電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)建

紀(jì)舜堯

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司物資分公司

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)建

紀(jì)舜堯

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司物資分公司

電氣設(shè)備實(shí)際上就是電力系統(tǒng)中電力線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、斷電器等的統(tǒng)稱，它是電力系統(tǒng)的基本單元，一旦時(shí)效將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是利用各種傳感器的測(cè)量手段對(duì)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的物理、化學(xué)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目的是預(yù)測(cè)設(shè)備可能發(fā)生的故障，以期做到預(yù)知維修和有效維修，確保電力設(shè)備安全運(yùn)行。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，促進(jìn)電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)也在快速發(fā)展和進(jìn)步。

電氣設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；故障診斷系統(tǒng)

引言

設(shè)備的長(zhǎng)期應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障，如絕緣﹑局部過(guò)熱以及操作不良等，影響設(shè)備的使用壽命，同時(shí)影響了企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展效益。在此情況下，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)故障的調(diào)查研究，經(jīng)過(guò)綜合分析以及長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，確定故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)建，以此來(lái)制定科學(xué)的維修計(jì)劃。

1 新形式下的電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)功能

1.1 數(shù)據(jù)瀏覽功能

在系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)中，需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的瀏覽，用戶在監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)程中，可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢和分析。其主要是由于在設(shè)備的運(yùn)用過(guò)程中，通過(guò)傳感器可以將設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)發(fā)送到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)處理器的分析功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的整理和反饋，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和診斷，

1.2 提供參數(shù)信息

在設(shè)備的運(yùn)行中，包括變壓器﹑傳感器以及開(kāi)關(guān)等組成部分，通過(guò)溫度﹑濕度以及氣體傳感器的檢測(cè)，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)中，從而通過(guò)系統(tǒng)軟件，可以為用戶提供設(shè)備的參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體分析。

1.3 智能診斷功能

在電氣設(shè)備運(yùn)行中，通過(guò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)收集，而用戶將專家系統(tǒng)﹑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及人工智能等手段應(yīng)用于設(shè)備的監(jiān)控中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷，降低了人力資源的使用率，同時(shí)提升了設(shè)備診斷的質(zhì)量和效率。

1.4 預(yù)測(cè)和分析功能

在設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控以及診斷系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的預(yù)測(cè)以及綜合分析，其主要是由于系統(tǒng)通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的綜合預(yù)測(cè)，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)以及工作狀態(tài)，可以分析設(shè)備的使用壽命及功率的變化，另外，在系統(tǒng)的運(yùn)行中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的分析，從而可以最大程度的保障設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的技術(shù)方法

2.1 發(fā)電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外發(fā)電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，主要是通過(guò)發(fā)電機(jī)光纖測(cè)漏儀(FOVM)﹑發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)視器(GCM)﹑發(fā)電機(jī)射頻監(jiān)視儀(RFM)進(jìn)行。發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)需要觀測(cè)和采集運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)與特性，建立正確的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，給出運(yùn)行異常和存在缺陷的信息，根據(jù)早期征兆進(jìn)行故障預(yù)報(bào)，采用計(jì)算機(jī)故障模糊專家系統(tǒng)進(jìn)行診斷和趨勢(shì)分析，并提出檢修方案。發(fā)電器的故障診斷系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程與狀態(tài)參數(shù)分析及檢修﹑實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，無(wú)損探傷﹑電氣絕緣檢查結(jié)果的分析，綜合進(jìn)行故障診斷。

2.2 變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

針對(duì)變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)都使用的是超聲定位監(jiān)測(cè)技術(shù)﹑局部放電監(jiān)測(cè)以及紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)等。針對(duì)充油式變壓器最為主要的應(yīng)用方向是在線油中溶解氣體以及微水分析技術(shù)。針對(duì)故障比較多的有載調(diào)壓的開(kāi)關(guān)，多使用有載故障診斷在線裝置，用以監(jiān)測(cè)診斷觸點(diǎn)的磨損情況以及機(jī)械或者電氣回路中的故障等。像變壓器中的高壓套管，多采用介質(zhì)損耗因數(shù)的數(shù)字化在線監(jiān)測(cè)手段。變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)除以上幾個(gè)方面外，還可以用以監(jiān)測(cè)油溫﹑線匝線組的溫度﹑負(fù)載電流以及電壓﹑風(fēng)扇的運(yùn)行等方面。對(duì)于變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，需診斷的故障類型主要有過(guò)熱性的故障類型﹑過(guò)熱且放電的故障類型﹑放電性的故障類型﹑機(jī)械故障以及進(jìn)水受潮等。

