石油裝備電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)研究

楊義

摘要：目前，自動化技術(shù)在石油企業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，石油電氣工程設(shè)備逐漸具備了更完善的功能，設(shè)備也相應(yīng)的呈現(xiàn)出更高的自動化程度。石油生產(chǎn)期間，電氣設(shè)備故障是難以徹底規(guī)避的，一旦有故障產(chǎn)生，其他設(shè)備的正常運(yùn)行就會遭受影響。所以，需要實(shí)時監(jiān)測設(shè)備，并及時處理產(chǎn)生于設(shè)備中的問題。

關(guān)鍵詞：石油電氣;工程設(shè)備;故障診斷系統(tǒng)

引言

總體來講，電力系統(tǒng)中包含了大量的電氣設(shè)備，例如，斷路器、變壓器、開關(guān)、絕緣套管和避雷針等，這些設(shè)備都是整個供電系統(tǒng)中極為重要的組成部分，直接影響著整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行效果。如果這些電氣設(shè)備出現(xiàn)問題和故障，不僅會影響整個供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時還會造成重大的安全事故，給電力企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。正因?yàn)槿绱?，相關(guān)工作人員一定要加強(qiáng)電氣設(shè)備管理工作，尤其是狀態(tài)檢測工作。除此之外，還應(yīng)該加強(qiáng)和提高故障診斷技術(shù)水平，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并將其快速地解決。

1石油電氣設(shè)備常見故障產(chǎn)生的原因

1.1設(shè)備故障

在石油電氣設(shè)備故障中，最為常見的問題之一是設(shè)備自身的老化故障。首先，電氣設(shè)備工作的穩(wěn)定性及其所發(fā)揮的性能與產(chǎn)品本身所使用的電器元件有直接的關(guān)系。因?yàn)檫@些電器元件隨著使用年限的不斷加長，特別是接近其使用壽命后期時故障率會逐漸增加。其次，隨著石油技術(shù)不斷進(jìn)步，原有電器設(shè)備性能已經(jīng)不能滿足石油生產(chǎn)要求，部分元件常常處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，從而增加了設(shè)備故障率。第三，石油生產(chǎn)現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境，如震動、潮濕、灰塵等，也使得電氣故障增加。

1.2人為故障

一是電氣工程師缺乏。隨著石油規(guī)模的不斷擴(kuò)大，石油隊(duì)所聘用的技術(shù)人員越來越多，但多為地質(zhì)、石油、泥漿等人員，電氣工程師少而又少，多為兼職人員。這些兼職人員并沒有經(jīng)過專門的電氣設(shè)備專業(yè)知識培訓(xùn)，對電氣設(shè)備一知半解，不能及時有效地診斷并排除故障，增加了設(shè)備隱患。

二是現(xiàn)場人員違章操作?，F(xiàn)場工作人員責(zé)任意識不強(qiáng)，安全意識薄弱，認(rèn)為是公家的設(shè)備沒有必要十分愛惜，只要不出現(xiàn)大故障就不會有什么問題，得過且過，不按操作規(guī)程進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和操作，麻痹大意，使得電氣設(shè)備帶病工作，增加事故隱患。三是現(xiàn)場管理能力欠缺。石油現(xiàn)場的管理人員能力參差不齊，管理工作不到位，對于設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)達(dá)不到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致設(shè)備不能正常使用或損壞。

2石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用研究

2.1石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，有利于系統(tǒng)整體執(zhí)行效率、響應(yīng)速度的提升，同時也可將有利條件供于后期系統(tǒng)維護(hù)使用。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時，一致性、完整性及設(shè)計(jì)規(guī)范化等原則必須始終堅(jiān)持。具體內(nèi)容主要包含用戶信息表、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息表、初始知識表等數(shù)據(jù)表，而在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫表字段時需對各數(shù)據(jù)表間的聯(lián)系予以充分考慮，不但要為后期數(shù)據(jù)查詢等提供便利，同時還要將數(shù)據(jù)冗余最大限度消除。有關(guān)安全性而言，應(yīng)選擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)認(rèn)證模塊，以便確定數(shù)據(jù)庫使用者訪問的有效性。而在使用數(shù)據(jù)庫時，查詢、添加、修改及更新等操作功能基本都是源自于結(jié)構(gòu)化查詢語言，在動態(tài)服務(wù)器頁面技術(shù)的運(yùn)用下于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上進(jìn)行服務(wù)器應(yīng)用程序的編寫，最后在儲存數(shù)據(jù)源對向集合方法的運(yùn)用下，將Web數(shù)據(jù)庫與動態(tài)服務(wù)器頁面連接。

