.④灰色预测法是就灰色系统所做的预测。

所谓灰色系统是介于白色系统和黑箱系统之间的过渡系统，其具体的含义是：如果某一系统的全部信息已知为白色系统，全部信息未知为黑箱系统，部分信息已知，部分信息未知，那么这一系统就是灰色系统。

对既含有已知信息又含有未知或非确定信息的系统进行预测，从而完成对电气设备的状态预测。

⑤人工神经网络法，它属于各种人工智能的方法。

在结合神经网络后使用到了历史数据作为训练样本，最后将书本上的知识运用到网络中。

这样就可以对非线性系统进行准确的预测，对于电力系统负荷预测可以发挥出很大的作用。

4、状态评估技术4.1状态评估和状态维修状态维修的宗旨是根据设备的实际状态来确定采取的维修措施。

因此，设备的状态进行评估是状态维修决策中的一项重要工作，只有正确地评估了设备的状态，才能对设备的维修进行判断，并结合结果和实际需要来制定出相应与正确的维修决策。

在我国现行的《电力变压器检修导则》与《电气设备预防性试验规程》中也提到，只有检修周期、检修内容、检修工艺流程及预试数据的注意值等，都没有涉及到对变压器状态评估的内容，在实际工作中也无法对电气设备的状态进行判断。

因此，我们很有必要深入地研究电气设备健康状态评估的方法。

4.2状态维修与故障诊断的关系就电力变压器而言，由于电力系统自动化水平的改进和提高，使得部分变电站使用了变压器在线监测装置以及相关的测试设备，这样可以给故障诊断提供了很大的信息技术与资料。

但因为变压器的故障类型很多且准确地找出故障原因存在着很大的难度，这就给技术人员的检测工作带来了阻碍。

实施故障诊断不管是在线还是离线以及故障发生的前后，其最终目标是能够准确判断出故障位置并经过短时间的分析来得到具体的解决措施，分析发生了什么种类、多大程度的故障，亦即发生故障的部位，以便能够为维修提供支持。