电气设备状态监测与故障诊断_张春霞

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1、第23卷第1期武汉工业学院学报Vol.23No.12004年3月JournalofWuhanPolytechnicUniversityMar.2004文章编号:1009-4881(2004)01-0006-05电气设备状态监测与故障诊断张春霞(武汉工业学院电气信息工程系,湖北武汉430023)摘要:论述了在电气设备状态监测与故障诊断中引入多传感器与信息融合技术的可行性。介绍了多传感器与信息融合的基本概念,说明了信息融合的结构和实现方法,指出了在电气设备状态监测中采用该技术需要解决的问题。关键词:电气设备;状

2、态监测;故障诊断;多传感器与信息融合中图分类号:TP212文献标识码:A和技术指标。0引言设备状态信息的分析与利用是诊断的基本任电力工业的电气设备包括变压器、各种类型的务。诊断同样也包括两个方面的含义,一是判据的开关(断路器)装置、避雷器、绝缘套管以及电缆等。确定,一是根据判据做出决策。不同类型的故障,会电气设备的异常或故障将危及电力系统的安全、稳有不同的判断标准。有的是以相关标准或规范给出定、经济运行,因此,以全面清晰地把握设备运行状的绝对值作为依据,有的是以测量值的时间变化来态、发现设备潜伏故障为目的的

3、电气设备状态监测反映故障,通过与历史数据的比较来进行判断,还有与诊断技术就成为电力工业的一个迫切的需要。同的是以测量值的空间变化来反映故障,通过与同一时,电气设备的状态监测与故障诊断也是改革电气现场同类设备测量值的相互比较来进行判断。在充设备维护保养体制、实施状态检修的基础。分收集信息的基础上,判定设备的运行状态,确定是状态监测与故障诊断的核心在于如何准确地获否存在潜伏故障以及故障的类型、部位和程度;高级取设备的状态信息和如何有效地利用所获取的信息。的诊断还包括对潜伏故障发展趋势的预测以及设备所谓获取设备的

4、状态信息,包括两方面的含义,余寿命推断。一是如何选择一个或几个最能反映设备运行情况的1研究现状及问题状态量作为实施监测的对象,一是如何选择合适的传感器去实施监测。十几年里,在电气设备的状态监测与故障诊断不同的设备,经常发生的故障的种类和特点都领域中,围绕着信息的获取和信息的分析利用两个不一样,如变压器最常见的是绝缘故障、局部过热核心问题,国内外均进行了大量的研究,在传感器设等,断路器最经常发生的故障为机械操作不良,其发计、信号采集与处理、故障诊断方法等方面取得了很生概率占到总故障比例的70%以上,而避雷器的

5、主多进展。清华大学在大型变压器和电机的局部放电[1]要故障类型是老化和受潮。因此对于不同的电气设监测中,对取样电流传感器进行了深入探讨,并引[2]备,应该在充分进行了现场故障调研统计的基础上,入了新的故障特征识别方法;数字形态学也被引[3]经过细致的比较分析,针对发生频度高、事故影响入用于提取监测信息的波形特征;此外,西安交通大、维护检修时间长的故障类型进行监测,这是确定大学在变压器的监测中,尝试了将油中气体分析与[4]状态监测实施对象的原则。在确定了状态监测实施电气试验结果相结合的综合诊断方法。人工智能[

6、5]对象之后,就可以根据对象的特点确定传感器类型也在该领域得到应用。这些都在很大程度上对在收稿日期:2003-11-06作者简介:张春霞(1973-),女,湖北省京山县人,工程师。1期张春霞:电气设备状态监测与故障诊断7线监测与故障诊断技术的发展起了促进作用。题。但是,从总体上看,对信息的获取和利用目前仍3信息融合处理技术然停留在比较低的层次上。这主要表现在:①信息来源渠道少,普遍的是局限于单个传感器(或单变量)监根据故障状态与故障表现之间存在多对应关系测,即对一种设备或一类故障,选择一种对故障反映的特点,

7、引入多传感器技术来进行设备的状态监测比较灵敏的状态量进行监测;②对同一类设备,即使与故障诊断,大大拓展了信息来源的渠道,增加了获针对不同类型的故障选定了多个状态变量作为监测取的信息量。但是,如果不能对信息进行有效的处对象,从信息来源的渠道看是丰富了,但由于各监测理,提高信息的有序程度,则多传感器信息的反映只状态量之间缺乏有机联系,信息有序度低,不能实现会造成大量杂乱信息的堆积。融合处理和综合分析,影响了对信息的分析和利用。正如前面已经提到过的,考虑到来自不同传感③由于单个信息的抗干扰能力弱,容易受噪声干扰,

8、器的信号尽管特征不一样,但都是对同一故障在不传输过程中容易产生失真,也成为影响其现场使用效同特征空间的反映,彼此之间并不是完全独立的,而果的主要制约因素。④单传感器监测完全没有容错是相互之间存在紧密的关联关系,如果能够将来自和纠错能力,一旦传感器出现故障,整个监测系统就各传感器的信息借助一定的准则进行融合,通过各失去作用。这些客观上都影响了电气设备状态监测传感器信息之间的相互关联关系,强化各传感器的[6]与故障诊