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摘要：电气设备的安全运行是目前电力部门主要关注的问题，因此电气设备的状态监测和故障诊断成为保障电气设备安全运行的重要措施。本文以电气设备中的变压器为例，分析变压器状态监测的内容和方法，对状态监测后的变压器故障诊断过程进行仔细研究，最后得出电气设备状态监测和故障诊断的意义。
关键词：电气设备；状态监测；故障诊断；意义
电气设备在运行过程中，容易受到电力、热力、机械以及环境等各种因素的影响，因此容易出现性能退化，从而产生设备的故障。为了有效避免因为故障而导致的经济损失和社会影响，需要对电力设备的运行状况进行监测。通过采取状态监测技术和故障诊断技术，可以全面清晰的了解电气设备的运行状态，当异常数据信息出现时，能够尽早发现并报警，从而得到及时的处理。
一、电气设备状态监测的内容与方法
电气设备的状态监测就是通过各种测量、监测和分析方法，对设备的运行状态进行评估，从而掌握电气设备的使用情况和运行情况。电气设备状态监测分为正常状态、异常状态以及故障状态，一般通过在线监测的方法来进行，主要原理就是对被测的设备安装传感器，然后通过传感器将被测设备的信息进行收集，然后将收集的信息参量输入计算机内，计算机通过对信息参量进行信号的处理，然后获得设备运行时的特征参数，通过与正常状态下的数据或者历史数据进行对比，从而对状态进行识别，进而得到电气设备的运行状况。电气设备状态监测的内容是多方面的，以变压器为例，可以从以下几个方面进行状态的监测，从而反映设备的运行状况。
（一）油位监测
变压器内的油位监测是通过压力传感器来实现的，因此需要对变压器安装压力传感器，当变压器开始运行时，变压器内的绝缘油会发生各种化学反应，从而产生气体。当气体产生越多，则变压器油箱内的气压越高，变压器的油位下降越多，而压力传感器通过在线监测气压的值，达到监测油位的作用。
（二）油中气体监测
变压器的油中气体检测一般采用色谱分析仪的方法，该传感器灵敏度较高，而且是一种在线监测的方式。主要操作是通过将变压器中的油通过循环管路进入到脱气装置内，使得油中溶解的气体进入到分析仪中，经过分析仪对气体数据的记录和监测，打印出相应的可燃气体的谱图和含量。
（三）温度监测
變压器内的温度变化也是变压器运行过程中的状态量，变压器的温度监测主要通过铂金电阻温度传感器来实现。铂金电阻温度传感器具有测量精度高、性能稳定等两个特点。它在温度监测过程中会根据变压器的温度变化，而产生电阻变化，从而达到变压器在线监测温度的效果。
（四）电压监测
变压器的电压监测主要采用精确度高的电压互感器，通过电压变化引发的磁感应强度变化来判断变压器的的放电情况。
（五）电流监测
电流监测的原理和电压监测的原理差不多，但是采用的是电流互感器，也是通过电磁感应原理达到电流状态的监测。
二、电气设备故障诊断
电气设备的故障诊断就是通过对电气设备的状态监测结果进行对比分析，从而进行故障原因、故障位置的判定。电气设备的故障诊断对于设备的正常检修具有重要的意义，进而为电气设备的性能改善和保证设备的安全经济性提供条件。以下同样以变压器故障诊断为例，进行电气设备故障诊断的阐述：
变压器故障的诊断主要分为变压器异常状态的判断、变压器故障诊断、以及辅助诊断三大模块的内容，在诊断的关键内容上主要是对变压器内的气体变化数据进行分析，其诊断的流程如下图所示：
（一）异常情况判断
图中前部分是变压器异常状态的判定，通过对变压器状态监测内容中的油位压力变化情况来判断气体含量是否超标，通过色谱分析仪来检测出油中溶解的气体种类和含量，进而判断其异常情况，主要指标有：正常、一级报警、二级报警、三级报警。
（二）故障诊断
流程图中间部分为变压器故障诊断部分，通过对变压器的油中气体检测结果的分析来判定。采用的方法分别有三比值法、大卫三角法以及灰色关联度法。三比值法主要是通过对比油中各类气体的浓度的相对比值来进行变压器故障诊断。大卫三角法则以计算油中溶解气体的C、H、O等三种元素的相对含量为判断依据的三角形图示的方法。而灰色关联法就是用数学化的手段对设备监测出的数据找出到对应的映射关系，从而形成量化分析后的系统状态。以上三种方法得到的故障类型有过热故障、放电故障以及过热和放电并存的故障。
（三）辅助诊断
流程图的最后部分就是辅助诊断的内容，通过判断变压器发生故障之后，对变压器的故障信息进行进一步的诊断，主要是以状态监测下的温度、电压、电流检测结果进行分析和估算，然后对气体的饱和度进行分析，为变压器检修决策者提供依据，从而做出正确的决策，提出针对性的修理措施。
三、电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备在整个电力系统中需要定期进行检修试验，来保证电气设备的长期使用价值。随着设备使用时间的延长，简单的检修试验已经不能满足设备故障检测的要求，因此电气设备状态监测与故障诊断在电力系统中具有非常重要的意义。主要体现在以下几个方面：1）电气设备状态监测与故障诊断对于保障电力系统的安全性具有重要作用。对电气设备进行状态监测有利于及时发现设备的故障，从而避免故障带来的电力损害，造成安全隐患。2）电气设备状态监测与故障诊断还能给电力系统实现经济性提供条件。电气设备的状态监测和故障诊断就是对电气设备运行过程中出现的故障进行诊断分析，然后及时得到检修的措施，这样就能及时避免电气设备运行中的继续异常损耗，延长使用年限，提高经济性。
综合来说，对电气设备进行状态监测和故障诊断在整个电力系统维护中提高安全性和经济性方面具有重要的意义。
四、结语
综上所述，电气设备的状态监测主要是对电气设备运行情况的检查和监控，根据设备各项监测数据进行分析和评估，从而对设备的异常状态进行判断，进而通过异常情况深入进行故障的诊断，找到设备故障发生的原因和位置，最后得到有效解决故障的方案。通过以上过程的实现，电力设备能够安全有效并且长期地为整个电力系统服务，对于电力系统社会价值的体现具有重要的意义。
参考文献
[1]李丞.电气设备状态监测与故障诊断技术研究[J].中国信息化，2013，（14）：98-98.
