电气设备状态监测与故障诊断技术
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电力设备的在线监测与故障诊断
加拿大BravTech 铂睿克
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱，单一传感器
空气做载气（部分型号）
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术（PAS）
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器， b 感应线圈，c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题：绝缘、供电 方法：无线（射频、红外）、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压（Transient Earth Voltages，TEV） 声发射（AE）
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位，出现局部缺陷时，将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号，不能分离不同种类的信号，从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
b
1
)
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2
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d
1
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱，单一传感器
空气做载气（部分型号）
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术（PAS）
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器， b 感应线圈，c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题：绝缘、供电 方法：无线（射频、红外）、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压（Transient Earth Voltages，TEV） 声发射（AE）
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位，出现局部缺陷时，将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号，不能分离不同种类的信号，从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来
(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断
(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目：电气设备在线监测与故障诊断学习中心：层次：专科起点本科专业：年级: 年春/秋季学号：学生:指导教师：完成日期：年月日内容摘要文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。
关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1。
1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究和发展动态 (1)1。
2。
1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1)1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (1)1。
3 本文的主要内容 (2)2 电气设备的在线监测 (4)2.1 概述 (4)2。
2 高压断路器的在线监测 (4)2.3 变压器的在线监测 (4)2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (4)2。
5 电容型设备的在线监测 (5)3 电气设备的故障诊断 (6)3。
1 系统的基本框架 (6)3.2 故障诊断方法 (6)3.3 远程故障诊断系统 (7)4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8)4.1 在线监测装置的稳定性 (8)4。
2 在线监测与诊断系统的标准化 (8)4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 绪论1。
1 课题的背景及意义近年来,国内外电网大面积停电事故时有发生,原因大多与电网设备存在问题和电网运行问题有关。
为防止电气设备自身故障导致电网事故采用在线监测与故障诊断技术来对电气设备运行状态进行监测和诊断，已成为发展方向,并引起各方面的重视。
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1预防性试验的缺乏之处〔P4〕答：1、需停电进展试验，而不少重要电力设备，轻易不能停顿运行。
2、停电后设备状态〔如作用电压、温度等〕与运行中不符，影响推断准确度。
3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。
4、由于是定期检查和修理，设备状态即使良好时，按打算也需进展试验和修理，造成人力物力铺张，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度修理。
2状态修理的原理〔P4〕答：绝缘的劣化、缺陷的进展虽然具有统计性，进展的速度也有快慢，但大多具有肯定的发展期。
在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。
随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的进展，可以对电力设备进展在线状态监测，准时取得各种即使是很微弱的信息。
对这些信息进展处理和综合分析，依据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的牢靠性随似乎做出推断并对绝缘的剩余寿命做出推测，从而能早期觉察埋伏的故障，必要时可供给预警或规定的操作。
3老化的定义〔P12〕答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素〔如电场、热、机械应力、环境因素等〕的作用，内部将发生简单的化学、物理变化，会导致性能渐渐劣化，这种现象称为老化。
4电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。
5热老化的定义〔P12〕答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。
6 什么是8℃规章?〔P13〕答：依据 V.M.Montsinger 提出的绝缘寿命与温度间的阅历关系式可知，lnL 和 t 呈线性关系，并且温度每上升 8℃，绝缘寿命大约削减一半，此即所谓8℃规章。
7在弱电场和强电场的作用下，设备绝缘的电气特性有哪些？答：〔1〕在强电场〔外施场强大于该介质的击穿强度〕下，将消灭放电、闪络、击穿等现象，这在气体中表现最为明显。
设备状态监测和设备故障诊断技术
设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。
机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。
具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。
主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。
其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。
如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。
诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。
1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。
2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。
设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。
它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。