2.3 壓斷路器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

高壓斷路器的檢測(cè)內(nèi)容包括載流回路是否完好﹑絕緣度是否合格﹑斷路器是否有開(kāi)斷的能力﹑操作機(jī)構(gòu)的特性是否保持等。高壓斷路器的檢測(cè)和診斷結(jié)果如果現(xiàn)實(shí)運(yùn)行穩(wěn)定﹑無(wú)潛在故障或存在故障，那么則可以根據(jù)監(jiān)測(cè)程序填寫評(píng)估卡并列入狀態(tài)檢修范圍。在高壓斷路設(shè)備工作時(shí)，對(duì)其監(jiān)測(cè)主要是對(duì)每次發(fā)生故障時(shí)電流的大小和發(fā)生故障時(shí)跳閘的次數(shù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)發(fā)生故障時(shí)電流的人總和閘刀開(kāi)斷的次數(shù)來(lái)安排維修的先后順序。

2.4 通過(guò)信息融合和多傳感技術(shù)來(lái)診斷

多傳感技術(shù)主要是從多個(gè)側(cè)面﹑不同角度來(lái)對(duì)同一個(gè)物體進(jìn)行檢測(cè)，即針對(duì)同一個(gè)故障的不同表現(xiàn)形式，可以從時(shí)間﹑空間﹑頻域的角度著手，多個(gè)領(lǐng)域﹑多個(gè)層次地收集故障特征量。為了保證故障特征量的代表性，應(yīng)選取故障反應(yīng)速度較快的故障狀態(tài)信息量。信息融合技術(shù)是將多傳感的數(shù)據(jù)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)排列整合，并進(jìn)行綜合性分析。同一故障設(shè)備在不同的環(huán)境中，會(huì)反映出不同的故障特征量，運(yùn)用信息融合技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)“求同除異”的目標(biāo)。對(duì)不同的故障狀態(tài)特征量進(jìn)行融合，可以提高電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度和故障診斷的可靠性。但信息融合技術(shù)基本理論并不完善，所以信息融合技術(shù)診斷方法還需進(jìn)一步研究。

電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)和固有特性信息量不足，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)出來(lái)的結(jié)果存在偏差和變化，針對(duì)此問(wèn)題，可以使用模糊理論中最大隸屬原則。這種診斷原則可以迅速找出電氣故障原因，并且可以判斷電氣的故障類型。將模糊理論中最大隸屬原則和狀態(tài)信號(hào)相結(jié)合，可以分析電氣故障的模糊性和變化性。

結(jié)束語(yǔ)

在電氣設(shè)備系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和診斷的過(guò)程中，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)必然逐漸引進(jìn)新技術(shù)以及智能技術(shù)。在現(xiàn)階段的系統(tǒng)運(yùn)行中，推出的PM系統(tǒng)﹑MM系統(tǒng)可以較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的監(jiān)測(cè)及故障診斷，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。該軟件具有數(shù)據(jù)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的輸出功能呢過(guò)，便于分析和診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。另外，在未來(lái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必然逐漸加強(qiáng)對(duì)智能化設(shè)備的運(yùn)用。如粗糙集理論依據(jù)概率等方式將逐漸應(yīng)用于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，最終可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷，以此來(lái)制定科學(xué)的維修計(jì)劃。

[1]金祖榮.石化行業(yè)電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷[J].甘肅科技，2010(04)：66-67.

[2] 毛江.大型水電廠設(shè)備遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)建[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2010(03)：110-112.