發(fā)電機(jī)電氣故障智能診斷機(jī)理分析

林秋伯

摘要：電力資源是當(dāng)前人們生活中不可取少的能源之一，是保證社會(huì)正常有序發(fā)展的關(guān)鍵。發(fā)電機(jī)作為電力系統(tǒng)的核心，受到人們的廣泛重視。隨著社會(huì)發(fā)展，各種發(fā)電機(jī)故障不斷涌現(xiàn)，成為影響發(fā)電機(jī)正常工作的主要因素，電氣故障作為最為常見的發(fā)電機(jī)故障，逐漸引起工作人員重視。本文筆者分析發(fā)電機(jī)電氣故障智能診斷機(jī)理。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；電氣故障；智能診斷

引言

發(fā)電機(jī)作為電廠運(yùn)行過程中的重要設(shè)備之一，對電廠的運(yùn)行質(zhì)量有很大影響，電廠在運(yùn)行過程中，其發(fā)電機(jī)組在長時(shí)間的運(yùn)行過程中出現(xiàn)一些故障，從而導(dǎo)致發(fā)電故障，對人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生影響，同時(shí)還會(huì)對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生較大影響。對此，電廠運(yùn)行過程中必須要積極加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)故障智能診斷的檢測和排除，針對不同的發(fā)電機(jī)故障，要采取不同的措施進(jìn)行解決，以提高電廠的運(yùn)行水平。當(dāng)前電廠發(fā)電機(jī)故障診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展，故障診斷水平也有了一定程度的提升，但是隨著電廠的各種設(shè)備復(fù)雜程度越來越高，發(fā)電機(jī)故障診斷技術(shù)要求也越來越高，在電廠運(yùn)行過程中要對發(fā)電機(jī)故障進(jìn)行準(zhǔn)確地診斷和分析，并且要加強(qiáng)自動(dòng)診斷控制技術(shù)的應(yīng)用，確保發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠及時(shí)進(jìn)行維修，確保電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 發(fā)電機(jī)電氣故障智能診斷的重要性

在多方面因素作用下，發(fā)電機(jī)電氣故障頻繁發(fā)生，電氣故障智能診斷的重要性不言而喻。電氣故障智能診斷利于機(jī)組處于穩(wěn)定運(yùn)行中，提高發(fā)電的安全性，利于在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確定位發(fā)電機(jī)故障發(fā)生的具體位置，便于維修人員根據(jù)發(fā)生的具體原因，準(zhǔn)確把握電氣故障范圍、嚴(yán)重程度等，采用適宜的方法有效解決故障問題，有效縮短故障維修時(shí)間，確保故障發(fā)電機(jī)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行，能夠正常發(fā)電，增加年發(fā)電量的基礎(chǔ)上，促使電力企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟(jì)利潤，實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。電氣故障智能診斷利于維修人員即使發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)早期電氣故障，準(zhǔn)備好備用器件以及物資等，有效解決故障問題，利于電力企業(yè)全方位了解電氣故障問題，科學(xué)調(diào)整發(fā)電機(jī)維護(hù)檢修內(nèi)容，優(yōu)化維護(hù)檢修方案，將維護(hù)檢修工作落到實(shí)處，降低發(fā)電機(jī)電氣故障發(fā)生率的基礎(chǔ)上，提高發(fā)電機(jī)整體性能，充分發(fā)揮多樣化作用，延長其使用壽命，降低發(fā)電機(jī)維修與運(yùn)行成本，提高發(fā)電機(jī)日常運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)效益。

2 智能故障診斷系統(tǒng)的功能及構(gòu)成

2.1故障診斷系統(tǒng)的功能

（1）數(shù)據(jù)瀏覽電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)采用的是瀏覽器方式實(shí)現(xiàn)。使用者可以在任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)機(jī)上查詢有關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，也可以要求主機(jī)對設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析和判斷，并將分析結(jié)論返回給使用者。診斷中用到的數(shù)據(jù)則是由數(shù)據(jù)庫獲取，而診斷結(jié)果存到數(shù)據(jù)庫中。這樣，使得本系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫緊密結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)資源共享，成為一個(gè)有機(jī)整體。

（2）故障和災(zāi)害的分析計(jì)算。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障和災(zāi)害時(shí)，有助于分析發(fā)生的原因和對損失的計(jì)算等。

（3）智能診斷。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、粗糙集理論這些人工智能理論使用到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障的判斷，故障診斷和檢修建議。具有快速、便捷、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，可以有效提高綜合判斷效率。

（4）智能預(yù)測和決策支持。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和工作狀況，可以預(yù)測設(shè)備未來運(yùn)行狀態(tài)。并通過此調(diào)整設(shè)備工作條件，以保證其正常運(yùn)行。

（5）提供相關(guān)設(shè)備在線和非在線狀態(tài)參數(shù)，其中包括互感器、變壓器、絕緣子、斷路器、隔離開關(guān)避雷器等設(shè)備狀態(tài)信息。此系統(tǒng)具備功能：數(shù)據(jù)查詢功能（批量查詢、單位查詢、當(dāng)前數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢），數(shù)據(jù)錄入功能（批量錄入、單個(gè)錄入），歷史數(shù)據(jù)修改功能，數(shù)據(jù)信息顯示功能及數(shù)據(jù)打印輸出功能。