第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。
电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析
电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析一、概述随着电力工业的快速发展，电力系统设备的安全稳定运行对于保障社会经济的持续发展和人民生活的正常进行具有至关重要的意义。
由于设备老化、运行环境恶劣以及人为操作失误等多种因素的影响，电力系统设备在运行过程中难免会出现各种故障。
对电力系统设备进行状态监测与故障诊断技术的研究与应用，成为了确保电力系统安全稳定运行的关键环节。
状态监测技术是指通过实时采集设备运行状态信息，对设备的健康状况进行实时监测和评估的技术。
该技术能够及时发现设备的异常状态，为故障诊断提供有力的数据支持。
而故障诊断技术则是根据状态监测所获得的数据，结合设备的结构特点、工作原理以及运行环境等因素，对设备故障进行准确判断和定位的技术。
通过故障诊断，可以确定故障的原因、程度和范围，为后续的维修和更换工作提供指导。
近年来，随着传感器技术、信号处理技术和人工智能技术的不断发展，电力系统设备状态监测与故障诊断技术也取得了显著的进步。
各种新型传感器和监测设备的出现，使得状态信息的获取更加准确和全面信号处理技术的发展，使得对监测数据的分析和处理更加高效和精确而人工智能技术的应用，则为故障诊断提供了更加智能和自动化的方法。
尽管取得了这些进展，但电力系统设备状态监测与故障诊断技术仍面临着一些挑战和问题。
例如，对于复杂设备和系统的监测与诊断，需要更加深入的理论研究和更加完善的技术体系同时，还需要解决在实际应用过程中可能出现的误报、漏报等问题，提高监测与诊断的准确性和可靠性。
本文旨在对电力系统设备状态监测与故障诊断技术进行深入的分析和研究，探讨其在实际应用中的优势和不足，并提出相应的改进和发展方向。
通过对该技术的深入研究和应用推广，有望为电力系统设备的安全稳定运行提供更加坚实的技术保障。
1. 电力系统设备状态监测与故障诊断的重要性在电力系统中，设备状态监测与故障诊断技术的应用具有极其重要的意义。
这一技术能够确保电力系统的稳定运行。
浅析电气设备状态监测与故障诊断技术
包括， 实时诊断、 定时诊断、 在线诊断、 离线诊断、 直接诊断、 简介诊断 的设备标准。实行 自动化和科学化设备管理， 是保障电力设备安全经 等等， 把这些方法有机的结合起来全面诊断电气设备。对电气设备进 济运行的有力措施， 应大力推广。 然而 ， 该技术毕竟为新兴的多学科高 行状态监测是指检测并获取电气设备的状态信息 ， 分析这些信息． 以找 新技术， 其发展和实施还存在许多困难 ， 距离替代预防性定期检修还 所以， 既要积极开发 、 推广这—技术， 也要客观对待 ， 避免 到那些能反映设备状态特征的信 息。从而获知在运设备的健康状况 ， 有较长历程。 在使用过程中， 要不断总结经验 ， 完善系统 ， 使该技术为电力生 识别设备即将 出现的缺陷 ， 并预测检修时间， 减 曼 备损坏。 电力系统 盲从 ， 电气设备状态在线监测与故障诊断技术的最大优点在意 的重要电气设备 ， 如变压器 、 发电机、 高压断路器等是状态监测 的重要 产安全服务。 根据大量的数据和经验分析 ， 判断电气设备健康 对象 。状态监测的原理就是利用传感器获得反映设备状态的参量， 以 设备在正常情况下 ，
一
以往变压器的运行经验， 除对其重 项 目进行监’ 坝 ０ 并根据监测结果进
行维修外 ， 日常监测维修的重点包括处于频繁操作状态的有载调压开 关和连续运转 的风机。对于某些变压器 ， 每ｌ Ｏ 一 １ ３年大修时进行一次 吊铣 检查 ， 着重检查绕组形变现象 。运行正常的变压器可以填写状 态评估卡， 经综合诊断分析 ， 确认变压器无 问题 ， 可酣 隋延长大修周 期。 ‘ 时间发现设备的异常 ， 及时的消除隐患 ， 确保电气设备运行的可靠 性 。随着我国对于电力供应的依赖 ｌ 生 的增大 ， 对于电力系统的稳定 陛 ３ 电气设 备故 障诊断 技术应 用 时注意 的 问题 和可靠性的要求也越来越高 ， 一旦出现大面积的供电事故势必会给社 以往经验来看 ，要由从停电之后对电气设备状态进行诊断与维 会生产乃至人们的日常生活都带来巨大的影响。 作为电力系统 中重要 修过渡到不停电对电气设备进行诊断、 评估 ， 对剩余寿命的判断给出 组成部分的电气设备的运行 隋况对于整个系统的安全 『 生 和稳定性都 维修方案 ， 这是—个重大的技术变革 ， 它需要大量的技术支持 ， 引进先 有直接的影响， 这就要求做好 电气设备的检查和维护工作 ， 对其工作 进技术根据我国自身条件 ， 进行长时间的实践工作和经验 ， 总结出以 状态进行相应 的监测 ， 发现故 障要在第一时间解决 ， 从而防止故 障扩 预防为主的技术流程。 电力设备的计划检修制度及方法一般都是通过 条例得以体现的。而实施状态检修首先在剖析现行各专业 大化而造成的严重后果。 建立监测与诊断综合系统有利于及时发现故 相关规程 、 障隐患 ， 避免突发事故 ， 还可使设备 从计划检修过渡到状态检修 ， 有 巨 规程 的基础上 ， 结合设备现状制定出—个可靠、 有效、 客观的指导 陛文 大的经济效益和社会效益， 也是当前国内外都十分重视并努力推广的 件。如对专业规程规定的技术条件、 标准、 工艺等原则上要执行 ， 而对 周期规定” 要逐步改革 ， 并对检修内容及方法进行改进 ， 检修方式。 因此不断切合实际的开发与研究电气设备状态在线监测及 设备检修的“ 故障诊断技术逐步完善其功能，把它作为电力供应的第一道防火墙。 电气设 备状态 的故障诊断与电气 在线诊断不同。 电气设备故 障睑测主要依据某时间段在线监测特征量和前面监测的结果进行 比 较， 在同以监测数据与运行经验进行分析 ， 合理判断故障原 因、 类型、 对事故责任的追究亦作相应客观而合理的改变 ， 使之有利于状态检修 的试行和逐步发展 ， 并在实践中积累经验 ， 完善制度 。 要发展电气设备 状态在线监测与故障诊断技术 ， 就必须建立标准产品型号和信息管理 系统， 采用标准的现场总线技术和数据管理系统 ， 各厂商相互借鉴学 达到可以通过不 同厂商更换其任意部分设备， 不 同厂商 程度等原因， 做出相应 的维修方案及方法。电气设备由于在运行中受 习统一标准 ， 生、 互换ｌ 生、 扩展陛等， 降低维修制约性和依 到各种因素的影响 ， 例如电、 热、 机械等。 导致设备的运行状态不稳定， 不同产品具有一定的开发 Ｉ 甚至出现故障 ， 造成巨大的经济损失和社会影响。状态监测与故障诊 靠性 ， 减少维修成本和人员 ， 以便用户及时抢修维护 电气监测设备。 电 断技术应用现代分析、 电子和计算机等技术 ， 早期并且连续的监测设 气设备监测电磁兼容陛， 防止电磁干扰问题一直是阻碍电气设备状态 与故障诊断技术发展的重要原因， 生产厂茬 蹁 这一问题不断 备的潜伏性故障 ， 并综合分析这些故障 ， 以此来预测设备可能发生的 在线 则 的进行研究探索， 就现在的技术来看 ， 在线监测主要 以软硬件相结合 ， 故障， 实现预知和有效的维修 ， 能大大提高电气设备运行的安全 ｌ 生。
电气设备在线监测与故障诊断技术综述
电气设备在线监测与故障诊断技术综述周远超摘㊀要:随着经济的发展ꎬ国内电量需求日益加大ꎬ电网超负荷运转ꎬ再加上电网设备自身存在一些故障ꎬ导致国内电网大面积停电的事故时有发生ꎮ文章在阐述电气设备状态监测及诊断相关概念的基础上ꎬ分析电气设备状态监测与故障诊断系统的组成及相应功能ꎬ总结并提出了目前常用的在线监测与故障诊断技术存在的问题及解决办法ꎮ关键词:电气设备ꎻ在线监测ꎻ故障诊断一㊁电气设备在线监测与故障诊断的定义与实现(一)电气设备在线监测与故障诊断的定义１.在线监测在线监测是在电气设备正常运行的前提下ꎬ利用传感技术㊁计算机技术和光电技术对电气设备状态进行连续㊁自动的监测方法ꎮ为防止产品质量问题对电气设备运行可靠性造成不利影响ꎬ采用在线监测技术ꎬ对电气设备的运行状态进行实时监测ꎬ及时发现隐患ꎮ２.