发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析
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摘 要：为保证电力系统安全稳定运行，电气设备的安全运行是非常关键的一步。发电厂的电气设备的状态监测和故障诊断技术在发电厂的生产和运行中起着至关重要的作用。通过总结状态监测和故障诊断分析方法，实现电厂电气设备的状态维护，提高设备运行的安全性和可靠性具有重要意义。为了将技术提高到一个新的阶段，不仅需要正确的处理方法，还需将电器设备分类找出各自对应的最合适的方法。
关键词：发电厂；电气设备；状态监测；故障诊断
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.148
1 状态监测与故障诊断
电力系统是国家的主要经济收入的重要组成部分，在电器的运转过程中受到任何的干扰和影响都可能导致电气设备的状态不稳定，甚至产生设备故障也因此会产生巨大的经济损失。状态维护的关键因素有状态监测和故障诊断技术。状态监测主要包括以下环节：检测信号，收集数据，处理数据和状态诊断。随着微处理器的兴起和新的抗干扰传输技术，电力设备状态监测技术迅速发展。如：溶解气体监测系统用于发电设备的油，局部放电和泄漏监测系统。这些设备的成功开发使得可以在线监控发电厂设备的全部状态。
在过去十年中，一些新的理论和方法，如：主成分分析，小波变换，数据挖掘算法，非线性理论，模式识别等已成功应用于故障诊断。通过对数据的分析，找出其规律，然后根据数据方法的描述做出推断，及时分析和处理发现的缺陷，避免产生重大故障。
2 电气设备状态监测技术
电气设备状态监测技术主要分有局部放电在线监测技术，油色谱监测技术和介电损耗监测技术这三种。
2.1 局部放电在线监测技术
发电厂电气设备大都结构复杂，绝缘水平也不尽相同，因为不均匀的电场分布导致较高的局部电场。制造工艺的粗糙，恶劣的运行条件都会导致局部放电现象，继而逐渐发展成为严重的故障。以变??压器为例的局部放电监测方法如下：超声波检测，测光，化学检测，脉冲电流法，射频检测法等。例如超声检测法的应用：超声波传感器位于变压器油枕壁上，变压器内部局部放电产生的超声波可由传感器接收。可以非常精确地监测局部放电的大小和位置。压电传感器是通常用于超声波测试的超聲波传感器，并且选择70至150KHz的频率范围。这完全避免了变压器的核心噪声和机械振动噪声。超声波测试方法的另一个优点是它可以较少受到电干扰，因此它已被广泛用于局部放电。迄今，一些超声波检测传感器并不会对电磁产生很强的干扰，灵敏度低，会大大增加检测的困难。在过去数十年中，电子放大技术、声电转换元件的效率都有了显著提升，灵敏度超声检测技术也发展的日新月异。
2.2 油色谱监测技术
油色谱是一种非常复杂的检测方法，通常用于设备绝缘测试。其主要原则是电和热会使电气设备中的油和材料老化或者分解，产生一些氢气、一氧化碳和二氧化碳等低分子气。当装置内部发生放电故障时，这些气体的产生速率加快。不同类型的故障会产生类型不同的气体，故障的程度不同产生气体的水平也不同。
2.3 介损监测技术
判断电气设备绝缘性能的重要指标是电气设备的介电损耗。介电损耗监测主要用于电容器件。在确定介电损耗时，主要基于介电损耗因子tanδ。在分析交流电压作用下电气设备的绝缘性能时，可以将其视为并联或串联电路进行分析。该方程可用于通过分析介电损耗相量图来表示介电损耗。
3 电厂电气设备故障诊断方法
电气设备故障有三个主要特征：分别是隐性、显性和区域性。许多电气设备故障没有明显的外部性能，通过例行检查很难找到它们，而一些电气故障具有明显的外部特征。它可以在日常检查过程中及时发现和采取。许多电气设备具有多个部件，这些部件需要对这些区域进行大量检查以确定故障的确切位置并增加对电气设备进行故障排除的难度。
3.1 状态分析法
状态分析方法是指基于电气设备的故障状态进行分析和诊断的方法。电气设备运行过程主要分为这几个阶段，也叫做运行状态，比如电动机。该操作可分为几个过程，例如启动，运行，正向旋转，反向旋转，制动和停止。在一些电气设备运行的状态下，故障频率非常高，设备在一定状态下的运行状态是电气设备故障分析的主要依据。
3.2 图形分析法
每一套电气设备都由相应的设计图纸设计完成。这些设计可在电气设备故障排除中发挥重要作用。电气设备有原理图、施工图、系统图和位置图等，诸如此类许多类型的图纸，例如。在电气设备的故障诊断中，有必要对图纸进行综合分析，以掌握图纸的关系。
3.3 单元分析法
多个单元的运转组合而成一套完整电气设备，每个单元运行特定的功能。电气设备一旦发生了故障，则表示其中一个单元功能已丢失。在对电气设备进行故障排除时，设备的功能应分为几个特定的??单元，以便在较短的时间内准确确定故障的位置。
4 变压器振动故障分析
4.1 振动信号诊断法
当电力变压器的铁芯产生移位，松动和变形等故障时，变压器不再是正常振动信号的状态。而出现高频成分，不同振动程度的铁心位移、松动和变形与高频的变化成正比。当变压器磁芯改变时，信号的能量分布相应地改变。
4.2 变压器振动故障诊断方法的应用
基于对振动信号故障诊断方法，若对时域信号频谱进行分析，明显看出各分量幅值出现明显变化，因此判断变压器是否出现故障，通过进行测试确定其损坏程度。
5 结论
在这个阶段，电气设备在线监测的应用研究仍然缺乏实践经验。许多监测系统还不够完善，需要继续优化改进，建立相应的检测标准体系，进行实践和应用研究。通过总结状态监测和故障诊断分析方法，实现电厂电气设备的状态维护，提高设备运行的安全性和可靠性具有重要意义。受限于状态监测的准确性，电气设备故障在实际诊断过程中，还有赖于丰富的运行检修管理经验。因此在总结了前人的经验，同时遵守规定原则的条件下诊断维修，才能提高进行电气设备故障诊断时的效率，保障电气故障诊断的质量。保证电气设备的稳定运转。
参考文献：
[1]田丹.发电厂电气设备状态监测和故障诊断[J].黑龙江科学，2017，8（12）：56-57.
[2]樊长飞，李芳，孙蕾.电气设备故障诊断技术[J].山东工业技术，2017（03）：5.
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