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        電氣設(shè)備故障診斷方法和技術(shù)研究

        2019-10-20 01:59:19李世鵬
        炎黃地理 2019年5期
        關(guān)鍵詞:故障診斷電氣

        李世鵬

        摘 要:電氣設(shè)備系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、牽涉面廣的綜合性系統(tǒng),電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的有序運(yùn)行。同時,電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)評估和預(yù)測以及電氣設(shè)備的故障診斷十分復(fù)雜。因此,采用現(xiàn)代化的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測技術(shù),及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常征兆、對故障進(jìn)行診斷分析,并采取相應(yīng)措施,對保證電氣設(shè)備的安全和整個供電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行都具有十分重要的意義。

        關(guān)鍵詞:電氣;設(shè)備監(jiān)測;故障診斷

        1 電氣設(shè)備狀態(tài)檢測機(jī)理研究

        1.1 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基本原則

        (1)電氣設(shè)備的維護(hù)需要統(tǒng)籌考慮。由于電氣設(shè)備的特殊性,無論是全面的預(yù)防性試驗(yàn)還是拆裝性檢修,一般都要求設(shè)備退出運(yùn)行。所以,在設(shè)備的監(jiān)測維護(hù)過程中要考慮各種設(shè)備間的相互關(guān)聯(lián)和影響,統(tǒng)籌安排電氣設(shè)備的檢修工作,將檢修的周期和項(xiàng)目上升到管理策略的層面,盡可能的保證設(shè)備的可用性,減少電氣系統(tǒng)的停電時間。(2)采用綜合的設(shè)備狀態(tài)信息獲取方法。反映設(shè)備的狀態(tài)信息應(yīng)來自于,在線監(jiān)測獲取信息,各項(xiàng)試驗(yàn)獲取信息,設(shè)備家族缺陷事故記錄信息,不良運(yùn)行工況記錄信息。這是一個綜合的信息來源,各項(xiàng)信息依其對設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)確反映以權(quán)重反映,信息也應(yīng)考慮折舊,越新的設(shè)備折舊越小。(3)建立數(shù)字化管理體系。狀態(tài)檢修主要包括設(shè)備信息獲取、綜合診斷、檢修管理。建立數(shù)字化管理體系才能引入智能綜合診斷和檢修管理系統(tǒng),才能適于未來發(fā)展的需要,前述的量化的設(shè)備狀態(tài)評價體系就是為建立數(shù)字化管理體系奠定基礎(chǔ),實(shí)際上,建立數(shù)字化管理體系就是建立數(shù)字化綜合診斷,數(shù)字化檢修管理系統(tǒng)。

        1.2 實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測的基本策略

        狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是進(jìn)行狀態(tài)分析,在狀態(tài)分析前首先要分析狀態(tài)信息包含的內(nèi)容。狀態(tài)信息包括預(yù)防性試驗(yàn)、不良運(yùn)行工況記錄、缺陷記錄、檢修記錄、家族質(zhì)量記錄、在線監(jiān)測等幾個方面。狀態(tài)分析的目的就是基于上述狀態(tài)信息包含的指標(biāo),對設(shè)備的狀態(tài)做一個初步的評價,為是否檢修提供依據(jù),而設(shè)備存在缺陷的準(zhǔn)確診斷結(jié)果需要在檢修前后根據(jù)實(shí)際情況綜合分析后給出。設(shè)備狀態(tài)一般從狀態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、不良運(yùn)行工況記錄和家庭質(zhì)量缺陷記錄三個方面采用百分制綜合評分的方式確定。綜合評分≤30應(yīng)立即安排檢修,綜合評分介于31~55之間應(yīng)在三個月內(nèi)安排檢修,介于56~75之間的設(shè)備應(yīng)按計(jì)劃優(yōu)先安排檢修,介于86~100之間的可延期檢修。

        1.3 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與狀態(tài)檢修的融合

        對于單一設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)融合一般應(yīng)將數(shù)據(jù)傳送到電廠綜合信息管理系統(tǒng)(MIS),通過電廠綜合管理系統(tǒng)將在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與狀態(tài)檢修系統(tǒng)融合在一起;對于多設(shè)備、多系統(tǒng)的在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)融合應(yīng)先建立內(nèi)部設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中心,由監(jiān)控中心實(shí)施對全部前端站的控制,同時由監(jiān)控中心的監(jiān)測工作站實(shí)施在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與狀態(tài)檢修的融合。