[2]吴想.变压器状态监测和故障诊断系统研究与实现[D].华中科技大学，2013.
[3]蒋杰.变电所电气设备状态监测与故障诊断[C].//2011年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集.2011：245-271.
[4]王勇.变电站主电气设备状态监测及故障诊断技术研究[J].企业技术开发：中旬刊，2012，（7）：122-123.
[5]白文忠.企业电气设备的网络化状态监测及故障诊断分析[J].科技传播，2014，（6）：157-157，154.
[6]刘旭强.探讨新形势下电气设备状态监测及故障诊断系统[J].数字化用户，2014，（12）：48-48.
[7]曹瑞光.基于DCS的火电厂电气设备状态监测与故障诊断[D].华北电力大学（北京），2013.
[8]刘涛涛.基于ZigBee技术的设备状态监测与故障诊断系统设计[D].中北大学，2014.
[9]冯东生.基于调控一体自动化系统的变电站电气设备故障诊断研究[D].华北电力大学，2013.
[10]王斌.电气设备故障诊断系统的分析与设计[D].电子科技大学，2012.
[11]孙正华.电气设备状态监测与故障诊断系统的研究[J].科技资讯，2011，（36）：108-108.
[12]马晓伟，卜令勇，丁宏学等.电气设备的状态监测与故障诊断[J].黑龙江科技信息，2010，（29）：14.
关键词：电气设备；状态监测；故障诊断；意义
电气设备在运行过程中，容易受到电力、热力、机械以及环境等各种因素的影响，因此容易出现性能退化，从而产生设备的故障。为了有效避免因为故障而导致的经济损失和社会影响，需要对电力设备的运行状况进行监测。通过采取状态监测技术和故障诊断技术，可以全面清晰的了解电气设备的运行状态，当异常数据信息出现时，能够尽早发现并报警，从而得到及时的处理。
一、电气设备状态监测的内容与方法
电气设备的状态监测就是通过各种测量、监测和分析方法，对设备的运行状态进行评估，从而掌握电气设备的使用情况和运行情况。电气设备状态监测分为正常状态、异常状态以及故障状态，一般通过在线监测的方法来进行，主要原理就是对被测的设备安装传感器，然后通过传感器将被测设备的信息进行收集，然后将收集的信息参量输入计算机内，计算机通过对信息参量进行信号的处理，然后获得设备运行时的特征参数，通过与正常状态下的数据或者历史数据进行对比，从而对状态进行识别，进而得到电气设备的运行状况。电气设备状态监测的内容是多方面的，以变压器为例，可以从以下几个方面进行状态的监测，从而反映设备的运行状况。
（一）油位监测
变压器内的油位监测是通过压力传感器来实现的，因此需要对变压器安装压力传感器，当变压器开始运行时，变压器内的绝缘油会发生各种化学反应，从而产生气体。当气体产生越多，则变压器油箱内的气压越高，变压器的油位下降越多，而压力传感器通过在线监测气压的值，达到监测油位的作用。
（二）油中气体监测
变压器的油中气体检测一般采用色谱分析仪的方法，该传感器灵敏度较高，而且是一种在线监测的方式。主要操作是通过将变压器中的油通过循环管路进入到脱气装置内，使得油中溶解的气体进入到分析仪中，经过分析仪对气体数据的记录和监测，打印出相应的可燃气体的谱图和含量。
（三）温度监测
變压器内的温度变化也是变压器运行过程中的状态量，变压器的温度监测主要通过铂金电阻温度传感器来实现。铂金电阻温度传感器具有测量精度高、性能稳定等两个特点。它在温度监测过程中会根据变压器的温度变化，而产生电阻变化，从而达到变压器在线监测温度的效果。
（四）电压监测
变压器的电压监测主要采用精确度高的电压互感器，通过电压变化引发的磁感应强度变化来判断变压器的的放电情况。
（五）电流监测
电流监测的原理和电压监测的原理差不多，但是采用的是电流互感器，也是通过电磁感应原理达到电流状态的监测。
二、电气设备故障诊断
电气设备的故障诊断就是通过对电气设备的状态监测结果进行对比分析，从而进行故障原因、故障位置的判定。电气设备的故障诊断对于设备的正常检修具有重要的意义，进而为电气设备的性能改善和保证设备的安全经济性提供条件。以下同样以变压器故障诊断为例，进行电气设备故障诊断的阐述：
