電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)運用

張建勛

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司漯河卷煙廠，河南 漯河 462000）

我國煙草行業(yè)從意大利G.D公司進口GD包裝設(shè)備，雖然在實際應(yīng)用中不管是生產(chǎn)速度還是作業(yè)率都非常高，但是，依然存在一些局部控制問題。尤其是其中的電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘問題。對于這方面問題的出現(xiàn)存在很多原因，因為Q2跳閘排除涉及范圍比較廣，因此，整體的維修時間較長。如此一來，不僅設(shè)備維修時間增加，人力資源消耗增加，包裝設(shè)備作業(yè)率受到影響，整體勞動強度上升。正因如此，必須對電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷展開研究，有效改善這方面不足。

1 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷重要性分析

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)重要性主要體現(xiàn)在兩方面。

1.1 保障包裝機組電力系統(tǒng)正常運行

包裝機組正常運行關(guān)系到煙草行業(yè)包裝生產(chǎn)效率、電氣設(shè)備監(jiān)測以及故障診斷，有效維護電力系統(tǒng)運行安全，提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，掌握設(shè)備狀態(tài)情況與使用壽命。如果包裝機組運行期間，存在隱藏故障檢查不及時或者不到位，運行效率明顯下降，引發(fā)一系列后續(xù)問題。電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，能夠隨時了解設(shè)備運行情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并且第一時間對故障進行處理，保證包裝機組的設(shè)備運行正常。

1.2 減少包裝機組設(shè)備維修成本

包裝機組設(shè)備狀態(tài)檢修與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，加快設(shè)備故障診斷速度，減少隱形故障對設(shè)備運行帶來的影響，提高設(shè)備安全性的同時，有效節(jié)省部分設(shè)備維修成本。當(dāng)前，市場競爭激烈，為了進一步優(yōu)化包裝機組設(shè)備檢修，必須做好電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，有效減少企業(yè)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。包裝機組設(shè)備運行中，保證狀態(tài)檢測及時，避免設(shè)備過度損壞，及時進行維修，縮短設(shè)備維修時間，節(jié)省更多人力、物力資源，保障煙草行業(yè)經(jīng)濟效益。

2 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷應(yīng)用

2.1 變壓器監(jiān)測診斷

包裝機組運行需要變壓器的支持，變壓器運行以充油絕緣為主，當(dāng)前，為了進一步優(yōu)化變壓器性能，同樣還會應(yīng)用環(huán)氧樹脂澆注絕緣。充油變壓器在進行絕緣診斷期間，故障診斷的主要方法為油中溶解氣體分析。不同形式下的變壓器絕緣，診斷手段以局部放電測量形式展開。局部放電診斷中，注意關(guān)注電回路變化，是否會產(chǎn)生電脈沖信號，觀察聲輻射以及電磁輻射等變化。結(jié)合變化情況及時進行實驗研究。關(guān)鍵點在于局部放電情況下所發(fā)出的聲輻射信號。局部放電故障診斷期間，在線檢測診斷，需要在接地線位置以及變壓器套管末端位置連接設(shè)置電流傳感器，及時對聲信號進行收集。隨后將收集到的信號傳輸至數(shù)據(jù)采集單元進行數(shù)字化處理，做好數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)存儲等工作。

在線檢測系統(tǒng)運行主要涉及電力變壓器、微計算機、光纖、超聲傳感器以及電流傳感器，同時，還包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析與控制單元。準(zhǔn)確對變壓器放電量進行判斷，必須嚴(yán)格按照規(guī)定要求展開。診斷過程中因為無線電會造成一定的干擾，所以需要在安裝在線檢測裝置期間，盡量提高分辨率。繪制分布譜圖進行科學(xué)判斷，將譜圖信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹讣y信息，以此對放電模式進行準(zhǔn)確識別，并且確定故障的嚴(yán)重情況。準(zhǔn)確對放電源進行定位，具體包括聲信號定位、電信號定位。其中，聲信號定位主要針對放電信號進行分組處理，根據(jù)電信號參考基準(zhǔn)，對時差速度以及聲傳播速度等進行對比，及時編制方程式，隨即確定放電源具體位置。隨即進行延時分析，設(shè)雙曲面方程，根據(jù)計算數(shù)值準(zhǔn)確診斷放電故障。電信號定位，則針對變壓器繞組過程中所出現(xiàn)的放電現(xiàn)象，主要通過繞組二端進行傳播。及時對繞組的中端與高端電信號進行采集，分析電信號的線性關(guān)系，由此與準(zhǔn)確定位放電源位置。