        2 電氣設(shè)備故障診斷方法

        針對不同的電氣設(shè)備,目前的故障診斷方法主要可分為兩類:一類為傳統(tǒng)的電氣設(shè)備故障診斷方法,主要包括直觀檢查法、儀器儀表測量以及分段切割,逐段類推等;另一類是針對現(xiàn)代化的電氣設(shè)備采用粗糙集理論、震動信號處理、時間序列分析方法等。傳統(tǒng)電氣設(shè)備診斷方法中直觀檢查法是電氣設(shè)備故障診斷最基礎(chǔ)的方法。主要是利用眼睛、鼻子、耳朵、手等感覺器官,來進(jìn)行直接觀察,觀察溫度、聲音、顏色、氣味有否異常,以判斷電源裝置的運(yùn)行情況。通過這種直觀,將一些明顯的故障能立即診斷出來,或者分析和掌握故障發(fā)生的部位、危及范圍、嚴(yán)重程度以及元器件損壞情況。就是對那些隱蔽而復(fù)雜的故障,通過我們所直接觀察到的各種現(xiàn)象,也能為進(jìn)行診斷和分析提供重要依據(jù),因此,直觀是診斷故障的十分重要的第一步;儀器儀表測量法就是利用電氣儀表測量某些電參數(shù)的大小,經(jīng)與正常的數(shù)值對比后,來確定故障部位和故障原因,主要有測量電壓法、測量電流法、測量電阻法、測量絕緣電阻法等;其它的故障診斷方法包括對直觀檢查中發(fā)現(xiàn)的可疑對象、易損易碎元件進(jìn)行重點(diǎn)檢查法,采用相同規(guī)格元件對嫌疑、易壞設(shè)備進(jìn)行替換測試,逐步縮小故障范圍的方法,采用分段切割的方法診斷一些故障現(xiàn)象復(fù)雜、問題很多、涉及面很廣,故障范圍又不明的疑難故障,特別是閉環(huán)系統(tǒng)故障以及采用從輸入或輸出端開始逐級往前類推檢查,直至暴露故障的逐段類推法等。針對現(xiàn)代化的電氣設(shè)備主要采用時間序列分析、熱紅外方法、粗糙集理論、震動信號處理、小波理論等。時間序列分析方法就是將電力設(shè)備的歷史狀態(tài)參數(shù)結(jié)合當(dāng)前測得的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析比較,根據(jù)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)值、參數(shù)的變化值和變化速度,來描述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢,推斷設(shè)備狀態(tài)未來發(fā)展、演變的過程,并進(jìn)一步預(yù)測異?;蚬收峡赡馨l(fā)生的時間及部位、設(shè)備或元件的剩余壽命等。在電力系統(tǒng)設(shè)備中,由于設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致運(yùn)行的溫度狀態(tài)發(fā)生異常,電氣設(shè)備的絕緣部分出現(xiàn)性能劣化或絕緣故障,將會引起介質(zhì)損耗增大,在運(yùn)行電壓下發(fā)熱。具有磁回路的電氣設(shè)備,由于磁回路漏磁、磁飽和或鐵芯片間絕緣局部短路造成鐵損增大,引起局部環(huán)流或渦流發(fā)熱。還有些電氣設(shè)備,因故障而改變電壓分布狀態(tài)或增大泄漏電流,同樣會導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)溫度分布異常,多以采用熱紅外的方法監(jiān)測電氣設(shè)備相關(guān)部位的溫度或熱狀態(tài)變化,從而判斷設(shè)備故障就是電氣設(shè)備故障的熱紅外診斷。粗糙集理論是一種基于不完備不準(zhǔn)確信息進(jìn)行模糊分析的數(shù)學(xué)方法。

        3 結(jié)語

        電氣設(shè)備系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、牽涉面廣的綜合性系統(tǒng),電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的有序運(yùn)行。同時,電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)評估和預(yù)測以及電氣設(shè)備的故障診斷十分復(fù)雜。因此,運(yùn)用綜合性的技術(shù)手段,掌握電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),預(yù)測設(shè)備故障發(fā)生、發(fā)展情況,并采用人工智能信息處理技術(shù)進(jìn)行故障診斷,對提高我國電力設(shè)備的安全穩(wěn)定性,保證電力系統(tǒng)高效有序運(yùn)行都具有十分重要的意義。

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