故障诊断故障诊断主要是对电气设备的在线实时监测数据进行比较分析ꎬ给出设备的故障点㊁故障类型和故障发展趋势ꎬ提出有效的维修策略ꎬ以保证设备安全稳定运行ꎬ减少电气设备故障造成的不利影响ꎮ(二)电气设备在线监测与故障诊断的实现一般来说ꎬ电气设备的在线监测和故障诊断过程可分为运行信号检测㊁信号特征提取㊁运行状态识别和故障诊断结果ꎮ运行信号检测:根据对电气设备的监测和监测目的ꎬ选择相应的不同传感器ꎬ对电气设备的运行信号进行监测ꎬ将模拟信号同声传译为数字信号ꎮ信号特征提取:保留或增加信号中有用的部分ꎬ提取一些与电气设备故障有关的信号ꎬ便于后续故障诊断ꎮ二㊁制约电气设备状态在线监测与故障诊断技术的问题根据以往的经验ꎬ从停电后电气设备的诊断和维护过渡到电气设备的诊断和评估ꎬ确定电气设备的剩余寿命ꎬ并提供维修计划ꎬ是一项重大的技术变革ꎮ它需要大量的技术支持ꎮ根据我国国情ꎬ引进先进技术ꎬ开展长期的实践工作和经验ꎬ总结了防治的技术流程ꎮ电气设备的在线监测与故障诊断技术是实现无停电检修的基本和必要条件ꎮ因此ꎬ要发展电气设备在线监测与故障诊断技术ꎬ必须解决运行中存在的问题ꎮ(一)在线监测设备稳定性在线监测设备的稳定性是电气设备在线监测与故障诊断技术广泛应用的基础和必要条件ꎮ电气设备监测元件老化㊁电气设备状态在线监测和故障诊断设备中使用的元器件种类繁多ꎬ而电子元器件在恶劣的环境条件下ꎬ经受住电网电压㊁短路等正常故障的考验ꎬ很容易损坏ꎮ对于温度变化范围大㊁工作环境恶劣的电器元件ꎬ也要求其工作温度和稳定性要求较高ꎮ但是ꎬ如果后台工控机的质量不能得到保证ꎬ很容易受到负载的冲击ꎬ导致主板㊁控制器等元器件损坏ꎬ导致频繁的死机ꎮ监测电气设备的电磁兼容性和防止电磁干扰一直是阻碍电气设备在线监测与故障诊断技术发展的重要原因ꎮ制造商一直在不断地研究和探索这个问题ꎮ从现有技术来看ꎬ在线监测主要是软硬件结合ꎬ软件是电气设备在线监测的主导因素ꎬ但在强电磁场干扰下ꎬ监测信号的提取非常困难ꎮ虽然已经取得了一流的进展ꎬ但在实际运行过程中ꎬ不同变电站的干扰是不同的ꎬ需要具体分析才能得到在线监测结果ꎮ因此ꎬ有必要在积累大量经验的基础上ꎬ根据不同的工作环境定制相应的设备标准ꎮ电气设备的现场维护监测ꎬ由于电气设备的在线监测设备长期工作在复杂的环境中ꎬ受多种因素的影响ꎮ电子元器件的老化速度和灵敏度下降很快ꎬ导致采集的数据存在一定的误差ꎬ需要定期更换和维修ꎮ这就要求生产厂家对电气设备进行在线监测ꎬ给出准确的设备维护和更换时间ꎮ电力监控不仅可以对这些设备进行归档ꎬ建立信息ꎬ以便及时更换和维护以及相应的维修队伍ꎬ并增设专职岗位负责ꎮ(二)实行电气设备状态在线监测与故障诊断系统标准化电气设备在线监测与故障诊断技术尚处于起步阶段ꎮ相关软件和技术还不成熟ꎬ软件有待开发和完善ꎮ而且ꎬ互相交流是不现实的ꎮ电气设备在线监测与故障诊断技术的标准化在短期内是不可能建立的ꎮ为了发展电气设备在线监测和故障诊断技术ꎬ必须建立标准的产品模型和信息管理系统ꎬ采用标准的现场总线技术和数据管理系统ꎬ相互借鉴ꎬ统一标准ꎬ使设备的任何一部分都可以由不同的厂家更换ꎬ不同厂家的不同产品具有一定的可开发性㊁互换性和可扩展性ꎬ减少维修的制约性和依赖性ꎬ降低维修成本和人员ꎬ以便用户及时维修和维护电气监控设备ꎮ(三)电气设备剩余寿命的精确预测电气设备在线监测与故障诊断技术的最大优点是根据大量的数据和实证分析来判断电气设备在正常情况下的使用寿命ꎮ在电气设备正常运行的情况下ꎬ故障主要分为初次安装调试一年左右暴露的故障ꎬ在稳定期为５~１０年期间ꎬ定期检查主要是为了延长电气监控设备的使用寿命ꎻ在劣化期从１０年开始到２０年ꎬ根据实际情况逐步增加定期检查的频率ꎬ根据大量监测数据判断电气设备的剩余寿命ꎻ主要采用２０年以上的风险期ꎬ要持续监测ꎬ准确预测剩余寿命ꎬ制订更换和维护计划ꎮ三㊁结束语随着电力设备状态检修策略的全面推广和智能电网的加速发展ꎬ状态监测与故障诊断技术将得到广泛应用ꎮ电气设备状态监测系统和诊断结果的准确性将直接影响状态检修策略的有效实施ꎮ因此ꎬ电力系统状态监测应与前沿技术成果紧密结合ꎬ创新开发智能化㊁系统化的信息诊断专家应用系统ꎬ提高电气设备运行的可靠性ꎬ优化设备状态检修策略ꎮ参考文献:[１]钟连宏ꎬ梁异先.智能变电站技术应用[Ｍ].北京:北京出版社ꎬ２０１９.[２]王波ꎬ陆承宇.数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１９(３７).作者简介:周远超ꎬ男ꎬ山东省青岛市ꎬ研究方向:电气方向ꎮ２２２。
电气设备设施管理“三三二五制”规定与监测、检测、故障诊断及技术评估方法
电气管理“三三二五制”规定与监测、检测、故障诊断及技术评估方法一、电气管理“三三二五制”的规定：（一）、认真执行三图、三票、三定、五规程、五记录制度：1、“三图”指一次系统图、二次回路图、电缆走向图。
2、“三票”指工作票、操作票、临时用电票。
3、“三定”指定期检修、定期清扫、定期试验。
4、“五规程”是指检修规程、试验规程、运行规程、安全规程、事故处理规程。
5、“五记录”指检修记录、试验记录、运行记录、事故记录、设备缺陷记录。
6、各单位电气一次系统图、二次原理图、电缆走向图应是完整的竣工图纸，必须与现场实际相吻合，并绘制电子版以便及时修改。
7、6KV及以上等级的变电所必须健全模拟图，电气设备运行及维护部门必须有各系统完整的二次接线图，图纸要与实际完全相符。
8、二次系统的改接以及保护连锁的摘除与恢复必须经由单位主管电气的经理审核批准后方可进行。
电气设备运行及维护部门必须有完整的电缆走向图。
9、电气作业要严格执行工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结恢复送电制度，“三票”（《第一种工作票》、《第二种工作票》、《变电站（所）倒闸操作票》、《临时用电作业许可证》）的填写内容要依据《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分）等要求进行规范填写，内容准确、字迹清晰、工整，严禁有任何涂改。
10、签名处要由相关人员亲笔填写，不得代笔。
11、“三票”的保存时间为一年。
（二）、工作票规定：1、工作票是允许在电气设备上从事作业的书面命令，工作票制度是保证工作人员人身和设备安全的具体组织措施。
2、公司电气工作人员及在公司各单位（场所）进行施工作业的外来施工人员必须遵照《电业安全工作规程》的规定严格执行，严禁不使用工作票在电气设备上工作。
3、工作票的签发必须由符合资格的车间专责技术工程师或车间主任完成，不得由他人代签。
4、工作票中地线的封拆要严格按照《电业安全工作规程》的规定执行，坚决杜绝带地线分合刀闸或带电封地线等恶性事故发生。
电气设备状态监测与故障诊断word版本
电气设备状态监测与故障诊断1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
电力系统设备状态监测与故障诊断技术
电力系统设备状态监测与故障诊断技术摘要：一直以来，电力系统在维持供电稳定性、电气设备安全运行、促进社会经济进步方面发挥了不小作用。
因此，电力系统现已成为电力企业重要研究课题，尤其是设备状态检测与故障诊断技术研究，是保证系统顺利稳定运行的基础保障。
因此，研究电力系统设备状态监测和故障诊断技术成为当务之急。
关键词：电力系统；设备状态检测；故障诊断技术目前，电力设备故障监测已经成为状态监测与诊断的主要形式，工作人员经过故障特点诊断展开状态检测，判断故障位置继而展开故障维修。
设备状态检测结合设备故障特征信号展开检修，故障诊断技术是一种新型技术，其原理为：将搜集的状态检测信息作为核心。
鉴于此，文章就电力系统设备状态检测与故障诊断技术展开分析。
一、电力系统设备状态监测与故障诊断技术电力系统设备状态监测是通过传感器与有关测量技术搜集信息，根据搜集的信息判断系统运行有无异常隐患或故障。
故障诊断则是经过状态监测搜集系统设备状态、参数，利用技术方法对搜集的数据科学诊断，制定维修方案。
相对于发达国家，我国电力系统设备状态监测起步较晚，传感器技术发展落后，但发展快速，现已在国外得到了推广应用，达到了自动化维修。
电力系统设备状态监测应用传感器有效节约了人力物力投入、降低故障发生率与维修频率，企业实现了经济效益最大化。
现阶段，很多电力企业都应用在线监测技术，其监测技术与管理效果显著。
尤其是进口传感器的引进，与计算机技术融合生成了大范围状态监测系统，进一步提高了应用效果。
但是，现阶段状态监测技术并未实现全范围覆盖，企业未能完全接受。
第一，很多企业对状态监测技术缺少认识，仍然延续传统检修方法，使得设备运行和检修难以匹配，状态监测无法发挥有效作用。
第二，尽管企业应用了状态监测检修，但是技术人员专业水平较低，难以适应新技术造成资源浪费。
二、电力系统设备状态监测核心技术首先，信号搜集。
现阶段，不少企业引进了在线检测系统进行电力设备检测与诊断，分析设备运行状况并预估设备运转。
设备状态监测与故障诊断
5 设备状态监测与故障诊断所谓“状态监测与故障诊断”，就是对运行中的设备实施定期或连续监测、有关参数分析、有效地对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析，读取相应的自诊断状态报告，以便尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。
设备状态监测和故障诊断技术也称为预测维修技术，是新兴的一门包含很多新科技的多学科性综合技术。
简单地说就是通过一些技术手段，对设备的振动、噪声、电流、温度、油质等进行监测和技术分析，掌握设备的运行状态，判断设备未来的发展趋势，诊断故障发生的部位、故障的原因，进而具体指导维修工作。
传统的耳听、手摸等也可以算是其中的一种比较简单的手段。
5.1 设备故障的规律设备故障是一个非常广义的概念。
简单地说，设备故障就是设备系统或其中的元件／部件丧失了规定的功能或精度。
与故障意义相近的还有“失效”的概念，失效通常指的是不可修复的对象；故障指的是可以修复的对象。
早期故障：这种故障的产生可能是设计、加工或材料上的缺陷，在设备投入运行初期暴露出来。
或者是有些零部件如齿轮箱中的齿轮及其他摩擦副需经过一段时期“跑合” , 使工作情况逐渐改善。