2.2 故障診斷系統(tǒng)構(gòu)成

電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，離線和在線診斷結(jié)合的方法，在分析當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及在線數(shù)據(jù)之后判斷電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀況，從而得出結(jié)論，為決策者提供必要依據(jù)。本系統(tǒng)包括以下幾個(gè)方面。

（1）互感器和套管及電容器的在線檢測。

（2）變壓器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)。

（3）動(dòng)態(tài)污穢分析系統(tǒng)。

3 發(fā)電機(jī)電氣故障智能診斷系統(tǒng)的機(jī)理分析

3.1 模糊理論的建立。為了讓智能診斷系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障，能夠盡快的找到故障原因，并且對故障部位進(jìn)行提示，提出有效的故障檢修方法，要正確的處理故障部位與故障原因之間的關(guān)系。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的某一故障可能是由于多方面的因素導(dǎo)致，也就是說，會(huì)有多種原因造成這一故障，而且隨著發(fā)電機(jī)組的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，故障部位與故障原因之間的關(guān)系縱橫交錯(cuò)，這是實(shí)現(xiàn)智能診斷系統(tǒng)正確診斷應(yīng)該解決的難點(diǎn)之一。因此，要利用故障部位與故障原因之間的關(guān)系，結(jié)合故障診斷專家的專業(yè)技能，使用模糊理論的手段，實(shí)現(xiàn)智能診斷系統(tǒng)對故障原因的判斷。模糊理論是用來表達(dá)發(fā)電機(jī)組內(nèi)故障部位與故障原因之間相互交叉的關(guān)系，建立模糊關(guān)系方程式，就可以幫助診斷系統(tǒng)做出正確的診斷。

3.2 發(fā)電機(jī)組的溫度測定。溫度異常是表示發(fā)電機(jī)組可能出現(xiàn)故障的表現(xiàn)之一，對發(fā)電機(jī)組的溫度進(jìn)行測試，可以判斷發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況。這是利用設(shè)立在發(fā)電機(jī)相關(guān)部位的溫度傳感器，將測得的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)處理后送入智能診斷系統(tǒng)進(jìn)行判斷分析，并且能夠?qū)囟鹊淖兓€通過顯示器顯示，以此來向技術(shù)人員傳達(dá)發(fā)電機(jī)組的溫度變化情況。還具有溫度異常報(bào)警功能，一旦發(fā)現(xiàn)溫度超出設(shè)定范圍，會(huì)發(fā)出警報(bào)及時(shí)通知技術(shù)人員。

3.3 對發(fā)電機(jī)組內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。智能診斷系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)組內(nèi)的定子電流、電壓，轉(zhuǎn)子電流、電壓進(jìn)行監(jiān)控和測試，可以將相關(guān)參數(shù)送入計(jì)算機(jī)內(nèi)，經(jīng)過分析計(jì)算可以得出發(fā)電機(jī)組的有功功率、無功功率、功率參數(shù)等因素，有助于對發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，幫助找出不必要的功率損耗，從而對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)，提高發(fā)電機(jī)組的工作效率。

4 智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 向整體系統(tǒng)發(fā)展，集中控制，建立大型故障數(shù)據(jù)庫，對發(fā)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行比對，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、解決故障。整個(gè)系統(tǒng)向著可靠性、智能化、開放性及與設(shè)備融合為一體的方向發(fā)展。

4.2 采集器，作為對振動(dòng)信號(hào)采集的關(guān)鍵部件向高精度、高速度、高集成以及多通道方向發(fā)展，精度從8位到12位甚至16位，采集速度從幾赫到幾萬赫，采集方式從等時(shí)采樣到等角度同步整周期采樣方向發(fā)展。

4.3 數(shù)據(jù)傳輸，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)迅速傳輸回控制中心，由計(jì)算機(jī)的串行口和并行口通訊向著網(wǎng)絡(luò)通訊的方向發(fā)展。

4.4 監(jiān)測系統(tǒng)，界面更人性化、智能化、友好化，方便用戶的觀看和操作，融進(jìn)多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。

4.5診斷系統(tǒng)，診斷更智能化，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)故障的診斷，實(shí)現(xiàn)在線采集振動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)診斷振動(dòng)狀態(tài)的方向發(fā)展。

4.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)容量更大，存儲(chǔ)方式更便捷的方向發(fā)展，建立通用安全的、可靠的大型數(shù)據(jù)庫。

5 結(jié)語

綜上所述，電路系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)緊密相連。在日常運(yùn)營過程中，電廠企業(yè)必須全方位正確認(rèn)識(shí)發(fā)電機(jī)電氣故障，要將其智能診斷放在核心位置，全面、準(zhǔn)確診斷發(fā)電機(jī)電氣故障，明確故障發(fā)生的具體位置，在最短的時(shí)間內(nèi)有效解決電氣故障問題，降低發(fā)電機(jī)電氣故障發(fā)生率與維護(hù)成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

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