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        礦山電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究

        2019-04-15 05:45:28李飛龍
        世界有色金屬 2019年2期
        關(guān)鍵詞:電力設(shè)備故障診斷礦山

        李飛龍

        (中國有色礦業(yè)集團有限公司,北京 100029)

        礦產(chǎn)行業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位,是我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。因此,對礦山開發(fā)所需的電力設(shè)備進行研究,在社會經(jīng)濟建設(shè)中具有重要的價值,是保障社會經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。近年來,我國科學技術(shù)飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)設(shè)備得到進一步發(fā)展。然而電力系統(tǒng)在運行時經(jīng)常發(fā)生故障,由此造成嚴重的經(jīng)濟損失,并影響礦山工作的進程[1]。因此,提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性十分重要。電力系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷成為近幾年的新興技術(shù),但是此類技術(shù)還不是很完善。針對目前電力設(shè)備存在的一些問題,對電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測進行分析,并設(shè)計故障診斷技術(shù),為礦山電力工作做出貢獻。

        1 狀態(tài)監(jiān)測過程分析

        1.1 采集監(jiān)測信號

        電力設(shè)備工作的第一步就是信號采集,獲得當前設(shè)備的一系列電信號,根據(jù)設(shè)備上顯示的各種信號進行合理選擇。運用一次性采樣方法,每次只采集一個足夠數(shù)據(jù)處理所需長度的信號樣本,采樣的時間按照規(guī)定好的時間進行,根據(jù)出現(xiàn)隨機故障的信號進行自動采樣,不同的設(shè)備和任務(wù)要求采取的監(jiān)測方法是不一樣的,根據(jù)表征設(shè)備狀態(tài)信號采用不同信號采集方法。在信息采集中,變壓器常出現(xiàn)故障,主要是由里面的絕緣材料老化所導致,所以變壓器的狀態(tài)監(jiān)測多采用機械性、電氣性,進行實時狀態(tài)監(jiān)測。其中導致交流旋轉(zhuǎn)電機故障的原因也有很多,與其他故障不太相同。出現(xiàn)故障由于故障類別較多,且原因大多不同,所以一般采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等預測方法進行。

        1.2 監(jiān)測信號處理

        負責信號處理的系統(tǒng)與檢測的系統(tǒng)很遠,在監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行傳輸過程中,會受到一定的破壞,所以要先對數(shù)據(jù)進行處理。先將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,然后將數(shù)據(jù)壓縮后打包在進行傳輸。傳輸?shù)娇刂浦行牡臄?shù)據(jù)采取多種方法對數(shù)據(jù)進行處理。在信息采集和數(shù)據(jù)傳輸完成后,處理不完全、不精確的信息,監(jiān)測的信息具有不確定性,需要對設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)信息進行獲取,提取其中有效信息。

        2 故障診斷技術(shù)設(shè)計

        在電力設(shè)備故障中存在很多不確定的因素,模糊性和隨機性是主要表現(xiàn)形式,隨機性是由于數(shù)據(jù)的分散和故障因果造成的,模糊性主要是人為主觀理解上的不確定性、故障的模糊性輸入、故障類型作為輸出、故障和故障現(xiàn)象之間的關(guān)系作為模糊狀態(tài)。由此提出POI技術(shù)解決電力設(shè)備故障,POI技術(shù)主要用來解決出現(xiàn)的模糊性和復雜性,來準確得出故障出現(xiàn)的原因以及性質(zhì)。以下是POI技術(shù)的具體過程。

        2.1 選取故障信號特征量

        在眾多故障信號中,提煉可以用到的信息,一般情況下,很多故障特征代表著一樣的故障,正確選取特征量。引入紅外線技術(shù),紅外線技術(shù)能夠接受故障物體發(fā)出的紅外線信號,對信號從多個方面、多個角度進行處理,選出敏感度較高的特征量。通過這些信號進行特征量分析,全面分析選取故障特征量,其能快速、準確的選取故障信號特征量,能夠提高電力管理系統(tǒng)的經(jīng)濟效益,節(jié)省時間成本,為工作者提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

        2.2 實現(xiàn)故障診斷

        進行故障診斷是要對電力系統(tǒng)故障發(fā)生的過程及故障來源去向進行分析,采用POI技術(shù)準確得出故障出現(xiàn)的原因以及性質(zhì),實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài),對出現(xiàn)的故障進行處理診斷,以下是POI技術(shù)的具體算法。

        首先電力設(shè)備輸入模糊化層,然后為診斷規(guī)則的釋放強度層,最后把所有規(guī)則強度的歸一化層,計算公式如下:

        其中fi代表模糊輸出數(shù)值,a代表故障過程,此次計算不做定向分析。

        通過POI技術(shù)計算,調(diào)整結(jié)構(gòu)和故障參數(shù),能夠準確的對故障進行診斷并且分析處理。

        圖1 POI技術(shù)處理流程

        圖1主要是POI技術(shù)工作時的流程,可以明確看出對于故障診斷時的有序性。

        通過POI診斷技術(shù),能夠準確、快速的對故障進行處理,提高礦山工作效率,一定意義上有推廣作用。

        3 實例論證分析

        為確保POI技術(shù)對礦山故障診斷的有效性,進行實例論證,傳統(tǒng)故障診斷方法和POI診斷方法進行分析論證。結(jié)果表明,POI診斷方法比傳統(tǒng)診斷方法效果好,以下是實例論證:實例分析通過對某地礦山電力設(shè)備進行診斷,由于傳統(tǒng)診斷技術(shù)不能對故障進行更好的診斷,通過POI技術(shù),能夠準確、快速的找出故障位置并分析,節(jié)省了大量人力、物力、財力。以下是兩種診斷方法效果對比圖(如表1)。

        表1 礦山電力故障診斷對比圖(請修改)

        表1從信息特征量獲取時間、故障診斷時間和總體花費時間對兩種診斷方法進行了對比。從表中可以明確看出,傳統(tǒng)診斷方法信息特征量時間長,POI診斷方法能夠更快速獲取信息特征量;從故障診斷速度上看,POI診斷方法在短時間內(nèi)就可以準確對故障進行診斷;傳統(tǒng)診斷方法對故障診斷程度遠遠低于POI診斷方法。實例對比證明,POI診斷方法能夠更快速、更準確的獲取信息特征量并發(fā)生故障的位置,有效處理故障,POI診斷方法對礦山電力診斷起到了重要作用。

        4 結(jié)語

        綜上所述,礦山電力設(shè)備在礦產(chǎn)發(fā)展中占有重要位置,因此對礦山電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)具有重要意義??傊?,電力設(shè)備監(jiān)測與診斷是一項技術(shù)要求高的工作,為確保電力系統(tǒng)安全有效的正確運行,應加強對電力設(shè)備的監(jiān)測,并引入新技術(shù)對故障進行診斷,提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性,保證礦山的電力系統(tǒng)正常運行,促進礦產(chǎn)行業(yè)進一步發(fā)展,促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

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