这种早期故障经过暴露、处理、完善后，故障率开始下降。
使用期故障：这是产品有效寿命期内发生的故障，这种故障是由于载荷（外因，指运行条件等）和系统特性（内因，指零部件故障、结构损伤等）无法预知的偶然因素引起的。
设备大部分时间处于这种工作状态。
这时的故障率基本上是恒定的。
对这个时期的故障进行监测与诊断具有重要意义。
后期故障（耗散期故障）：它往往发生在设备的后期，由于设备长期使用，甚至超过设备的使用寿命后，设备的零部件由于逐渐磨损、疲劳、老化等原因使系统功能退化，最后可能导致系统发生突发性的、危险性的、全局性的故障。
这期间设备故障率是上升趋势，通过监测、诊断，发现失效零部件应及时更换，以避免发生事故。
设备故障的规律可分为以下六种模式。
电气设备状态监测与故障诊断技术
电气设备状态监测与故障诊断技术1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术
浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术林仕斌（佛山市凯利德安全技术咨询有限公司，广东佛山528000）摘要：简要阐述了电气系统设备的状态监测与故障诊断技术的概念，从信号采集、数据传输以及机械特性在线监测方面，分析了状态监测的关键技术，从选取故障信号特征量、选择合适的故障诊断方法方面，研究了故障诊断的关键技术。
关键词：电气系统；设备状态监测；故障诊断技术0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。
电力系统中的设备状态监测与故障诊断
电力系统中的设备状态监测与故障诊断电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为工业、商业和居民提供了稳定可靠的电力供应。
然而，与电力系统的规模不断扩大和负荷不断增加相比，设备故障和事故的发生频率也在逐渐上升。
因此，电力系统中的设备状态监测与故障诊断显得尤为重要。
设备状态监测是通过对电力系统中的设备进行实时监测和数据采集来了解设备的工作状态和运行特征，以及预测设备的健康状况。
它可以帮助电力系统运维人员及时发现设备故障、预测设备失效，从而采取相应的维修措施，避免设备故障给电网运行带来的不良影响。
一种常见的设备状态监测方法是利用传感器对电力系统中的设备进行连续监测。
这些传感器可以监测设备的温度、振动、声音、电流和电压等参数，将采集到的数据实时传输到监控中心或云平台上进行处理和分析。
通过对这些数据进行挖掘和诊断，可以及时发现设备运行异常和潜在故障的蛛丝马迹。
另一种设备状态监测方法是利用无人机技术进行设备巡检。
无人机可以搭载各种传感器和摄像设备，通过飞行巡检电力系统中的设备，实时采集设备的图像、视频和数据等信息。
这些数据可以帮助运维人员发现设备的损坏、腐蚀、松动等异常情况，及时进行维护和修复，避免设备故障的发生。
除了设备状态监测外，故障诊断是电力系统中的另一个重要环节。
故障诊断是通过对设备故障的原因和特征进行分析和判断，找出故障根源，制定合理的维修方案。
常见的故障诊断方法包括传统的经验法和基于人工智能的智能诊断法。
传统的经验法是依靠运维人员多年的经验和知识来判断设备故障的原因和位置。
这种方法具有经济、便捷的特点，但也存在主观性强、缺乏准确性和可靠性的问题。
随着人工智能技术的快速发展，基于人工智能的智能诊断法逐渐引起了人们的关注。
基于人工智能的智能诊断法利用机器学习、数据挖掘和模式识别等技术，从大量的历史数据中学习和提取设备故障的模式和规律。
通过与实时监测数据进行比对和分析，可以及时判断设备是否存在故障，以及故障的类型和位置。
设备状态检测与故障诊断
设备状态检测与故障诊断
• 设备状态监测的对象一般以重点设备为主。 目前，设备状态监测方法主要有两种：
•(1)由维修人员凭感官和普通测量仪，对设备的技 术状态进行检查、判断，这是目前在 机械设备监 测中最普遍采用的一种简易监测方法。 (2)利用各种监测仪器，对整体设备或其关键部位 进行定期、间断或连续监测，以获得技术状态的 图像、参数等确切信息，这是一种能精确测定劣 化和故障信息的方法。
设备状态检测与故障诊 断
2020/12/8
设备状态检测与故障诊断
一、设备状态监测与诊断技术
的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的 仪器工具，按照规定的监测点进行间断 或连续的监测，掌握设备运行所处于的 状态，有压力、流量、温度、振动与噪 声等等。所谓的设备诊断技术，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下，根 据设备的运行技术状态，判断故障的部 位和原因，并预测设备今后的技术状态 变化。
a、 生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在 线监测系统、连续检测（投入费用较大）
b、 重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简 易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投 入费用是可以接受的）
c、 一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来 进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易 掌握，便于普及。
设备状态检测与故障诊断
B： “定人”
设备状态检测，一般都采用离线数据采集 器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决 于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比 较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与 被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得 到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的 可信度，数据检测应该由“专人”负责，即 “定人”。
• 设备状态监测的对象一般以重点设备为主。 目前，设备状态监测方法主要有两种：
•(1)由维修人员凭感官和普通测量仪，对设备的技 术状态进行检查、判断，这是目前在 机械设备监 测中最普遍采用的一种简易监测方法。 (2)利用各种监测仪器，对整体设备或其关键部位 进行定期、间断或连续监测，以获得技术状态的 图像、参数等确切信息，这是一种能精确测定劣 化和故障信息的方法。
设备状态检测与故障诊 断
2020/12/8
设备状态检测与故障诊断
一、设备状态监测与诊断技术
的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的 仪器工具，按照规定的监测点进行间断 或连续的监测，掌握设备运行所处于的 状态，有压力、流量、温度、振动与噪 声等等。所谓的设备诊断技术，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下，根 据设备的运行技术状态，判断故障的部 位和原因，并预测设备今后的技术状态 变化。
a、 生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在 线监测系统、连续检测（投入费用较大）
b、 重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简 易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投 入费用是可以接受的）
c、 一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来 进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易 掌握，便于普及。
设备状态检测与故障诊断
B： “定人”
设备状态检测，一般都采用离线数据采集 器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决 于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比 较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与 被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得 到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的 可信度，数据检测应该由“专人”负责，即 “定人”。
电气设备的状态监测与故障诊断
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科 黑江— 技信总 — 龙— —
科 技论 坛 ｌ ｌ ｌ
