电气设备状态监测及维护

电气设备状态监测及维护

刘丽

嘉吉生化有限公司吉林松原138000

【摘要】状态检修是以本设备当前实际的工作状况为主要依据，通过先进状态监测的手段，可靠评价手段及寿命预测手段判断设备的当前状态。对故障严重程度、发生部位、发展趋势做出正确判断，同时可识别故障早期征兆。通过该系统能够掌握电力设备状态信息，对变化发展趋势和使用期限等信息作出预测，并能对各种故障设备进行专家级诊断，制定检修方案和策略。本系统的开发为电气设备的事故检修，定期检修，状态检修，以及最终建立电气设备状态检修整个体制提供一个有效技术支持。

【关键词】电气设备；状态监测；故障诊断

1状态测试与故障诊断技术的概念

1.1状态监测

状态监测是在设备运行中，对特定的特征信号进行检测、变换、记录、分析处理并显示、记录，是对设备进行故障诊断的基础工作。检测的信号主要是机组或零部件在运行中的各种信息（振动、噪声、转速、温度压力、流量等），通过传感器把这些信息转换为电信号或其他物理量信号，送入信号处理系统中进行处理，以便得到能反映设备运行状态的特征参数，从而实现对设备运行状态的监测和下一步诊断工作。

1.2分析诊断

分析诊断实际上包括两方面的内容：信号分析处理、故障诊断。

信号分析处理的目的是把获得的信息通过一定的方法进行变换处理，从不同的角度提取最直观、最敏感、最有用的特征信息。分析处理可用专门的分析仪器或计算机进行，一般情况下要从多重分析域、多个角度来分析观察这些信息。分析处理方法的选择、处理过程的准确性以及表达的直观性都会对诊断结果产生较大影响。

故障诊断是在状态监测与信号分析处理的基础上进行的。进行故障诊断需要根据状态监测与信号分析处理所提供的能反映设备运行状态的症兆或特征参数的变化情况，有时还需要进一步与某些故障特征参数（模式）进行比较，以识别设备是在运转正常还是存在故障。如果存在故障，要诊断故障的性质和程度、产生原因或发生部位，并预测设备的性能和故障发展趋势。

1.3治理预防

治理预防措施是在分析诊断出设备存在异常状态，即存在故障时，就其原因、部位和危险程度进行研究并采取治理措施和预防的办法。通常包括调整、更换、检修、改善等方面的工作。如果经过分析认为设备在短时间内尚可继续维持运行时，那就要对故障的发展加强监测，以保证设备运行的可靠性。根据设备故障情况，治理预防措施有巡回监测、监护运行、立即停机检修三种。

2在线状态监测系统

2.1信号采集

所谓的电力设备在线监测系统是在电力设备的使用过程中，对其进行连续不断的监测和诊断，并及时的分析和判断设备的运转状态，并在其基础对设备的运转状态进行科学的预测。设备的运行状态可以通过对设备的运行状态量的分析而获得，目前获得电力系统设备的信息的方法主要包括：第一，定时采样，根据电力设备的运转周期进行采样；第二，根据故障诊断的特殊性对其进行跟踪采样；第三，一次性采样，根据实际需求每次只采集一个足够的信息数据；第四，利用发生随机故障时的信号突变自动采样。

2.2数据传送

目前，我国的电力系统已经开始广泛的使用通信设备，这主要是因为利用通信设备中的光纤传输数字信号可以避免数据传输过程中受到的干扰，以及能够保持相移的一致，从而保证信号的质量。

2.3数据处理

数据处理中心在接收到信息数据后，主要是通过不同的数学方法对其进行分析处理，例如在进行频谱分析时，可以将时域连续时间信号转变为频域不同频率信号进行分析；除此之外，常用的数据分析还包括：神经网络、小波分析等。

3状态监测与故障诊断技术的方法

3.1发电机的状态监测与故障诊断技术

对发电机的状态监测和故障诊断，其主要的目的是为了能够在故障发生的最初监测到是否是由于发电机的故障而引起的，做到有计划的进行维修，减少不必要的损失以及避免事故发生。目前，在我国采用的发电机监测以及故障分析主要是通过发电机光纤测漏仪、发电机状态监视器等进行设备状态以及故障的跟踪分析。

3.2变压器的状态监测与故障诊断技术

不同的电力系统采用的变压器可能会有所差异，但是目前我国的电力工业主要使用的是充油式变压器，而在某些特定的工作环境中也会使用干式变压器或六氟化硫变压器。当前，在我国对于变压器的监测最常使用的是局部放电监测、超声定位技术及红外技术等。在实际中通常使用介质损耗因数的数字化在线测量技术对变压器的高压套管进行故障分析。除此之外，还需要对变压器的油温、线匝绕组温度以及冷却泵、风扇运行等参数进行有效的监测。

3.3红外诊断技术

红外诊断技术是一项综合性很强的新型技术，主要是综合了光电成像技术、计算机以及图像处理技术的技术。通过接受物体发出的红外线，使其在计算机上呈现出热成像图，来分析判断物体表面的温度变化。利用该技术对电力系统设备进行监测以及故障分析以及诊断，存在着精准、快速和直观等特点。这对于有效地提高经济效益，以及降低设备的维修成本有着十分重要的意义。

4状态测试与故障诊断技术的发展趋势

4.1智能化诊断技术的推广应用

近几年随着对状态监测和诊断技术理论研究与开发工作的不断深入以及高精度、高性能、高信息量的传感器的出现，状态测试与故障诊断技术的新方法也不断出现，如模糊诊断、专家诊断、神经网络诊断以及上述各种诊断的复合。在诊断方法方面，人工智能已成为当今的发展趋势，不仅是因为人工智能的发展为其提供了强大的理论基础及实现工具，而且还因为对于复杂系统的诊断确实需借助于人工智能，才能达到最佳效果。

4.2大型关键机组网络化在线监测的推广应用

大型关键机组的故障对企业生产秩序有严重影响，而传统的人工定期监测和轴振动仪表在线监测无法适应快节奏生产的要求，存在着诸如机组起停机及异常等重要瞬态过程难以捕捉，异常原因难以追溯；尽管某些设备安装了在线监测仪表，但仅有一个轴振动总值，没有频率分析、窄带分析、存储和专家诊断功能；精密点检周期间隔内，慢性事故突发或不确定因素引起的突发事故无法预知等缺陷。通过在线监测，可将关键机组置于全过程监控之下，连续监测诊断各种问题，有效保证机组安全运行，为适时维修提供依据。因此关键机组安装在线系统是今后的必然趋势。

4.3由分散性状态监测向综合监测或信息化监测诊断发展

在传统的设备管理模式下，设备状态信息分散地存储在安装检修部门、运行车间、机动科（点检站）等不同的地方，成为信息孤岛，难以发挥应有的作用。建立设备管理信息系统后，可使分散的状态信息集成化，由分散性的设备状态监测向设备状态综合监测或信息化监测诊断转变，并逐步成为设备管理信息系统中设备点检子系统的主要内容。随着该系统的发展完善，将可自动生成设备维修工单甚至备品备件工单。

5结束语

综上所述，电力系统设备故障诊断与监测是一项技术含量高，操作要求高、比较复杂的重要工作。电力设备故障诊断与监测情况直接关系着电力系统能否实现稳定、安全和可靠地运行，随着科学技术社会经济不断向前发展，故障诊断与监测技术将会得到不断的优化，设备状态监测与故障诊断技术也将必定会开辟了广阔的应用前景。

参考文献：

[1]李强.电力设备状态监测和故障诊断技术发展趋势[J].电力信息化，2009.