淺析電氣系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

引言

在經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代下,我國(guó)工業(yè)得到迅速發(fā)展,工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,企業(yè)生產(chǎn)也逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)一體化。對(duì)于供電企業(yè)而言,電氣設(shè)備是電力系統(tǒng)中的重要組成部分,電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)決定了人們的用電質(zhì)量。伴隨著科技進(jìn)步,我國(guó)電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化,為供電企業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。然而,電氣設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)作下,仍然會(huì)存在較多的隱患,受到外界各種因素的影響,設(shè)備中的絕緣物質(zhì)易出現(xiàn)老化、磨損,如果不及時(shí)檢修,電氣設(shè)備中各元件會(huì)受到損傷,容易出現(xiàn)各種故障,甚至引發(fā)更大的安全事故,對(duì)工作人員的生命安全造成威脅,還會(huì)對(duì)供電企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷概念

在電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程中,技術(shù)人員需借助傳感器等電氣基礎(chǔ)設(shè)備,利用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù),對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障,可及時(shí)采取相關(guān)措施,將隱患扼殺在搖籃中,提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率,減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

在電氣設(shè)備故障診斷過(guò)程中,技術(shù)人員可通過(guò)電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),獲取設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)以及其他信息,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理并分析,提取異常數(shù)據(jù),利用一定的技術(shù)手段對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

從以上描述中不難看出,電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷兩者互相聯(lián)系,共同作用,保證電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

2狀態(tài)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1信號(hào)采集

電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要包含三方面內(nèi)容,分別為信號(hào)的采集、傳輸和處理。首先,在電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)前,技術(shù)人員需做好一系列準(zhǔn)備工作,選取被監(jiān)測(cè)設(shè)備,統(tǒng)計(jì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、規(guī)格、使用說(shuō)明書等信息,提取設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的信號(hào)。在對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理時(shí),技術(shù)人員需根據(jù)信號(hào)源類型的不同,分別采取處理措施。根據(jù)數(shù)據(jù)處理的相關(guān)要求,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)采集信號(hào)樣本,為方便后續(xù)設(shè)備診斷工作的開展,技術(shù)人員可采取轉(zhuǎn)速跟蹤采樣或峰值采樣等方法。

在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,每種電氣設(shè)備的使用性能不同,對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)所使用的檢測(cè)手段也存在一定差異。例如:在對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)變壓器的機(jī)械、電氣特性,采用局部放電、極化波譜等方法進(jìn)行檢測(cè)。一般情況下,造成變壓器故障的原因主要是內(nèi)部絕緣層脫落或老化所致。交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)較多的故障,該設(shè)備故障原因較多,且每次故障位置都不相同。要想降低交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行故障的發(fā)生頻率,技術(shù)人員可采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。斷路器可對(duì)線路內(nèi)電流、電壓值進(jìn)行監(jiān)測(cè),是電路保護(hù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,在對(duì)斷路器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),可采用跳閘輪廓法或振動(dòng)監(jiān)測(cè)法。

2.2數(shù)據(jù)傳輸

在對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,信號(hào)處理系統(tǒng)往往與檢測(cè)設(shè)備距離較遠(yuǎn),在信號(hào)傳輸過(guò)程中,容易受到外界各種因素的影響,造成信號(hào)毀損或中斷。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法得到真實(shí)的數(shù)據(jù),增加了后期故障診斷工作的難度。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,技術(shù)人員可將電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、壓縮,提高信號(hào)傳遞的安全、保密性,數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)打包后便可直接傳輸至控制中心,以免對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理,保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?。隨著我國(guó)通信技術(shù)水平的提高,各種通信設(shè)備層出不窮,將光纖技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)的處理過(guò)程中,可增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力,滿足人們遠(yuǎn)距離溝通的要求,為人們的生活提供更多便利。

2.3機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)

在真空斷路器的運(yùn)行過(guò)程中,合閘與分閘的速度控制工作是真空斷路器運(yùn)行狀態(tài)的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容。真空斷路器分閘速度升高或降低,都會(huì)影響真空斷路器的正常運(yùn)行,從而引發(fā)各種故障,不僅會(huì)縮短真空斷路器的使用壽命,還會(huì)給企業(yè)帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)真空斷路器分閘速度降低時(shí),真空斷路器的功能發(fā)揮受到一定限制,燃弧時(shí)間被延長(zhǎng),如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),真空斷路器觸頭便會(huì)遭到磨損,長(zhǎng)此以往下去,真空斷路器使用壽命被縮短,影響真空斷路器的正常運(yùn)行。當(dāng)真空斷路器分閘速度升高時(shí),其運(yùn)行過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力,對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備帶來(lái)一定的沖擊,造成設(shè)備中的零部件損毀。

真空斷路器是電力系統(tǒng)中的重要組成元素,要想提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,在對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中,技術(shù)人員需明確真空斷路器的分閘、合閘斷開時(shí)間、運(yùn)行速度以及其他運(yùn)行參數(shù),針對(duì)性地實(shí)施監(jiān)控。真空斷路器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程如圖1所示。

3故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)

3.1選取故障信號(hào)特征量

故障診斷技術(shù)的使用成效與信號(hào)處理技術(shù)息息相關(guān),在對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理過(guò)程中,將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌麛?shù)字化形式,利用一定的技術(shù)手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝、傳遞、處理,將真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)等信息設(shè)備當(dāng)中,以便開展后期故障診斷工作。一般情況下,不同的故障特征量代表了不同的故障,技術(shù)人員應(yīng)合理利用故障診斷技術(shù),對(duì)不同的故障特征量進(jìn)行分析,尋找出故障的具體位置,便于后期故障檢修工作的開展。不過(guò),在故障特征量的診斷過(guò)程中,存在故障狀態(tài)與非故障狀態(tài)一致的現(xiàn)象,加大了故障特征量診斷的難度,如果技術(shù)人員選擇錯(cuò)誤,容易造成誤判。針對(duì)故障特征量模糊的特點(diǎn),技術(shù)人員需采用其他手段對(duì)故障特征量進(jìn)行選擇。

3.2選擇合適的故障診斷方法

電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,其包含了多種電氣設(shè)備,不同的設(shè)備故障問(wèn)題都會(huì)影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。有時(shí)候同一故障問(wèn)題往往會(huì)存在多種表現(xiàn)形式,在對(duì)這種故障類型進(jìn)行診斷時(shí),技術(shù)人員可將傳感技術(shù)與信息技術(shù)相互融合,從不同的方面對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行診斷,將每一種故障表現(xiàn)形式下所提取到的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分析,根據(jù)故障類型的不同,分別制定相應(yīng)的檢修方案,徹底解決設(shè)備故障。這種診斷方法較為全面,且具有一定的靈敏性,診斷效果較為明顯,在電氣系統(tǒng)的維護(hù)與檢修工作中發(fā)揮了一定的作用。另外,技術(shù)人員還可采用特征空間矢量法對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行診斷,這種診斷方法涉及一定的物理知識(shí),技術(shù)人員通過(guò)學(xué)習(xí)故障診斷誤差,了解設(shè)備故障診斷的基本操作方法,對(duì)故障模型進(jìn)行不斷修正,以此來(lái)確定設(shè)備故障的根本原因。這種診斷方法主要針對(duì)不確定對(duì)象,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行中存在的隱患,通過(guò)構(gòu)建故障診斷模型,尋找更多的故障診斷方法。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中,技術(shù)人員需明確各電氣設(shè)備的使用性能,針對(duì)不同的故障部位,采取合適的診斷技術(shù)進(jìn)行處理,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。