基于数字化变电站的电力设备故障诊断研究

 定期对于电力设备进行的预防性检修是目前我国电力系统中所采用的普遍方法，计划检修是以时间为周期的特征的经验性来进行，经过电力主管部门的统一制定规程来进行一系列项目和周期以及工期等检修，但该计划的检修体制在目前看来仍然存在着一系列的严重的题，主要以频繁的临时性维修、维修不到位以及“无脑”维修这几点为主，如此一来使得电力公司在每天的设备维修方面花费了一笔不菲的资金，于是各运行人员中的专家开始从不同方面着手如何在节约设备资金方面费用的同时也能保障系统规定高质量运行。
目前随着电力设备中先进技术的不断提高和不断的发展，这使得在设备状态检测以及检修研究得到广阔的发展和运用，逐步成为了电力系统中一个至关重要的领域。
1 数字化变电站系统构造
现今数字化变电站的重要组成便是智能化设备的网络化设备，在IEC61850基础上建立的模型拥有统一化和自动化的特点。对于变电站中的信息共享以及各种操作都能够良好的实现。站控层、间隔层、过程层这三个是结构的主要组成部分。然而变电站里的自动系统设备可以随心所欲地安排在这三层之间的任何位置。
1.1 过程层 一次设备和二次设备在结合过程中的关键点存在于过程层中，设备典型的为远方I/O、典型的设备有远方I/O、执行器和智能传感器这几种组成。
对电流和电压的准确测量和运算是电量实时监测的主要内容，其他电器量能够通过间隔层的设备进行一定的运算得出。然而传统的电磁式电流互感器与常规方式相比是有一定差异的，在科技不断的进步下全新的光电电流互感器渐渐的取代了老旧的电压互感器。传统的采集也被数字采集所代替，因此突出了较强的抗干扰性，同时还体现出了较强的抗饱和性，设备和装置的也实现了小型化和紧凑化的目标。
执行操作控制以及驱动操作控制中主要包括变了控制变压器，对电容的控制，对电抗器的控制，对短路线的控制以及对隔离开关实时控制，同时还包括控制直流电源充电和放电的全过程。
随着现今点电力系统逐渐向智能化趋势发展以及信息技术的飞速发展，各种智能化开关和电子互感器也逐渐在更多的电力系统中普及。有机会让变电站的自动化技术从不可能化为可能。智能化一次设备包括信号采集及开入等，在于中压变电站和低压变电站能够将各种模拟型号从电子互感其中快速提取出来。将测控装置科学合理的安装到开关柜上，目前已经实现了变电站机电一体化的相关设计。
1.2 间隔层 每个间隔层都是由单个控制单元科学合理组合而成的。主要是将实时的数据在间隔国恒层中迅速的汇总，对于一次设备保护控制相关功能、本间隔操作的闭锁功能以及操作同期以及其他控制功能对数据的采集有效地进行实施，并在运算及控制命令的发出做一个全方位的统计。
具有优先级控制承前启后的通信功能，即对于过程层以及站控层的网络通讯功能同时高效完成，某些必要的时候，网络接口是可以完成双口全双工的方式，全面保证网络通信的可靠性让其信息通道的数据重复度得到巨大的提升。
1.3 站控层 带有数据库的计算机和操作员工的工作台以及远方通信接口等组成了站控层，其主要的任务是在两级高速的网络汇总全系统实时数据信息进行不断的刷新数据库，并按时的登录该数据库。遵照规定把相关联的数据调入控制中心。接受调度和控制中心相关联的操作命令转如间隔层和过程层进行有效的执行。且他作为一个全站闭锁功能的多媒体功能。可以对全站的相关功能进行编程。
对于间隔层、过程层双方面进行在线的维护。具有变电站设备在线检修等功能。
2 各故障分析
