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电气设备故障诊断方法技术分析

发表时间：2021/3/26 来源：《中国电力企业管理》2021年1月作者：董鲁渤韩晓东王宪全

[导读] 对电力系统中的电气设备进行故障诊断和检修，需要通过标准理论和科学技术相结合的方式，本文通过对电气设备故障诊断和检测的问题进行探讨，分析其出现问题的原因和理论规律，对电力系统的发展有一定的促进作用。

胜利石油管理局有限公司公共事业服务中心董鲁渤韩晓东王宪全

摘要：对电力系统中的电气设备进行故障诊断和检修，需要通过标准理论和科学技术相结合的方式，本文通过对电气设备故障诊断和检测的问题进行探讨，分析其出现问题的原因和理论规律，对电力系统的发展有一定的促进作用。
关键词：电气设备；故障；诊断
        电气系统的规模在不断扩大，其功能也逐渐得到完善，复杂系数越来越高，这很容易造成电气设备出现各种故障，一旦电气设备出现故障，就需要停电检修，就会对人们的生活会造成严重的影响。因此，要加大电气设备故障方面的诊断方法，保证电气设备能够正常运行。
        1、故障诊断基本知识
        1.1故障危害
        对故障的危害性进行分析，就是按照各个故障发生的类别和严重性进行分类，然后对其影响进行分类，对各种可能出现的故障进行全面的分析。对危害性进行分析，主要是对失效模式的补充，如果不对失效模式产生的影响进行分析，就不能对危害性进行分析。
        （1）定性分析法。如果不能得到设备的状态量数据、故障概率数据，就应该按照故障模式发生的概率对故障模式进行评价，将故障模式按照相应的规定进行划分，将其划分成不同的等级。故障模式发生的概率主要的概率等级可以划分成5类：经常发生、有时发生、较少发生、很少发生、极少发生。
        （2）定量分析法。如果能够得到状态量数据和故障数据，可以采用定量的方法，这样分析出的结果更加准确，对危害性进行分析时，可以采用定量的方法来分析，使其故障概率数据源能够和分析出的结果一致。
        1.2流程诊断
        故障诊断是对于一些在状态上明显下降的设备，一些设备出现状态下降的问题和很多部件有关，这些部件可能来自多种部件，如铁芯、变压器绕组等。通过对这些设备实施故障进行诊断，可以得出出现故障的具体部件。对故障进行诊断过程中没有数学原型，需要较强的经验，可以采用人工智能系统对其协调实现。如果设备不同、结构不同，出现故障的现象也不同，采取的诊断流程并不完全相同。抓住基本的诊断流程，对机械故障诊断流程、绝缘故障诊断流程都要全面掌握。
        （1）绝缘故障诊断流程。出现故障的类型不同，产生的机理和征兆也各不相同，使用一种诊断方法并不能对故障进行深入分析，很容易出现错误的判断，对变压器中储存的气体进行分析。对故障进行诊断时，常规实验信息是重要依据。只有将各种信息有效地结合在一起，科学地建立一个故障诊断模型，就能够对具体的故障性质进行分析。故障诊断流程采取的思路是故障树的思路，可以采用各种诊断方法对故障产生的原因进行分析。进行诊断分析时，可以实施回塑的方法，使故障诊断的正确率全面提升。
        （2）机械故障诊断流程。如果变压器承受过短路冲击，导致绕组发生变形主要有2个因素：（1）变压器要具有较强的抗短路能力，而这种抗短路能力取决于多种因素，主要是保证设计时具有一定的均匀性；（2）变压器发生短路情况时，就会产生作用力，其作用时间主要取决于短路电流值，起到很好的保护作用。变压器发生变形的情况主要可以根据3步来实现，对变压器绕组变形进一步进行判断，可以采取实验对变压器的绕组变形问题进行研究。
        2、故障诊断方法
        电气设备分为多种形式，其功能和结构形式也各不相同，因此使用的故障诊断方法也不同。

