基于数字化变电站的电力设备故障诊断分析
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0379-01
前言
电力设备的故障诊断是进行电力设备检修的前提性和基础性工作，目前，我国电力系统的检修方式是预防性的，这种方式也是目前国内所采用的普遍性方法。预防性检修需要有计划地规划检修周期，根据电力设备的一般规律以及在检修实践中所积累的经验来确定检修时间周期。但是这种检修方式的问题依然比较严峻，因为在检修过程中，范围十分广大，目的性不强，检修技术相对老旧，达不到预期效果。在这种情况下，存在几点弊端，一是检修过程中所花费的人力物力庞大，二是，检修效果不尽人意。于是，我国在电力设备的检修问题上开始不断研发新的措施，以促进电力系统的安全稳定运行，保障我国经济的正常发展。
一、数字化变电站基本构造
变电站的数字化是目前电力设备的发展趋势，各种电力设备不断智能化、网络化和自动化，这是我国电力系统的时代性进步。但是在数字化变电站当中，各种设备故障问题也越来越难以处理，需要更为先进的检修技术，来解决数字化变电站当中的一些检修难题。数字化变电站一般具有过程层、间隔层以及站控层三个层面的结构，以下是对数字化变电站基本构造分析：
（一）过程层
过程层是数字化变电站一次设备与二次设备结合的地方，设备一般是远方I/O、智能传感器以及执行器组成。电量的监测是通过对电压以及电流的运算实现的。这种电流互感器与传统互感器存在差别，传统的采集主要依靠人工进行，如今已经逐步实现数字化和信息化。在这种互感器中，抗干扰性比较强，另外还具有抗饱和性。驱动操作中存在变压器的控制和电抗器以及电容的控制，直流电源放电以及充电的整个过程都包括在内。
（二）间隔层
间隔层主要组成是各个单元，实现实时数据的汇总，能够保护一次设备，并对数据的采集进行有效的控制，通过统计和运算控制命令。间隔层还具有一定的通行功能，具有全双工式的网络接口，保障网络通信的可靠性，全面提升数据重复度。
（三）站控层
站空层的组成需要员工的操作，员工主要进行数据库计算机的操作，加上远方通信接口，形成站控层。站控层在电力设备当中主要承担数据和信息的更新，刷新整个数据库，并且会定期登陆数据库，进行数据关联的调控功能。在数据调控之后，会发出操作命令，并通过间隔层和过程层完成执行命令。另外，站控层具有多媒体的功能，站控层的维护和检修，对于间隔层和过程层的安全具有重要意义。
二、变电站故障分析
（一）变压器故障
变压器的故障分析我们要根据其分类来进行。一般而言，油浸式的变压器故障可以分为外部故障以及内部故障两个方面。在油浸式变压器当中，根据以往检修经验，在其外部发生的故障通常是由于绝缘套管的问题，绝缘套管的引出线上时常发生一些故障，需要进行具体的观察。
（二）短路故障
短路故障是变电器故障当中最为常见的电力设备故障。短路故障除了存在于便器的内外之外，也市场出现在变压器的出口位置，一旦变压器出路位置短路，继而会引发其内部绕组或者引线短路，并且相互之间可能存在对地短路。对于短路故障，基本原因是由于电力设备尤其是电压器的运行时间太久，容易引发短路。对于电力设备的预防检修工作来说，电力设备的短路很大程度上是无法完全避免的，多多少少会存在变压器的短路情况，一旦存在短路故障，对于变压器会造成很大的损伤，继而威胁到整个电力系统的安全稳定运行。
（三）放电故障
数字化电力设备当中的放电故障的出现一般会导致绝缘体破坏，因此，必须加强对放电故障的预防和检修工作。十字花电力设备当中的放电故障一般有两种，其一是绝缘体附近的放电部位发生的化学反应或者物理反应，其二是放电产生的质点直接影响到了绝缘体。放电故障有以下三种：
1、局部故障
所谓局部放电故障，也就是说在不均匀分布的电场存在的放电情况，这种放电故障的产生很大程度上是由于电场的过高情况所导致的。一般在电场中，一些部位存在过高电场，继而引发击穿现行，出现局部放电故障。这些局部放电主要存在于固体绝缘的空隙当中，也有些局部放电存在于绝缘液体当中，另外绝缘层如果是不同的介质组成，也可能会产生局部放电。可见局部放电产生的原因是多个方面的，检修和预防工作需要具体分析其发生原因。
2、火花故障
放电故障当中的火花放电故障也是常见的一种类型，在电力设备当，主要是因为悬浮典韦引发的。悬浮典韦的场强因素要根据火花放电的基本原理和依据进行具体的分析，找出悬浮部分集中场强部分。提单场强集中比较明显，那么可能会导致介质的烧毁，被烧毁的介质会逐渐的发生碳化。
3、电弧故障
放电故障当中出现的电弧故障对电力设备的损伤比较大，由于这种形式的放电具有很高的能量，摧毁力度是很强大的。而出现电弧故障的原因也是由于能量的问题。一旦电力设备当中能量聚集过大，会产生很多气体，这些气体的产生直接冲击到电解质，继而冲击到电子崩，最终引发电弧放电。这种放电形式很大程度上会击穿组匝层间的绝缘体，如果形势比较严重，很可能还会致使引线断裂掉。因此来说，电弧放电引发的一些故障对电力设备的影响都是极其大的，会导致电力设备一些金属零件损耗，甚至直接导致整个设备的损坏，情节严重的话，还有可能引发设备的爆炸事故。因此，电力检修的工作人员在对电弧放电引发的电力设备进行检修时，还要特别注意安全措施的处理。
（四）绝缘故障
作为变压器本身，长期处于电力运行环境下，其本身的绝缘性质是很重要的。变压器绝缘效果的好坏很大程度上取决于其绝缘材料，另外还要加上各种绝缘器加强绝缘效果。变压器的绝缘效果好，那么其在投入使用过程中的寿命便会加长，一定程度上减少很多故障的发生，增强安全性和稳定性。如果变压器本身的绝缘效果并不好，可能是由于绝缘材料的问题，那么会因此带来比较严重的绝缘故障，这种故障会直接损坏变压器，除此之外，还会威胁带整个电力系统，造成严重的经济损失。变压器的绝缘故障十分常见，据相关数据统计，至少有四分之三以上的变压器故障属于绝缘故障或者与绝缘故障存在直接或间接的关系。
（五）铁芯故障
铁芯故障也是常见的一种电力设备故障，该故障出现的频率仅仅次于绝缘故障。另外，铁芯故障发生的原因是多个方面的。铁芯故障发生的主要原因还是铁芯部件与其他部件的接触，导致铁芯被直接烧坏，或者出现气体，导致跳闸事故。因此，在铁芯部件的安装过程中，一定要注意铁芯的安装位置，避免与其他部件直接接触。
结束语
总而言之，数字化电力设备的检修工作十分复杂，一方面，电力设备出现的故障多种多样，一定要提前做好预防措施；另一方面，导致电力设备产生故障的原因也是多方面的，这需要检修工作人员在检修过程当中进行具体的分析，找出发生故障的原因，继而需求最为有效的解决措施。维护我国电力系统的安全与稳定。
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