發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法分析

田曉寧

寧夏眾創(chuàng)基業(yè)電氣有限公司 寧夏銀川 750001

在中國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，它促進(jìn)了工業(yè)的快速發(fā)展。發(fā)電廠作為工業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分，作為電能產(chǎn)生的源泉，人們對(duì)持續(xù)供電的需求日益增大，隨著電力負(fù)荷的增加，發(fā)電設(shè)備的性能要求越來越高，電氣設(shè)備的高強(qiáng)度運(yùn)行，這對(duì)發(fā)電廠來說是一個(gè)發(fā)展機(jī)遇，這是一個(gè)前所未有的挑戰(zhàn)。如何保證電力的正常運(yùn)行是當(dāng)前大型電廠的重點(diǎn)。并且在發(fā)生故障時(shí)能夠防止電源的維護(hù)是非常重要的，因此正確判斷電廠設(shè)備的運(yùn)行故障是非常重要的。

1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷

電力系統(tǒng)是國(guó)家的主要經(jīng)濟(jì)收入的重要組成部分，在電器的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受到任何的干擾和影響都可能導(dǎo)致電氣設(shè)備的狀態(tài)不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生設(shè)備故障也因此會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。狀態(tài)維護(hù)的關(guān)鍵因素有狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括以下環(huán)節(jié)：檢測(cè)信號(hào)，收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)和狀態(tài)診斷。隨著微處理器的興起和新的抗干擾傳輸技術(shù)，電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展。如：溶解氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于發(fā)電設(shè)備的油，局部放電和泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這些設(shè)備的成功開發(fā)使得可以在線監(jiān)控發(fā)電廠設(shè)備的全部狀態(tài)[1]。

2 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分有局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，油色譜監(jiān)測(cè)技術(shù)和介電損耗監(jiān)測(cè)技術(shù)這三種。

2.1 局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

發(fā)電廠電氣設(shè)備大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣水平也不盡相同，因?yàn)椴痪鶆虻碾妶?chǎng)分布導(dǎo)致較高的局部電場(chǎng)。制造工藝的粗糙，惡劣的運(yùn)行條件都會(huì)導(dǎo)致局部放電現(xiàn)象，繼而逐漸發(fā)展成為嚴(yán)重的故障。以變壓器為例的局部放電監(jiān)測(cè)方法如下：超聲波檢測(cè)，測(cè)光，化學(xué)檢測(cè)，脈沖電流法，射頻檢測(cè)法等。例如超聲檢測(cè)法的應(yīng)用：超聲波傳感器位于變壓器油枕壁上，變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波可由傳感器接收?？梢苑浅＞_地監(jiān)測(cè)局部放電的大小和位置。壓電傳感器是通常用于超聲波測(cè)試的超聲波傳感器，并且選擇70至150KHz 的頻率范圍。這完全避免了變壓器的核心噪聲和機(jī)械振動(dòng)噪聲。超聲波測(cè)試方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以較少受到電干擾，因此它已被廣泛用于局部放電。迄今，一些超聲波檢測(cè)傳感器并不會(huì)對(duì)電磁產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾，靈敏度低，會(huì)大大增加檢測(cè)的困難。在過去數(shù)十年中，電子放大技術(shù)、聲電轉(zhuǎn)換元件的效率都有了顯著提升，靈敏度超聲檢測(cè)技術(shù)也發(fā)展的日新月異[2]。

2.2 油色譜監(jiān)測(cè)技術(shù)

油色譜是一種非常復(fù)雜的檢測(cè)方法，通常用于設(shè)備絕緣測(cè)試。其主要原則是電和熱會(huì)使電氣設(shè)備中的油和材料老化或者分解，產(chǎn)生一些氫氣、一氧化碳和二氧化碳等低分子氣。當(dāng)裝置內(nèi)部發(fā)生放電故障時(shí)，這些氣體的產(chǎn)生速率加快。不同類型的故障會(huì)產(chǎn)生類型不同的氣體，故障的程度不同產(chǎn)生氣體的水平也不同。

2.3 介損監(jiān)測(cè)技術(shù)

判斷電氣設(shè)備絕緣性能的重要指標(biāo)是電氣設(shè)備的介電損耗。介電損耗監(jiān)測(cè)主要用于電容器件。在確定介電損耗時(shí)，主要基于介電損耗因子tanδ。在分析交流電壓作用下電氣設(shè)備的絕緣性能時(shí)，可以將其視為并聯(lián)或串聯(lián)電路進(jìn)行分析。該方程可用于通過分析介電損耗相量圖來表示介電損耗[3]。

3 電廠電氣設(shè)備故障診斷方法

電氣設(shè)備故障有三個(gè)主要特征：分別是隱性、顯性和區(qū)域性。許多電氣設(shè)備故障沒有明顯的外部性能，通過例行檢查很難找到它們，而一些電氣故障具有明顯的外部特征。它可以在日常檢查過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取。許多電氣設(shè)備具有多個(gè)部件，這些部件需要對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行大量檢查以確定故障的確切位置并增加對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行故障排除的難度。

3.1 狀態(tài)分析法

狀態(tài)分析方法是指基于電氣設(shè)備的故障狀態(tài)進(jìn)行分析和診斷的方法。電氣設(shè)備運(yùn)行過程主要分為這幾個(gè)階段，也叫做運(yùn)行狀態(tài)，比如電動(dòng)機(jī)。該操作可分為幾個(gè)過程，例如啟動(dòng)，運(yùn)行，正向旋轉(zhuǎn)，反向旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)和停止。在一些電氣設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下，故障頻率非常高，設(shè)備在一定狀態(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)是電氣設(shè)備故障分析的主要依據(jù)。

3.2 圖形分析法

每一套電氣設(shè)備都由相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成。這些設(shè)計(jì)可在電氣設(shè)備故障排除中發(fā)揮重要作用。電氣設(shè)備有原理圖、施工圖、系統(tǒng)圖和位置圖等，諸如此類許多類型的圖紙，例如。在電氣設(shè)備的故障診斷中，有必要對(duì)圖紙進(jìn)行綜合分析，以掌握?qǐng)D紙的關(guān)系。

3.3 單元分析法

多個(gè)單元的運(yùn)轉(zhuǎn)組合而成一套完整電氣設(shè)備，每個(gè)單元運(yùn)行特定的功能。電氣設(shè)備一旦發(fā)生了故障，則表示其中一個(gè)單元功能已丟失。在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行故障排除時(shí)，設(shè)備的功能應(yīng)分為幾個(gè)特定的 單元，以便在較短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確確定故障的位置。

4 結(jié)語

發(fā)電廠電氣設(shè)備是否能正常運(yùn)行，關(guān)系到發(fā)電廠的發(fā)展，其操作系統(tǒng)又極為復(fù)雜，對(duì)其安全性和穩(wěn)定性的合理控制是必不可少的。在這個(gè)階段，電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用研究仍然缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。許多監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還不夠完善，需要繼續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，建立相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)行實(shí)踐和應(yīng)用研究。通過總結(jié)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷分析方法，實(shí)現(xiàn)電廠電氣設(shè)備的狀態(tài)維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性具有重要意義。受限于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，電氣設(shè)備故障在實(shí)際診斷過程中，還有賴于豐富的運(yùn)行檢修管理經(jīng)驗(yàn)。因此在總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)遵守規(guī)定原則的條件下診斷維修，才能提高進(jìn)行電氣設(shè)備故障診斷時(shí)的效率，保障電氣故障診斷的質(zhì)量。保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。