2.2可編程控制器

可編程控制器硬件包含編程器、操作電源、信息輸出與輸入模塊、微型中央處理器等多個部分。包含繼電器控制系統(tǒng)在內(nèi)的各方面，目前皆已廣泛實(shí)現(xiàn)了可編程控制器技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)不僅能發(fā)揮繼電器控制的計(jì)時功能、邏輯判斷功能等，并且也能將設(shè)備本身故障及個別機(jī)器故障診斷出來。可編程控制器從本質(zhì)來看，屬于生產(chǎn)工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)。然而，可編程控制器相對于一般計(jì)算機(jī)而言，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)與工業(yè)系統(tǒng)之間具有更強(qiáng)的連接性，同時在控制系統(tǒng)提出的有關(guān)編程系統(tǒng)語言方面的需求也能有效滿足?？删幊炭刂破髟诠ぷ鞣绞缴?，多以循環(huán)掃描形式為主，設(shè)備運(yùn)行中每進(jìn)行一次循環(huán)掃描耗費(fèi)的時間一般為幾十毫秒，稱之為掃描周期。

2.3變壓器檢測和診斷

就變壓器診斷和檢測工作而言，其核心內(nèi)容在于根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對變壓器的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，同時，也需要根據(jù)檢測工作的結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)變壓器在實(shí)際運(yùn)行過程中存在的問題和隱患，有針對性地對其進(jìn)行維修。在進(jìn)行檢測和診斷時，相關(guān)工作人員不僅要對一些設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，同時，還應(yīng)該對其進(jìn)行日常的檢測和維護(hù)。具體來講，對于一些操作比較頻繁的開關(guān)和風(fēng)機(jī)進(jìn)行有效的檢測和維修工作，可以使變壓器在運(yùn)行過程中所承受的壓力得到有效的減輕，使之可以保持更好的應(yīng)用效果。如果變壓器在運(yùn)行過程中各部分都處于正常的狀態(tài)，則可以完成評估檢測單的填寫，對其進(jìn)行綜合的分析和判斷。

2.4電容性設(shè)備的檢測和診斷

從總體的角度來講，電容性設(shè)備的診斷和檢測工作主要涵蓋了紅外線檢測、離線檢測、在線監(jiān)測、油色譜分析以及停電調(diào)試等多個工作內(nèi)容。另外，在進(jìn)行電容性設(shè)備檢測時，可以將其分為四個環(huán)節(jié)：首先需要進(jìn)行信息檢測，之后再對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和獲取，經(jīng)過信息傳遞后，再對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。之后對這四個環(huán)節(jié)進(jìn)行完善，才可以保證電容性設(shè)備故障診斷工作可以發(fā)揮出最大的效果。就停電調(diào)試工作而言，需要將其與主設(shè)備進(jìn)行緊密的聯(lián)系，或者是在線路完全斷電的情況下才能夠展開檢測工作。在確認(rèn)故障和問題后，根據(jù)故障的嚴(yán)重性，制定相應(yīng)的檢修方案，并進(jìn)行執(zhí)行。

2.5網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法

石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法可謂是基本診斷方式之一，在分析、處理獲取的數(shù)據(jù)之后，依托算法優(yōu)勢能夠智能、優(yōu)化且有效地對個別非線性問題進(jìn)行處理?，F(xiàn)下，建立在B-P模型基礎(chǔ)上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法中應(yīng)用較為普及的理論及方法，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法專家在深入研究該內(nèi)容之后，以石油電氣工程設(shè)備為根據(jù)展開計(jì)算、推理，整個系統(tǒng)中也就形成了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的只是儲藏庫，可分析網(wǎng)絡(luò)中全部知識內(nèi)容，并反映出可能潛藏或存在于設(shè)備中的故障及影響因素。

2.6對比分析法

通過前期對電氣設(shè)備檢測并收集設(shè)備運(yùn)行實(shí)際參數(shù)，而后將獲取參與數(shù)據(jù)與電氣設(shè)備設(shè)計(jì)之初各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)一一比較。根據(jù)實(shí)際參數(shù)中是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)判斷系統(tǒng)故障問題，同時對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行及時調(diào)整，最大限度保證電氣設(shè)備長期、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.7解析模型法

此方法具體執(zhí)行時，需要借助于數(shù)學(xué)理論方法。通過預(yù)先以自動化電氣設(shè)備做基準(zhǔn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型作為觀察對象。具體操作時，以數(shù)學(xué)模型參數(shù)變化判斷實(shí)際電氣設(shè)備運(yùn)行情況，此方法更加精細(xì)化，敏感化。

結(jié)束語

文研究了石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，著重分析了石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中的一系列關(guān)鍵性技術(shù)，期望能夠推動石油化工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。石油化工企業(yè)要想獲取更強(qiáng)有力的競爭力和更健康、穩(wěn)定的發(fā)展，就必須保障石油電氣工程設(shè)備設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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