马 晓 伟 卜令 勇 丁 宏 学
电气设 的状态监测 与故 障诊 断
（ 黑龙江建龙钢铁 有限公司， 黑龙江 双鸭山 １５ ０ ） ５ １０
摘 要 ： 文主要就 目 电器设备 的状 态监测及故障诊 断技术做一分析 阐述。 本 前 关键词 ： 电器设备 ； 态监测 ； 状 故障诊 断 状态监测是通过各种测量、检测和分析方 法， 结合 系统运行 的历史和现状 ， 对设备 的运行 状态进行评估 ，以便了解和掌握设备 的运行状 况。 并且对设备状态进行显示和记录 ， 对异常情 况进行处理 ， 并为设备的故障分析、 能评估提 性 供基础数据。 １ 高压断路器的状态监测 １ 断路器合、 闸线圈电流的监测 ． １ 分 高压断路器一般都以电磁铁作为操作 的第 级控制元件 ， 操动机构中使用的绝大部分是直 流电磁铁。当线圈中通过电流时 ， 电磁铁 内产 在 生磁通 ， 动铁心受磁力吸引 ， 断路器分ｌ 使 戈合 闸， 从能量角度看 ， 电磁铁的作用是把来 自电源 的电能转化为磁能 ， 并通 过动铁心 的动作 ， 再转 换成机械功输出。合 、 分闸线圈的电流中含有可 作为诊断机械故障用 的丰富信息 ， 以选用补偿 可 式霍尔电流传感器监测电流信号。 对线圈电流的 监测主要是提取事件发生的相对时刻 ， 根据时间 间隔来判断故障征兆 ， 于诊断拒动 、 对 误动故障 有效。 １ 断路器行程、 ． ２ 速度的监测 位移量采集是靠光电式行程传感器来实现 的。其工作原理如下 ： 把旋转光栅安装在断路器 操动机构的主轴上 ， 利用光栅和光 电断续器的相 对运动 ， 经光电转换， 将速度行程信号转换 为电
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直接监测 ： 应用压力传感器 ， 通过测量合闸 其在线监测过程 ， 是将变压器本体油经循环管路 弹簧压力值的大小 ， 判断弹簧压缩状态。这种方 循环并进入脱气装置 ，经脱气装置进入分析仪 ， 法需要在机构上安装压力传感器。 在经数 据处理打印出可燃气体等的谱图及含量 间接监测 ： 应用电流传感器 ， 通过测量储能 值 ， 主要根据变压器油中溶解气体 甲烷、 乙烷、 乙 电动机的工作电流变换及工作时间， 监测合闸弹 块等 ， 反映出变压器内部是放电故障还是过热故 簧的状态 ， 通过分析电流波形得到 电流特征参数 障 。 ２２ ．局部放电的监测 的变化 ， 从而反映弹簧状态的变化 。 １ ． ６真空度的检测 变压器绝缘内部若存在如气泡或局部电场 现有对 真空度测定 的方法主要有 ： 观察法 ， 增强等缺陷， 中这些局部区域内可能发生放 运行 但导体间绝缘并未发生贯穿性击穿 ， 为局 称 仅仅用 于对玻璃外壳的真空灭弧室适应 。 并且只 电， 能作为经验判断 ， 参考使用 ； 交流耐压法 ， 在分闸 部放电 ， 局部放电本身是绝缘老化的原 因。设备 状态下 的真空断路器的触头间施加交流 电压 ， 根 发生击穿事故前 ， 往往以局部放电为其先兆。其 据电压施力 口过程中相关参数的变化来判定真 监测主要采用： 安装在接地线与套管末屏引下线 安装 空度 ， 但这种方法只能为真空灭弧室的真空状况 上的电流传感器提取放 电的脉 冲电流信号 ； 提供—个相 略的判定 ， 不能判断真空度 的变化趋 在外壳上 的 超声传感器提取局部放电的声信号 。 势， 只是 一个定性的判断方法 ， 有时和实际结果 声 、 电信号经过数据采集单元实现数字化测量并 并不一致； 火花计法， 这种方法也仅适用于玻璃 送人计算机进行数据处理与存储。 为了抑制电磁 管真空灭弧室 ， 使用时， 让火花探漏仪在灭弧室 于扰 ，采用了包括数字滤波技术在 内的各种干 表面移动， 根据高频电场作用下不同的发光情况 扰。 来判 断 真 空度 。 ３电缆的状态监测 ３１ 流叠 加法 ．直 １ ． ７动态 电 阻的 监测 般的 Ｓ ６断路器有 主触头和弧触 头 ， Ｆ 灭 借助电抗器将直流电压在线叠加于电缆绝 弧主要靠弧触头， 断路器在闭合状态时 ， 测得的 缘 ， 即直流电源经电抗器连接于三相导线 ， 由 并 通 回路 电阻主要时主触头接触 电阻和弧触头接触 并联电容来免除交流高压对直流电源的影响 ， 电阻的并联值 ， 一般情况下 ， 主触头接触电阻 比 过测量流过绝缘的直流电流进行诊断。 于 电缆 由 信号。 经数据处理后可得断路器操作过程中的行 弧触头接触电阻小的多 ， 以所测回路电阻无法 绝缘处于交流高压的作用下 ， 所 尽管所加直流电压 程和速度 随时间的变化关 系。 据此可计算出以下 反映弧触头的烧损情况 。 不高， 仍能真实反映绝缘的实际情况。 在分闸过程 中， 主触 头矢分离 ， 开断电流转 ３２ ．介质损耗因￣（ｎ ８避 ｔ ａ 参数 ：动触头行 程，超行程 ，刚分后及 刚分前 ｌｒｓ ｏ 内平均值等。通过触头的时间一行程信号 移到弧触头上 ， ｅ 弧触头问先出现 电弧 ， 借助灭弧 将加于电缆的电压（ 电压互感器） 通过 及流过 可以提取触头运动过程中各个事件发生 的时刻 ， 装置使 电弧熄灭。如果弧触头严重烧损 ， 在分断 绝缘的工频电流（ 通过电流互感器） 信号取出， 再 根据事件时间来诊断故障。 过程中先于主触头分离 ， 则灭弧装置不能发挥作 通 过数 字化 测 量装 置 测 出 电缆绝 缘 的 ｔｎ８。根 ａ １ 开断电流累计监测 ． ３ 用， 这样会导致断路器烧损 。从主触头分离到弧 据资料分析 ，当 ｔ ａ ８＞ ％时 ， ｎ １ 绝缘可判为不 在分闸过程中 ，由高压电流互感器和二次 触头分离这段时间称为有效接触时间 ， 其行程称 良。 由此法所得信息反映的是绝缘缺陷的平均程 电流传感器测量高压开关的主电流波形 ， 通过测 为有效接触行程。 只有保证弧触头有足够有效接 度 。 通过检测 ３３ ＿复合判断法 量触头每次开断 电流 ， 经过数据处理得到该次开 触行程和时间才能使断路器顺利灭弧。 断电流的有效值 ， 然后根据下式计算 ： 断路器动作过程 中的回路 电阻变化曲线可以不 由于绝缘状态与其特性参数间的统计分散 仅用一种方法来诊断绝缘 ， 会有漏判 和虚警 用拆开断路器就能得到弧触头的有效接触时间， 性， Ｑ ∑ ＝ｍ－Ｉ 这种检测方法称为动态回路检测， 测得的电阻称 的可能。采用几种方法， 互相配合进行复合诊断 其中 ： ｎ为开断 的次数 ； ｎ为该 次开断电 为动态 回路电阻 ， Ｉ ｂ 用以区别通常的在断路器闭合 可提高诊断的正确性。资料表明， 采用包含直流 流 的有 效 值 ； 开 断 电 流 指 数 ； ａ为 Ｑ为 开 断 电 流 时测得的回路电阻， 后者称为静态回路 电阻。 叠加法以及 ｔ ８的复合诊断 ，对不 良电缆诊 ａ ｎ 的加权 累计值。 Ｑ值超过闭值时， Ｑ 当 当 值超过 １ 机械振动信号的监测 － ８ 断准确率高达 １０ ０ ％。根据测量装置的难易程度 机械振动信号是一个丰富的信息载体 ， 包含 现场 的干扰情况 ，采 用包含直流叠加及 ｔ ８ ａ ｎ 阈值时， 则表明应该检修、 更换 ， 从而间接的反映 触头的磨损情况。 有大量的设备状态信息 ， 由 系列瞬态波形构 的复合诊断是较好的选择 。 它 一 １ ． 分闸时间， ４合、 同期测量 成 ，每一个瞬态波形都是断路器操作期 间内部 ４ 金属氧化物避雷器 的状态监测 的反映。 振动是对设备内部多种激励源的 ４１ ．补偿法 监测阻性电流：基本原理是在测 关于合分闸时间及同期 的测量 电路 原理 ， “ 事件” 既是在断路器断 口上下接线端子接上测量信号 响应 ， 对高压断路器而言 ， 激励源包括 分合 闸电 量电流 的同时 ， 检测 系统 的电压 ， 利用 电压信号 线， 当断路器合上时， 信号线上有电流流过 ， 经光 磁铁 、 储能机构、 脱扣机构 、 四连杆机构等内部构 消除 泄漏 电流 中 的容性 电流 分量 。 电隔 离器 、 电压 比较 器 ， 出高 电平 信 号 ； 输 当断 路 件的运动。 断路器机械状态的改变将导致振动信 ４２ 波 分析 法 监测 阻 性 电流 ：原 理 是在 正 －谐 这是利用振动信号作为故障诊断依据 弦交流电压下 ，由于避雷器阀片的非线性特性 ， 器分开时 ， 信号线上无电流通过 ， 出信号是一 号的变化 ， 输 而使 低电平。 测量 系统 以一 定 时 间周 期 同时 读取 所 有 的理论基础 。 通过适 当的检测手段和信号处理方 阻性电流分量中除基波外还含有高次谐波 ， 断 口的信号， 以操作线圈电流信号 为起点 ， 计算 法 ， 以识 别 振 动的 激励 源 ， 找 出故 障 源 。 可 从而 阀 片发热 的仅是 阻性 电 流 中的基 波 分量 ， 是 即正 基波分量才是避雷器劣化的关键指标 。 通过数字 出各个相的各断 【的分合闸时问和相间与相内 Ｊ ｌ ２变压器的状态监测 化测 量 和 谐 波 分 析技 术 可 以 从 总 泄漏 电流 中分 的同期差。这种技术只能用于临时性 ￣ｌ ｔ ｌ 。 Ｖ ｒ … ２１ 压 器 油色 谱 在线 监测 ．变 油色谱在线监测是灵敏度较高 的 测试方法， 离 出基 波 电流 。 责任 编辑 ： 兆杰 孙 １ ． ５合闸弹簧状态监测
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电气设 的状态监测 与故 障诊 断