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一般情况下，电气设备对故障原因进行分析时会采取多种方法，如故障树分析法、粗糙集故障诊断等。
        （1）阈值分析法。将电气设备各种测试结果和标准的数值相比较，对设备的故障问题进行检查。将测试结果和标准规定值相互比较，对其偏离度进行分析，偏离度越高说明故障越严重。阈值分析法是一种易于操作的方法，如果测试出来的结果和标准要求相符合，说明设备不存在异常；反之，说明设备存在故障。
        （2）显著性差异分析法。通常都会选择在运行比较好的检测条件下，对设备测量出来的测试结果进行有效的分析。如果设备的某个状态量存在一定异常，不管是否达到了阈值的要求，都说明设备可能存在缺陷，这个环节必须格外注意。通过对设备的状态量进行试验，得出试验结果，如果状态量没有相应的阈值要求，就可以采用显著性差异分析法进行分析。如果设备台数在很少的情况下，就不适合使用显著性差异法进行分析。
        （3）援例推理分析法。主要解决方法是推理方式，该推理方式在人工智能界引起了广泛重视。与人工推理方法十分接近，它主要是一种心理上的认知活动。当推理者对一个新问题进行求解时，通常都会借鉴关于此类问题的经验。如果出现新问题，尽量利用经验解决，若该新问题从来没有遇到，就应该将以前处理过的旧问题组合在一起然后再进行类比，得到一个非常重要的指示，指导过程中还可以加入一些规律性的指导，顺利将新问题全面解决。
        （4）人工神经网络分析法。人工神经网络属于一种动力学系统，这项系统的建立立足心理学基础，对人的大脑神经元进行模仿，主要是将多种处理单元并联在一起，能够对人脑的一些简单特性进行模拟。利用神经网络对信息进行处理时，对算法和规则不用开发，使软件的工作量全面降低，具有对多种信息进行处理的能力。神经网络在各种方面显示的价值非常大，该分析法是一种新的分析方法，在对故障进行诊断过程中拥有广阔的前景。单个神经元对信息进行处理时能力是非常有限的，但是如果将各大神经元全部连接在一起形成一个网络结构，功能就会大力增强。神经元的类型有多种，连接形式也具有多种，将神经网络连接在一起后就会形成多种结构。神经网络的种类不同功能也会不同，对信息的处理也会不同。
        3、电气设备故障诊断技术
        粗糙集理论主要能够对不完整的知识进行处理，属于数学方法。不需要任何数据的附加信息，能够对各种不完整的数据进行分析。对于数据之间的关系合理分析，提取有用的信息，使知识的表达形式能够更加简明扼要，该理论已经在多个区域得到了广泛应用。该理论不需要经验和知识，对于不确定的学习方法进行处理时常用模糊集、概率统计，但是需要对数据添加一些附加信息和经验知识，例如概率分布问题并不容易得到。可以对数据本身信息进行利用，不用任何经验方面的知识。RS能够对数据进行分析，属于一种工具，能够将不完备的信息表达出来，还能够对其进行处理，主要基础立足不可分辨关系，在其分类上要非常侧重。将关键类的信息保留下来，然后将数据简化表达出来。对数据之间的关系进行识别并对其加大评估，从实验数据中获取更多的知识。RS和模糊集能够将不完备信息的不同方面刻画出来，RS立足不可分辨关系，主要侧重于分类问题。模糊集主要是对隶属程度存在不同，使集合本身具有一定的含混性。对粗糙集合不能正确定义的主要原因是领域知识严重缺乏，但是可以使用清晰集合靠近。
        4、结语
        当今社会的诸多领域都离不开电气设备，保证电气设备的可靠性和安全性非常必要。为使电气设备向着智能化和自动化发展，就应该对电气设备加大故障诊断，保证电气设备的安全和稳定。
参考文献
[1]刘齐,王茂军,高强,李晓明,石林.基于红外成像技术的电气设备故障检测[J].电测与仪表,2019,56(10):122-126+152.
[2]崔克彬,李宝树,徐雪涛,魏文力.基于图像增强技术的电气设备热故障自动诊断与定位[J].红外技术,2014,36(02):162-167.