2.2 電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘診斷

電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘診斷技術(shù)應(yīng)用，需要提前對出現(xiàn)跳閘的原因展開分析。其一為防護監(jiān)理失敗，具體包括2K20，3K20。防護罩所有常開觸點斷開，而串聯(lián)觸點不全是接通；防護罩所有串聯(lián)觸點接通，而常開觸點不全是斷開。有“SAFETY GUARD SET FAIL”類紅色信息輸出，并且K2線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。當(dāng)CPU出問題時，輸出板無24V輸出，K1線圈失電，H2燈亮，K3線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。其二為CPU出問題（H2）-K1-K3-Q2，當(dāng)CPU出問題時，輸出板無24V輸出，K1線圈失電，H2燈亮，K3線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。第三為零速度檢測，當(dāng)變頻器故障或零速度檢測故障時，2K3、3K9的吸合信號不能輸入到輸入板，此時，K2線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。第四為急停回路故障，當(dāng)急?；芈饭收蠒r：（1）K12線圈失電，Q2的線圈失電跳閘；（2）K12線圈電壓正常，但急停的另一路信號送不到輸入板，CPU停止K2線圈供電，Q2的線圈失電跳閘。第五為直流24V短路，直流24V出現(xiàn)短路時，Q2的線圈失電跳閘。針對以上問題，急需要設(shè)計一款穩(wěn)定可靠、自動化程度高、免維護、能快速分析引起Q2開關(guān)跳閘的原因。

GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)因其對Q2原因的快速判斷，極大地降低了維修時間。維修時間降低的同時，也提高了設(shè)備的有效作業(yè)率。帶來了豐厚的經(jīng)濟效益。GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)利用主電控柜安裝，安裝簡單、布局合理、維護方便。項目經(jīng)濟性和實施的可行性上都較為理想。

電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘診斷技術(shù)，主要涉及到PLC、觸摸屏、24V電源系統(tǒng)、I/O電纜等。通過控制部分、顯示部分、24V電源系統(tǒng)、現(xiàn)場安裝，準(zhǔn)確診斷故障問題并且妥善解決。其中，控制部分屬于獨立安裝類型，是重要的監(jiān)控裝置，有效監(jiān)督電氣設(shè)備運行情況，并且不會對原設(shè)備造成影響，能夠單獨運行與控制。控制部分的主要控制元件為OMRON（可選）的產(chǎn)品。其采用可編程控制器，是自動化控制的重要機型，不僅運行速度比較快，工作穩(wěn)定性好，并且控制功能完善，能夠自動、實時對電氣設(shè)備進行監(jiān)測。如此不僅減少額外軟件環(huán)節(jié)，同時，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)上維護維修更及時、到位，保證電氣設(shè)備的正常運行。GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)利用主電控柜安裝，安裝簡單、布局合理、維護方便。控制系統(tǒng)是獨立安裝的，屬于監(jiān)控裝置，不會影響原設(shè)備的正常運行。GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)實現(xiàn)了故障快速判斷，故障點定位準(zhǔn)確，顯示快捷直觀，提升了Q2故障點分析的自動化水平，降低了電氣維修人員的勞動強度，縮短了維修時間和因維修帶來的停機時間。針對不明原因的Q2跳閘問題，進行了解決，包裝機運行安全得到保障。

3 結(jié)語

綜上所述，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，必須認(rèn)識到故障診斷技術(shù)對電氣設(shè)備運行的重要性，同時，還要了解電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測發(fā)展情況。通過對包裝機組中的變壓器以及電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘故障診斷的研究，針對性地解決變壓器與電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘故障。其中，變電器故障中，采用在線監(jiān)測系統(tǒng)，有效對局部放電進行監(jiān)測，觀察聲輻射以及電磁輻射等變化，科學(xué)避免變壓器故障。電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘故障，根據(jù)GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)，PLC、觸摸屏、24V電源系統(tǒng)、I/O電纜等模塊，改善跳閘故障，維護電氣設(shè)備正常運行，提高運行效益。