（ 黑龙江建龙钢铁 有限公司， 黑龙江 双鸭山 １５ ０ ） ５ １０
摘 要 ： 文主要就 目 电器设备 的状 态监测及故障诊 断技术做一分析 阐述。 本 前 关键词 ： 电器设备 ； 态监测 ； 状 故障诊 断 状态监测是通过各种测量、检测和分析方 法， 结合 系统运行 的历史和现状 ， 对设备 的运行 状态进行评估 ，以便了解和掌握设备 的运行状 况。 并且对设备状态进行显示和记录 ， 对异常情 况进行处理 ， 并为设备的故障分析、 能评估提 性 供基础数据。 １ 高压断路器的状态监测 １ 断路器合、 闸线圈电流的监测 ． １ 分 高压断路器一般都以电磁铁作为操作 的第 级控制元件 ， 操动机构中使用的绝大部分是直 流电磁铁。当线圈中通过电流时 ， 电磁铁 内产 在 生磁通 ， 动铁心受磁力吸引 ， 断路器分ｌ 使 戈合 闸， 从能量角度看 ， 电磁铁的作用是把来 自电源 的电能转化为磁能 ， 并通 过动铁心 的动作 ， 再转 换成机械功输出。合 、 分闸线圈的电流中含有可 作为诊断机械故障用 的丰富信息 ， 以选用补偿 可 式霍尔电流传感器监测电流信号。 对线圈电流的 监测主要是提取事件发生的相对时刻 ， 根据时间 间隔来判断故障征兆 ， 于诊断拒动 、 对 误动故障 有效。 １ 断路器行程、 ． ２ 速度的监测 位移量采集是靠光电式行程传感器来实现 的。其工作原理如下 ： 把旋转光栅安装在断路器 操动机构的主轴上 ， 利用光栅和光 电断续器的相 对运动 ， 经光电转换， 将速度行程信号转换 为电
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直接监测 ： 应用压力传感器 ， 通过测量合闸 其在线监测过程 ， 是将变压器本体油经循环管路 弹簧压力值的大小 ， 判断弹簧压缩状态。这种方 循环并进入脱气装置 ，经脱气装置进入分析仪 ， 法需要在机构上安装压力传感器。 在经数 据处理打印出可燃气体等的谱图及含量 间接监测 ： 应用电流传感器 ， 通过测量储能 值 ， 主要根据变压器油中溶解气体 甲烷、 乙烷、 乙 电动机的工作电流变换及工作时间， 监测合闸弹 块等 ， 反映出变压器内部是放电故障还是过热故 簧的状态 ， 通过分析电流波形得到 电流特征参数 障 。 ２２ ．局部放电的监测 的变化 ， 从而反映弹簧状态的变化 。 １ ． ６真空度的检测 变压器绝缘内部若存在如气泡或局部电场 现有对 真空度测定 的方法主要有 ： 观察法 ， 增强等缺陷， 中这些局部区域内可能发生放 运行 但导体间绝缘并未发生贯穿性击穿 ， 为局 称 仅仅用 于对玻璃外壳的真空灭弧室适应 。 并且只 电， 能作为经验判断 ， 参考使用 ； 交流耐压法 ， 在分闸 部放电 ， 局部放电本身是绝缘老化的原 因。设备 状态下 的真空断路器的触头间施加交流 电压 ， 根 发生击穿事故前 ， 往往以局部放电为其先兆。其 据电压施力 口过程中相关参数的变化来判定真 监测主要采用： 安装在接地线与套管末屏引下线 安装 空度 ， 但这种方法只能为真空灭弧室的真空状况 上的电流传感器提取放 电的脉 冲电流信号 ； 提供—个相 略的判定 ， 不能判断真空度 的变化趋 在外壳上 的 超声传感器提取局部放电的声信号 。 势， 只是 一个定性的判断方法 ， 有时和实际结果 声 、 电信号经过数据采集单元实现数字化测量并 并不一致； 火花计法， 这种方法也仅适用于玻璃 送人计算机进行数据处理与存储。 为了抑制电磁 管真空灭弧室 ， 使用时， 让火花探漏仪在灭弧室 于扰 ，采用了包括数字滤波技术在 内的各种干 表面移动， 根据高频电场作用下不同的发光情况 扰。 来判 断 真 空度 。 ３电缆的状态监测 ３１ 流叠 加法 ．直 １ ． ７动态 电 阻的 监测 般的 Ｓ ６断路器有 主触头和弧触 头 ， Ｆ 灭 借助电抗器将直流电压在线叠加于电缆绝 弧主要靠弧触头， 断路器在闭合状态时 ， 测得的 缘 ， 即直流电源经电抗器连接于三相导线 ， 由 并 通 回路 电阻主要时主触头接触 电阻和弧触头接触 并联电容来免除交流高压对直流电源的影响 ， 电阻的并联值 ， 一般情况下 ， 主触头接触电阻 比 过测量流过绝缘的直流电流进行诊断。 于 电缆 由 信号。 经数据处理后可得断路器操作过程中的行 弧触头接触电阻小的多 ， 以所测回路电阻无法 绝缘处于交流高压的作用下 ， 所 尽管所加直流电压 程和速度 随时间的变化关 系。 据此可计算出以下 反映弧触头的烧损情况 。 不高， 仍能真实反映绝缘的实际情况。 在分闸过程 中， 主触 头矢分离 ， 开断电流转 ３２ ．介质损耗因￣（ｎ ８避 ｔ ａ 参数 ：动触头行 程，超行程 ，刚分后及 刚分前 ｌｒｓ ｏ 内平均值等。通过触头的时间一行程信号 移到弧触头上 ， ｅ 弧触头问先出现 电弧 ， 借助灭弧 将加于电缆的电压（ 电压互感器） 通过 及流过 可以提取触头运动过程中各个事件发生 的时刻 ， 装置使 电弧熄灭。如果弧触头严重烧损 ， 在分断 绝缘的工频电流（ 通过电流互感器） 信号取出， 再 根据事件时间来诊断故障。 过程中先于主触头分离 ， 则灭弧装置不能发挥作 通 过数 字化 测 量装 置 测 出 电缆绝 缘 的 ｔｎ８。根 ａ １ 开断电流累计监测 ． ３ 用， 这样会导致断路器烧损 。从主触头分离到弧 据资料分析 ，当 ｔ ａ ８＞ ％时 ， ｎ １ 绝缘可判为不 在分闸过程中 ，由高压电流互感器和二次 触头分离这段时间称为有效接触时间 ， 其行程称 良。 由此法所得信息反映的是绝缘缺陷的平均程 电流传感器测量高压开关的主电流波形 ， 通过测 为有效接触行程。 只有保证弧触头有足够有效接 度 。 通过检测 ３３ ＿复合判断法 量触头每次开断 电流 ， 经过数据处理得到该次开 触行程和时间才能使断路器顺利灭弧。 断电流的有效值 ， 然后根据下式计算 ： 断路器动作过程 中的回路 电阻变化曲线可以不 由于绝缘状态与其特性参数间的统计分散 仅用一种方法来诊断绝缘 ， 会有漏判 和虚警 用拆开断路器就能得到弧触头的有效接触时间， 性， Ｑ ∑ ＝ｍ－Ｉ 这种检测方法称为动态回路检测， 测得的电阻称 的可能。采用几种方法， 互相配合进行复合诊断 其中 ： ｎ为开断 的次数 ； ｎ为该 次开断电 为动态 回路电阻 ， Ｉ ｂ 用以区别通常的在断路器闭合 可提高诊断的正确性。资料表明， 采用包含直流 流 的有 效 值 ； 开 断 电 流 指 数 ； ａ为 Ｑ为 开 断 电 流 时测得的回路电阻， 后者称为静态回路 电阻。 叠加法以及 ｔ ８的复合诊断 ，对不 良电缆诊 ａ ｎ 的加权 累计值。 Ｑ值超过闭值时， Ｑ 当 当 值超过 １ 机械振动信号的监测 － ８ 断准确率高达 １０ ０ ％。根据测量装置的难易程度 机械振动信号是一个丰富的信息载体 ， 包含 现场 的干扰情况 ，采 用包含直流叠加及 ｔ ８ ａ ｎ 阈值时， 则表明应该检修、 更换 ， 从而间接的反映 触头的磨损情况。 有大量的设备状态信息 ， 由 系列瞬态波形构 的复合诊断是较好的选择 。 它 一 １ ． 分闸时间， ４合、 同期测量 成 ，每一个瞬态波形都是断路器操作期 间内部 ４ 金属氧化物避雷器 的状态监测 的反映。 振动是对设备内部多种激励源的 ４１ ．补偿法 监测阻性电流：基本原理是在测 关于合分闸时间及同期 的测量 电路 原理 ， “ 事件” 既是在断路器断 口上下接线端子接上测量信号 响应 ， 对高压断路器而言 ， 激励源包括 分合 闸电 量电流 的同时 ， 检测 系统 的电压 ， 利用 电压信号 线， 当断路器合上时， 信号线上有电流流过 ， 经光 磁铁 、 储能机构、 脱扣机构 、 四连杆机构等内部构 消除 泄漏 电流 中 的容性 电流 分量 。 电隔 离器 、 电压 比较 器 ， 出高 电平 信 号 ； 输 当断 路 件的运动。 断路器机械状态的改变将导致振动信 ４２ 波 分析 法 监测 阻 性 电流 ：原 理 是在 正 －谐 这是利用振动信号作为故障诊断依据 弦交流电压下 ，由于避雷器阀片的非线性特性 ， 器分开时 ， 信号线上无电流通过 ， 出信号是一 号的变化 ， 输 而使 低电平。 测量 系统 以一 定 时 间周 期 同时 读取 所 有 的理论基础 。 通过适 当的检测手段和信号处理方 阻性电流分量中除基波外还含有高次谐波 ， 断 口的信号， 以操作线圈电流信号 为起点 ， 计算 法 ， 以识 别 振 动的 激励 源 ， 找 出故 障 源 。 可 从而 阀 片发热 的仅是 阻性 电 流 中的基 波 分量 ， 是 即正 基波分量才是避雷器劣化的关键指标 。 通过数字 出各个相的各断 【的分合闸时问和相间与相内 Ｊ ｌ ２变压器的状态监测 化测 量 和 谐 波 分 析技 术 可 以 从 总 泄漏 电流 中分 的同期差。这种技术只能用于临时性 ￣ｌ ｔ ｌ 。 Ｖ ｒ … ２１ 压 器 油色 谱 在线 监测 ．变 油色谱在线监测是灵敏度较高 的 测试方法， 离 出基 波 电流 。 责任 编辑 ： 兆杰 孙 １ ． ５合闸弹簧状态监测
电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术的研究
工 程 技 术
