故障诊断

我国能源安全的新战略为我国能源转型发展、构建“清洁低碳、安全高效”的国家能源体系提出了新要求。以电网为核心的能源互联网和泛在电力物联网正在加速发展。但是，由于高电压等级电网中（尤其是特/超高压电力设备）通常伴随强电磁场，而强电磁场对传统无线传感器的可靠性造成了严重影响，导致高电压等级电网缺乏可靠的传感器。这一瓶颈制约了电力物联网的发展。针对以上问题，我们研究了抗电磁干扰微纳传感器及无线通信技术。基于新材料和器件的温湿度、电磁场、压力、声学等多参量微型传感芯片和封装技术，实现能够适应高电压等级电网复杂工况的微型传感器；研究了多层超表面微结构，实现抗电磁干扰的功能表面并与传感器集成；研究基于抗电磁干扰的功能表面的无线传感通信技术，解决微型传感器在强电磁干扰环境下的通信问题；研究了基于人工智能的故障诊断算法，解决了传感器的智能化问题。

通过国网总部科技项目（2018-2019） “变电站直流电源智能化技术研究”，对目前站用直流电源系统诸多问题进行总结及研究，提出站用直流电源系统智能监控、保护及运维方案，实现绝缘降低、交流窜电、直流互窜及不稳定接地准确报警与精确定位，实现支路故障主动式保护和快速隔离；提出蓄电池状态参数在线检测和精准估算方法，及时获得电池及系统的运行状态；通过对电池的主动式均衡和精细化管控，有效改善蓄电池组的系统性能，实现单体层次电池运行状态的在线诊断及故障电池的及时隔离，提高蓄电池组运行的安全性和可靠性；采用先进传感技术、数字化技术、嵌入式计算机技术、物联网技术，研制站用智能化直流电源及其运维系统，对站用直流电源系统的运行状态实时感知、监视、分析和故障诊断，对直流电源设备进行分散测控和集中管理，实现直流电源系统的全景化监测、远程控制和维护。

噪声与振动是运行设备的固有特性，绝大部分异常状态(工况)都会伴随振动与声的变化 。异常振动会带来结构松动、绝缘老化、材料疲劳等问题，对电网安全稳定运行造成重大隐患。声振检测与诊断技术具有非接触、不停电、可连续等优点，可及时发现设备早期潜伏性缺陷，可以作为现有监测手段的必要补充。讲座将介绍变压器、绝缘子、水轮发电机等电力设备声纹识别技术，包括抗干扰检测方法、特征量提取与模式识别、基于人工智能的声纹识别技术等。

课程分享了一二次融合智能开关在浙江的应用成效。通过提高配电一二次设备的标准化、集成化水平，提升配电设备运行水平、运维质量与效率，满足线损管理的技术要求。实现了100ms配网线路短路故障级差配合，自动把故障点隔离在最小区域;单相接地故障诊断采用暂态与稳态电压电流数据进行多方信息融合，并运用人工智能技术，实现接地故障就地隔离。　　1、建设背景　　2、建设目标　　3、下一步计划

换流变压器是特高压直流输电工程中技术水平最高、单体体量最大、单体价格最高、制造难度最大、出现故障后果最严重的设备。

辐射电场测量系统由电场传感器与光接收机组成。由棒状电小天线感应电场信号，利用宽带运放组成的调理电路来处理信号，并将该信号调制在激光器上输出到远端的光接收机，光接收机将光信号转换为电信号输出至示波器中。电场传感器采用金属外壳进行屏蔽，且测量系统间采用光纤连接，因而该系统不易受到电磁环境干扰。 提出了包含幅值、前沿、振荡主频及阻尼因子等在内的G引S开关暂态辐射场特征参量表征方法：提出了依据暂态辐射场电场脉冲裙的高频脉冲个数和电场脉冲特征频段的小波包分解能量来实现对开关早期绝缘缺陷故障诊断方法：研制出基于开关暂态辐射场测量的G1S绝缘故障诊断系统。

从当前变电站直流电源发展现状及输变电设备智能化、高可靠性发展要求入手，针对当前影响直流电源安全稳定运行的主要原因，提出了安全型、智能直流电源的关键技术，通过研究基于多重判据的蓄电池离线故障甄别技术，研究直流供电网络安全性监测及治愈技术，研究基于多重故障智能录波监测与分析技术等关键技术，提高智能直流电源整体安全性和故障诊断治理能力，实现直流电源故障的预防、在线诊断及自动治理，有效提高站用直流电源系统的安全性和自愈性。

工业听诊器替代了电力行业中老师傅常用的听筒或听棒。配电柜设备在运行过程中会产生噪音，如果有故障产生会伴随产生异响，工业听诊器利用声纹AI技术对异常声纹进行故障建模，24小时在线听诊，及时发现故障以及大数据分析预测故障。

目前国内诊断开关柜的绝缘状况主要还是运用预防性局部放电试验,需要停电进行,由于预防性试验周期间隔可能较长,很难发现在两次预防性试验间隔之间发展起来的绝缘缺陷。介绍一种新型的高压开关柜绝缘性能检测与故障诊断技术,包括基于超声波和TEV检测方法的原理,应用这两种方法都可以在线检测绝缘性能,为电力设备的状态检修工作提供丰富的数据依据,全面保障高压开关柜的安全运行。

报告首先指出目前容量电力变压器健康状态在线监测和故障诊断方面所面临的挑战，其次介绍了适用于复杂多物理场环境的高可靠多参量无源感知技术研究现状，及设备状态智能评估技术的研究进展，最后指出融合高可靠无源感知技术及智能评估技术，革新现有设备状态评价和预警体系，形成变压器“在线监测-评价预测-运维检修-故障切除”的先进智能诊断体系是未来重要研究方向。