2.1 变压器故障 变压器故障有较多的分类方法。油浸式变压器故障来源往往可以大体的分为内部和外部双方面，顾名思义内部故障则是油箱内发生的各种大大小小故障，外部故障则是邮箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。
2.2 短路故障 变压器短路故障是一种便器内外部的一些常见的短路故障，他包含变压器出口短路内部引线或着绕组间对地短路，以及相互之间所发生的短路。变压器在运行期间常常可能会导致运行的时间过长，如此一来短路故障是很多时候并没有办法完全避免的，而短路故障常常的引发变压器损坏的罪魁祸首，对于电力系统可靠运行有着非常严重的影响。
2.3 放电故障 一般有两种引起绝缘的破坏作用的放电故障，一种是放电质点直接摧毁绝缘，以此造成了直接击穿。其二是使放电部位的绝缘部分在一定的条件下发生物理或者化学反应，介质损耗增加，导致最后的热击穿，主要是如下三种放电方式。
2.3.1 局部放电 放电电场在分布不均匀的情况便称之为局部放电，电厂在某些部位的电场若出现过高的情况便会造成击穿的现象发生，也即是局部放电现象。在固体绝缘空隙中和液体绝缘漆包中以及不同介质特性的绝缘层间都多事主要的产生部分，而发生的原因也是多样化。
2.3.2 火花放电 火花放电的原因是由于悬浮典韦引起的火花放电。以电场理论为基本依据进行分析，场强在悬浮部分的集中体现的更加明显，周围的诸多固体介质经常会被烧毁，并且烧毁部分逐渐碳化。
2.3.3 电弧放电 电弧放电这种形式放出的电拥有很高的能量，出现故障的主要原因是因为能量密度过大导致诸多的气体产生。对电解质的冲击直接为电子崩的形式冲击，组匝层间绝缘经常被这种放电形势下的电子索击穿，此种放电形势还会导致引线发生断裂的现象。电弧放电影响极其巨大，或许会造成大部分的金属报损，甚至严重的时候可能会造成设备的损坏，甚至发生爆炸的事故。以上所述充分的表现出了变压器的故障目前也处于不断的发展状态，同时故障性繁琐且复杂，常随着不同形态出现，当面对这一系列问题的时候要认真地对其分析研究找到相关的方案来解决。虽然这三种放电形势之间存在诸多明显的差异，但三种放电形势在本质上却存在很多密切的关联，三种放电形势之间最为明显的差别是放电的层级。其余放电的预兆以局部放电体现最为充分。往往工作人员在知道局部放电要及时制止和避免做好相关措施。避免引发后两种放电造成严重的损失。
2.4 绝缘故障 无论何种形式的变压器，变压器自身的绝缘性都是至关重要的，绝缘体系也都是由变压器绝缘材料以及各种绝缘器所同一组成的，变压器是否有较长的使用寿命和变压器自身的绝缘性有直接的关系，若变压器拥有较好的绝缘功效，则变压器在运行过程中的安全性和稳定性都能更具保障，反之则会式变压器运行处于不稳定状态，还可因为绝缘性不好造成严重的经济损失和安全事故发生。相关统计数据表明，85%以上的变压器事故和绝缘故障有着很大联系。
2.5 铁芯故障 具有关资料相关统计，铁芯问题造成的故障比例是各类故障的前三位。造成铁芯故障的主要原因也是多样的，在安装制造或者维修的过程中的大意，导致部件遗漏或者本来不该接触的地方接触了。其影响除了局部过热烧坏的同时很可能导致气体在电器动作后的跳闸事故。
综上所述，数字化变电站的电力设备故障多样化且影响也是重大的，对此认为对于这些容易出错的电力设备应该定期做一个系统且全面的检测和保养。有效的实行状态检修是增加各电力设备运用寿命的不二法门。
3 结束语
目前来看，电力设备实行状态检修已经成为了电力系统发展的必然方向，状态检修在数字化变电站所提供的运用下有了更好的运作，信息共享方面也更加的广泛，有效的促进了检修状态作用。为了提高该状态检修水平，不仅仅靠技术支持，细致的管理工作也是至关重要。