电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术的研究
龚伟 ( 湖北省轻山热电厂 430070 )
摘 要: 本文在阐述电气设备状态监测相关概念的基础上， 提出了电气设备状态检测与故障诊断系统的组成及相应功能，总结并分 析了目 前常用的在线监侧技术， 并结合一实例，对变压器振动故障诊断的应用进行了 模拟，为电气设备在线状态诊断的应用提供了
保留或增强有用信号， 提炼信号特征。 依据所 得的特征信号， 采用各种诊断方法， 如模糊逻 辑， 人工神经网络， 专家系统等得出诊断结果
11 ]
2 常用的电气设备在线监测技术
2. 1 局部放电 监测技术 电气设备绝缘中的平均工作场强虽不算 高， 但由于结构复杂， 电场分布很不均匀， 局 部场强可能较高， 再加上工艺处理不当或运 1 状态监测与故障诊断系统的组成 行条件恶劣等，可能由个别地方先出现局部 电气设备在线状态监测与诊断包括以下 基本过程: 信号检测、数据采集、数据处理、 放电而逐渐发展到严重事故。变压器油纸绝 诊断。 基本过程如下: 通过各种传感器(如光、 缘中含有气隙的地方容易发生局部放电。变 压器局部放电的在线监测方法主要有1 、 2 电、温度、振动、流量、化学等)检测出设备 (1 中 ) 性点祸合监测法. 的状态信号， 并使其可被传输， 转换， 采集， (2 电容器祸合监测法; ) 处理。然后由数据采集单元采集并存储于存 (3 超声波监测法; ) 储器中。 传送载体可以是电 缆或光缆， 其 为了 (4 电、超声波联合监测法 ) 提高抗干扰能力，多采用光缆或采用数字信 其中 较为常用的电、 超声波联合监测法 号传输。 数据采集可以采用三种方式: 采集信 依据电力变压器内部发生局部放电时所产生 号波形，采集信号峰值或记录峰值超过阀值 的脉冲。进行数据处理时，主要为抑制干扰， 的高频电脉冲信号和超声波信号，分为物理
电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术的研究
龚伟 ( 湖北省轻山热电厂 430070 )
摘 要: 本文在阐述电气设备状态监测相关概念的基础上， 提出了电气设备状态检测与故障诊断系统的组成及相应功能，总结并分 析了目 前常用的在线监侧技术， 并结合一实例，对变压器振动故障诊断的应用进行了 模拟，为电气设备在线状态诊断的应用提供了
保留或增强有用信号， 提炼信号特征。 依据所 得的特征信号， 采用各种诊断方法， 如模糊逻 辑， 人工神经网络， 专家系统等得出诊断结果
11 ]
2 常用的电气设备在线监测技术
2. 1 局部放电 监测技术 电气设备绝缘中的平均工作场强虽不算 高， 但由于结构复杂， 电场分布很不均匀， 局 部场强可能较高， 再加上工艺处理不当或运 1 状态监测与故障诊断系统的组成 行条件恶劣等，可能由个别地方先出现局部 电气设备在线状态监测与诊断包括以下 基本过程: 信号检测、数据采集、数据处理、 放电而逐渐发展到严重事故。变压器油纸绝 诊断。 基本过程如下: 通过各种传感器(如光、 缘中含有气隙的地方容易发生局部放电。变 压器局部放电的在线监测方法主要有1 、 2 电、温度、振动、流量、化学等)检测出设备 (1 中 ) 性点祸合监测法. 的状态信号， 并使其可被传输， 转换， 采集， (2 电容器祸合监测法; ) 处理。然后由数据采集单元采集并存储于存 (3 超声波监测法; ) 储器中。 传送载体可以是电 缆或光缆， 其 为了 (4 电、超声波联合监测法 ) 提高抗干扰能力，多采用光缆或采用数字信 其中 较为常用的电、 超声波联合监测法 号传输。 数据采集可以采用三种方式: 采集信 依据电力变压器内部发生局部放电时所产生 号波形，采集信号峰值或记录峰值超过阀值 的脉冲。进行数据处理时，主要为抑制干扰， 的高频电脉冲信号和超声波信号，分为物理
浅谈电力系统设备状态监测与故障诊断技术
浅谈电力系统设备状态监测与故障诊断技术摘要：电力系统对于我国社会经济的发展有着至关重要的作用。
同时电力系统的运行情况也与经济的发展形势紧密相关，提升电力系统运行的安全性和稳定性，也让电力系统设备的状态监测及故障诊断工作水平得到提升，加强有关技术的完善性和创新性，保障工作效率。
关键词：电力系统设备；状态监测；故障诊断电力系统中的众多电气设备，一旦某个出现问题会对电力系统的整体安全运行带来不良影响，所以加强对电器设备运行状态的监测与管理尤为重要。
通过对电力系统设备状态的检测和故障诊断技术的正确使用，将电气设备中存在的问题进行及时发现和解决。
一、电力系统设备状态监测与故障诊断的重要意义将整个电力系统运行过程中的系统设备检测水平进行加强，将故障诊断工作效果进行提升，能够将整体电力系统的安全性和稳定性进行优化，避免电力系统设备受到不同因素的影响，导致运行效率减弱。
通常影响电力系统设备运行的因素，分为内部因素和外部因素。
在电力系统设备运行的过程中，受到时间和各种因素的影响，让有关设备不可避免地出现故障有问题，同时也会受到电热气候引起的老化问题。
因此，对不同因素引起的不同问题，应该进行及时的发现和处理，避免整体电力系统受到过多的危害，影响电力系统运行的安全性，避免导致区域性停电问题的出现同时，也通过加强电力系统设备状态监测与故障诊断工作水平，让电力企业的发展和经济收益得到帮助，也通过科学有效的故障诊断技术的使用，让电器设备故障问题出现的概率能够得到管控和减少，提升整体电力系统的稳定性。
二、关于电力系统设备状态监测技术的使用（一）重视在线状态监测技术的使用对于电力系统设备状态监测工作的开展，要根据实际情况进行合理分析，以此来选取合适的监测措施[1]。
通常来说，使用在线状态监测技术，主要从以下三个方面进行，一是故障诊断，二是监测分析，三是状态监测。
通过计算机对电力系统设备的参数进行抓取，展开电力系统设备故障诊断工作，并且所抓取的设备参数也要和以往的设备参数进行准确的结合，观察二者之间的差异。
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▪ 停送电过程易造成误操作。 20
大连局的预试统计
• 1983~1991年，共检测111万片线路绝缘子， 测出零值414片，且同一串无2片零值的。 ——要否每1~3年普测？
• 1982~1998年，继保及自动化装置不正确动 作率：10kV及220kV电压级分别为0.02%及 6.2%。 ——要否每年同样要整定？
▪ 大修一台12万kVA的变压器需投入300多个工作人日，资金 10万元。
▪ 大修一台220 kV开关需投入100多个工作人日，资金2万元。 ▪ 长时间停电检修，将造成大量的电量损失。300MW机组
停运一天，少发电720万度，直接损失150万元。
4. 增大不安全因素
▪ 易发生人身和设备安全事故。
发生在检修、试验人员身上的伤亡事故占全部供电伤亡事故的77.8%。
世界电力之现状
全球截止到2030年仍将有1/5的人口，根本的不到电力供应。
美国在未来20年中需要建设1300个发电厂（平均每年65个）
才能保证充足的发电能力。否则，加州停电问题就肯定会在 全国范围内出现。能源短缺将对美国所有的地区造成影响。
发展中国家和不发达国家严重的能源短缺和电力工
业的落后状态，已成为影响其经济发展的瓶颈。
1989年3月6日太阳出现过一次强度达的X15级耀斑，伴 随产生的太阳风暴导致加拿大电力输送中断，600万人 断电9小时之久，经济损失达10亿美元。
11
停电原因
(%)
城 市 电网结构 管理不善 设备故障 检 修 电源不足 外部因素 气象影响
上海 太原 长春 杭州 广州 西宁
0.06 2.12 45.31 39.17 1.63 3.04 16.76 64.71 0.40 1.82 14.66 69.26 2.97 4.82 18.44 67.18 0.00 19.45 28.69 50.96 0.04 3.78 49.50 29.19
第一章 概论
Overview
1
电气设备界定
变压器
电容性设备
电力电缆
发电机
GIS ···
2
课程涉及的领域
高电压工程 电子测试技术
传感技术
电磁兼容 人工智能 可靠性工程
3
主要参考书目
1. 《电气绝缘在线检测技术》，严璋 编 北京，中国电力出版社，1995.11
2. 《电绝缘诊断技术》，朱德恒、谈克雄主编 北京，中国电力出版社，1999.04
13
保证设备安全的基本途径
▪ 制造100%可靠的设备
制造这样的大型电力设备，在技术上是极其复杂的，尤其是对于 电压等级较高的设备，多数情况下这样的设计在经济上也是不合 理的。
▪ 建立完善的维修计划
虽然设备的质量和可靠性主要取决于设计和制造阶段，但为了保 证设备的正常运行，在很大程度上也需要借助于投运后的维护工 作，即在运行过程中通过对设备进行必要的巡视检查、监测和试 验，建立完善的维修计划，以减少事故的发生，提高运行可靠性。
简单方便，对消耗性产品是有效 的。
随着电力系统的不断扩大，设备 故障所造成的停电损失也越来越大， 事后维修无法满足系统对运行稳定 性的需求。
17
现行维修体制—定期维修
预防性试验是电力设备运行和维护工 作中的一个重要环节，是保证电力系统安 全运行的有效手段之一。在我国已有40年 的使用经验。