变压器故障的诊断主要分为变压器异常状态的判断、变压器故障诊断、以及辅助诊断三大模块的内容，在诊断的关键内容上主要是对变压器内的气体变化数据进行分析，其诊断的流程如下图所示：
（一）异常情况判断
图中前部分是变压器异常状态的判定，通过对变压器状态监测内容中的油位压力变化情况来判断气体含量是否超标，通过色谱分析仪来检测出油中溶解的气体种类和含量，进而判断其异常情况，主要指标有：正常、一级报警、二级报警、三级报警。
（二）故障诊断
流程图中间部分为变压器故障诊断部分，通过对变压器的油中气体检测结果的分析来判定。采用的方法分别有三比值法、大卫三角法以及灰色关联度法。三比值法主要是通过对比油中各类气体的浓度的相对比值来进行变压器故障诊断。大卫三角法则以计算油中溶解气体的C、H、O等三种元素的相对含量为判断依据的三角形图示的方法。而灰色关联法就是用数学化的手段对设备监测出的数据找出到对应的映射关系，从而形成量化分析后的系统状态。以上三种方法得到的故障类型有过热故障、放电故障以及过热和放电并存的故障。
（三）辅助诊断
流程图的最后部分就是辅助诊断的内容，通过判断变压器发生故障之后，对变压器的故障信息进行进一步的诊断，主要是以状态监测下的温度、电压、电流检测结果进行分析和估算，然后对气体的饱和度进行分析，为变压器检修决策者提供依据，从而做出正确的决策，提出针对性的修理措施。
三、电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备在整个电力系统中需要定期进行检修试验，来保证电气设备的长期使用价值。随着设备使用时间的延长，简单的检修试验已经不能满足设备故障检测的要求，因此电气设备状态监测与故障诊断在电力系统中具有非常重要的意义。主要体现在以下几个方面：1）电气设备状态监测与故障诊断对于保障电力系统的安全性具有重要作用。对电气设备进行状态监测有利于及时发现设备的故障，从而避免故障带来的电力损害，造成安全隐患。2）电气设备状态监测与故障诊断还能给电力系统实现经济性提供条件。电气设备的状态监测和故障诊断就是对电气设备运行过程中出现的故障进行诊断分析，然后及时得到检修的措施，这样就能及时避免电气设备运行中的继续异常损耗，延长使用年限，提高经济性。
综合来说，对电气设备进行状态监测和故障诊断在整个电力系统维护中提高安全性和经济性方面具有重要的意义。
四、结语
综上所述，电气设备的状态监测主要是对电气设备运行情况的检查和监控，根据设备各项监测数据进行分析和评估，从而对设备的异常状态进行判断，进而通过异常情况深入进行故障的诊断，找到设备故障发生的原因和位置，最后得到有效解决故障的方案。通过以上过程的实现，电力设备能够安全有效并且长期地为整个电力系统服务，对于电力系统社会价值的体现具有重要的意义。
参考文献
[1]李丞.电气设备状态监测与故障诊断技术研究[J].中国信息化，2013，（14）：98-98.
[2]吴想.变压器状态监测和故障诊断系统研究与实现[D].华中科技大学，2013.
[3]蒋杰.变电所电气设备状态监测与故障诊断[C].//2011年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集.2011：245-271.
[4]王勇.变电站主电气设备状态监测及故障诊断技术研究[J].企业技术开发：中旬刊，2012，（7）：122-123.
[5]白文忠.企业电气设备的网络化状态监测及故障诊断分析[J].科技传播，2014，（6）：157-157，154.
[6]刘旭强.探讨新形势下电气设备状态监测及故障诊断系统[J].数字化用户，2014，（12）：48-48.
[7]曹瑞光.基于DCS的火电厂电气设备状态监测与故障诊断[D].华北电力大学（北京），2013.
[8]刘涛涛.基于ZigBee技术的设备状态监测与故障诊断系统设计[D].中北大学，2014.
[9]冯东生.基于调控一体自动化系统的变电站电气设备故障诊断研究[D].华北电力大学，2013.
[10]王斌.电气设备故障诊断系统的分析与设计[D].电子科技大学，2012.
[11]孙正华.电气设备状态监测与故障诊断系统的研究[J].科技资讯，2011，（36）：108-108.
[12]马晓伟，卜令勇，丁宏学等.电气设备的状态监测与故障诊断[J].黑龙江科技信息，2010，（29）：14.