预防性试验、大修和小修构成了定期 维修制的基本内容。
18
定期维修制的种种弊端
1. 维修周期频繁
设备
发电机 变压器 电力电缆 GIS
小修周期（年） 1
1
1
大修周期（年） 3
5~10
5
2. 预防性试验项目过多
电力变压器 32项 发电机 25项 互感器 11项 GIS达 20项
1 5
19
3. 经济性差
▪ 大修一台30万kVA的发电机需要大约3个月的时间，耗费资 金近百万元。
9
电力系统的稳定性问题
发电、输电和用电过程构成了不可分割的整体，任何环 节发生故障都有可能引起链式反应，导致整个系统的崩溃。
电厂 电力网 用户
系 统 瞬 间 改 变
10
历史上的大停电事故
1965年由于保护继电器动作失灵导致的美国纽约大停 电，造成近30亿美元经济损失，50多万人被困在地下 和地铁的车厢里。
3. 《电工高新技术丛书》第五分册 (电气设备状态监测与故障诊断技术) 朱德恒、谈克雄编 北京，机械工业出版社，2000.03
4
本章内容
• 电气设备的绝缘故障及其危害性 •况及趋势 • 在线监测系统的技术要求
5
§1.1 电气设备的绝缘故障及其危害性
14
§1.2 在线监测与状态维修的必要性及意义
无在线 监测
有在线 监测
事故率 %
运行 早期
稳定期
0
10
20
无在线监测
运行晚期
可接受的事故速率
更换
30
40
50
60 （年）
有在线监测
15
电力系统维修方式的演变过程
1. 事后修理BM（Breakdown Maintenance）或故障维修； 2. 定期检修TBM（Time Based Maintenance）或预防性维修
6
中国电力之现状
到2010年底: 发电装机容量 9.62 亿千瓦 发电量完成 41413 亿千瓦时
直流超高压线路7085公里，输送能力1856万千瓦
中国超高压交直流输电工程的设计建设、运行管 理和设备制造水平已处于国际领先地位
7
电力系统的构成
电厂 输电网 配电网 用户
8
瞬间平衡的电力系统
▪ 电力系统是世界上最大的“瞬间动态平衡系统” 。 ▪ 发电和用电是同时发生的，基本没有存储环节。 ▪ 电力系统的所有问题都是围绕这个特点展开的。
0.00 10.78 0.53 10.31 0.00 8.02 0.00 5.34 0.00 0.00 0.00 17.49
2.56 3.02 5.84 1.25 0.90 0.00
12
电气设备典型灾难性事故举例
可见提高设备的运行可靠性是保证电力系统安全运行的关键。 现代电力设备的可靠性在很大程度上取决于其绝缘的可靠性。
PM（Preventive Maintenance）； 3. 状态维修CBM（Condition Based Maintenance）或预知性
维修（Predictive Maintenance）。
16
事后维修体制
早期技术及管理水平都很低 ， 即使再重要的设备也只能坏了再修。 以致工作毫无计划性，供电可靠性 很低。
大连局的预试统计
• 1983~1991年，共检测111万片线路绝缘子， 测出零值414片，且同一串无2片零值的。 ——要否每1~3年普测？
• 1982~1998年，继保及自动化装置不正确动 作率：10kV及220kV电压级分别为0.02%及 6.2%。 ——要否每年同样要整定？
▪ 大修一台12万kVA的变压器需投入300多个工作人日，资金 10万元。
▪ 大修一台220 kV开关需投入100多个工作人日，资金2万元。 ▪ 长时间停电检修，将造成大量的电量损失。300MW机组
停运一天，少发电720万度，直接损失150万元。
4. 增大不安全因素
▪ 易发生人身和设备安全事故。
发生在检修、试验人员身上的伤亡事故占全部供电伤亡事故的77.8%。
世界电力之现状
全球截止到2030年仍将有1/5的人口，根本的不到电力供应。
美国在未来20年中需要建设1300个发电厂（平均每年65个）
才能保证充足的发电能力。否则，加州停电问题就肯定会在 全国范围内出现。能源短缺将对美国所有的地区造成影响。
发展中国家和不发达国家严重的能源短缺和电力工
业的落后状态，已成为影响其经济发展的瓶颈。
1989年3月6日太阳出现过一次强度达的X15级耀斑，伴 随产生的太阳风暴导致加拿大电力输送中断，600万人 断电9小时之久，经济损失达10亿美元。
11
停电原因
(%)
城 市 电网结构 管理不善 设备故障 检 修 电源不足 外部因素 气象影响
上海 太原 长春 杭州 广州 西宁
0.06 2.12 45.31 39.17 1.63 3.04 16.76 64.71 0.40 1.82 14.66 69.26 2.97 4.82 18.44 67.18 0.00 19.45 28.69 50.96 0.04 3.78 49.50 29.19
第一章 概论
Overview
1
电气设备界定
变压器
电容性设备
电力电缆
发电机
GIS ···
2
课程涉及的领域
高电压工程 电子测试技术
传感技术
电磁兼容 人工智能 可靠性工程
3
主要参考书目
1. 《电气绝缘在线检测技术》，严璋 编 北京，中国电力出版社，1995.11
2. 《电绝缘诊断技术》，朱德恒、谈克雄主编 北京，中国电力出版社，1999.04
13
保证设备安全的基本途径
▪ 制造100%可靠的设备
制造这样的大型电力设备，在技术上是极其复杂的，尤其是对于 电压等级较高的设备，多数情况下这样的设计在经济上也是不合 理的。
▪ 建立完善的维修计划
虽然设备的质量和可靠性主要取决于设计和制造阶段，但为了保 证设备的正常运行，在很大程度上也需要借助于投运后的维护工 作，即在运行过程中通过对设备进行必要的巡视检查、监测和试 验，建立完善的维修计划，以减少事故的发生，提高运行可靠性。
简单方便，对消耗性产品是有效 的。
随着电力系统的不断扩大，设备 故障所造成的停电损失也越来越大， 事后维修无法满足系统对运行稳定 性的需求。
17
现行维修体制—定期维修
预防性试验是电力设备运行和维护工 作中的一个重要环节，是保证电力系统安 全运行的有效手段之一。在我国已有40年 的使用经验。
预防性试验、大修和小修构成了定期 维修制的基本内容。
18
定期维修制的种种弊端
1. 维修周期频繁
设备
发电机 变压器 电力电缆 GIS
小修周期（年） 1
1
1
大修周期（年） 3
5~10
5
2. 预防性试验项目过多
电力变压器 32项 发电机 25项 互感器 11项 GIS达 20项
1 5
19
3. 经济性差
▪ 大修一台30万kVA的发电机需要大约3个月的时间，耗费资 金近百万元。
9
电力系统的稳定性问题
发电、输电和用电过程构成了不可分割的整体，任何环 节发生故障都有可能引起链式反应，导致整个系统的崩溃。
电厂 电力网 用户
系 统 瞬 间 改 变
10
历史上的大停电事故
1965年由于保护继电器动作失灵导致的美国纽约大停 电，造成近30亿美元经济损失，50多万人被困在地下 和地铁的车厢里。
3. 《电工高新技术丛书》第五分册 (电气设备状态监测与故障诊断技术) 朱德恒、谈克雄编 北京，机械工业出版社，2000.03
4
本章内容
• 电气设备的绝缘故障及其危害性 •况及趋势 • 在线监测系统的技术要求
5
§1.1 电气设备的绝缘故障及其危害性
14
§1.2 在线监测与状态维修的必要性及意义
无在线 监测
有在线 监测
事故率 %
运行 早期
稳定期
0
10
20
无在线监测
运行晚期
可接受的事故速率
更换
30
40
50
60 （年）
有在线监测
15
电力系统维修方式的演变过程
1. 事后修理BM（Breakdown Maintenance）或故障维修； 2. 定期检修TBM（Time Based Maintenance）或预防性维修
6
中国电力之现状
到2010年底: 发电装机容量 9.62 亿千瓦 发电量完成 41413 亿千瓦时
直流超高压线路7085公里，输送能力1856万千瓦
中国超高压交直流输电工程的设计建设、运行管 理和设备制造水平已处于国际领先地位
7
电力系统的构成
电厂 输电网 配电网 用户
8
瞬间平衡的电力系统
▪ 电力系统是世界上最大的“瞬间动态平衡系统” 。 ▪ 发电和用电是同时发生的，基本没有存储环节。 ▪ 电力系统的所有问题都是围绕这个特点展开的。
0.00 10.78 0.53 10.31 0.00 8.02 0.00 5.34 0.00 0.00 0.00 17.49
2.56 3.02 5.84 1.25 0.90 0.00
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电气设备典型灾难性事故举例
可见提高设备的运行可靠性是保证电力系统安全运行的关键。 现代电力设备的可靠性在很大程度上取决于其绝缘的可靠性。
PM（Preventive Maintenance）； 3. 状态维修CBM（Condition Based Maintenance）或预知性
维修（Predictive Maintenance）。
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事后维修体制
早期技术及管理水平都很低 ， 即使再重要的设备也只能坏了再修。 以致工作毫无计划性，供电可靠性 很低。