电力一次设备运行工况监测方法及装置

电力一次设备运行工况监测方法及装置
电力一次设备运行工况监测方法及装置

电力一次设备运行工况监测方法及装置

发表时间:2018-06-21T10:26:06.183Z 来源:《电力设备》2018年第4期作者:田斌蒋坤申林[导读] 摘要:近年来,虽然电力事业已经取得了很大的进展,但是电力系统在实际运行中,还是存在着很多问题和故障,特别是电力一次设备的故障较多,对电力系统的正常工作,对正常供电,都会造成一定的麻烦,带来一定的损失。(国网河南省电力公司检修公司河南郑州 450000)摘要:近年来,虽然电力事业已经取得了很大的进展,但是电力系统在实际运行中,还是存在着很多问题和故障,特别是电力一次设备的故障较多,对电力系统的正常工作,对正常供电,都会造成一定的麻烦,带来一定的损失。因此,需要加强对电力一次设备的防护,

采取有效办法,科学预警,解决电力一次设备出现的各种故障问题,从而保证电力系统的正常运行。关键词:电力;一次设备;工控;分析

1导言

所谓电力一次设备,指的就是电力系统中直接应用在电能使用和生产上,对回路电压过高予以控制的电气设备;其通常是由变压器、发电机、输电线路以及断路器等设备所构成。在实际生产中,把一次设备通过相互连接而形成的电气回路,称为一次回路。这个一次回路既可在生产中进行直接应用,同时又是构成有关电力生产、电力输送、电能分配的大通道。 2变电一次设备检修概述

对于设备检修的概述为,根据一次设备的状态监测结果和分析,合理安排检修周期和目标,状态检测是检修的首要任务,其次才是设备诊断,根据检测结果查看设备的历史信息,利用技术来诊断设备现状情况,检测和判断设备有无异常的办法有许多,其中主要包括有定期利用检测仪器进行预防试验,或者使用带点测量装置检测。 3电力企业变电一次设备运行现状分析

3.1变压器的分析

当今市场上有各式各样的变压器,但是尽管种类繁多,数量庞大,但是它们的工作原理基本相同,在正常运行的电力系统设备当中变压器占据这不可替代的重要地位。不仅仅能够在运行是利用自身的功能将阻抗和相位转换,更是能够转换交变电流的数值,更是能将任意数值的电压通过处理等方式转换成频率相同但电压值不同的电压,因此在设备运行当中是不能缺少的重要组成部分之一。

3.2电流、电压互感器的分析

互感器的作用与变压器在电力系统设备运行当中的作用极为相似,它们的工作就是将电力系统中所有的设备和线路的运行电压、负荷根据被输入的法则转换成电力设备中的所呈现的安全电流和低数值电压。

3.3高低压开关设备的分析

现阶段根据不同的使用电压条件情况,断路器可分为高压和低压两种,但是不论高压还是低压断路器均可以在设备运行时进行闭合负载和断开的步骤,保障电力系统的正常运行,也能及时进行断开各种异常性电路,防止危险发生。由于在实际运用中常将断路器与隔离开关连在一起,以此发挥两者的更大效果,因为它可在工作人员检查或修理线路或电力设备时,对高压电流进行有效迅速的隔离,对电路检测和工作人员均有十分大的帮助,保障不会出现安全问题,因此断路器和隔离开关也异常重要。 4常用的变电一次设备状态监测方法

常用的变电一次设备状态监测的方法有:使用在线监测及带电测量装置对设备进行检查,看是否存在异常;使用现有的检测仪器定期对设备的各项性能进行检测;利用红外诊断技术对变电一次设备进行快速的检测。目前断路器、变压器等主要变电一次设备主要配备有压力表、密度继电器、油温表等辅助仪表以及相应的信号灯,利用这些辅助仪表来预测、判断设备的缺陷隐患还是远远不够的。因此,变电一次设备的状态监测也需要依靠的定期试验、带电测量及在线监测等方法,并综合各种数据进行分析。

4.1断路器

断路器是整个电网中非常重要的元件,其在电网中主要的作用是根据电网的运行情况控制其他元件(线路、主变、母线等)进入工作或退出工作,对存在的问题进行快速的隔离,保障电网其余部分的正常运行。所以,断路器是否正常运行,对整个电路来说有着重要作用。敞开式断路器在电网运行过程中可能会出现以下几个问题:传动系统和操动机构出现故障;绝缘材料及器件选择不当;绝缘老化;电气控制及其辅助回路出现问题;触头接触不良导致短路问题。断路电器中各种故障所占比例见表1。为保障断路电器的正常运行,减少故障造成的损失,采取以下措施来检测断路电器的故障:一是对主回路的导电电阻进行测试,来检测触头的接触情况、腐蚀和磨损的程度;二是对具备检测条件的断路器进行局部放电检测来判别内绝缘部分和导电连接部分是否存在绝缘劣化或触头接触不良等隐患;三是对于真空断路器来说,进行分合闸耐压试验检测灭弧室的真空度;四是对分合闸、三相不同期进行测量,同时对分合闸速度的变化趋势进行分析,提前发现拉杆松动、触头烧蚀等隐患;五是对合闸接触端子或者分合闸电磁铁最低动作电压进行定期测量;六是对于SF6断路器来说,要对其进行定期的监测并记录SF6密度继电器的值,与标准值进行对比,检测气体是否泄漏,对SF6气体微量水的含量定期测量,与标准对比,判断SF6气体中含水量是否超标;七是对操作机构定期保养维护。

4.2变压器

根据初略统计,变压器的缺陷分布如下表所示:表2

(完整word版)电力设备在线监测与故障诊断

电力设备在线监测与故障诊断 第一章: 1、预防性维修的局限性。P2-3 a)经济角度分析:定期试验和大修均需停电,引起电量损失;定期大修和更换部件的 投资,造成巨大的人、财、物的浪费。 b)技术角度分析:试验条件不同于运行条件,多数项目是在低电压下进行检查,很可 能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障;绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展 时间,而预试是定期进行的,常常不能及时准确地发现故障,从而出现漏报、误报 或早报。 2、状态维修的具体内容及必要性。P3 具体内容:对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测,随时获得能反映绝缘状态变化的信息。 必要性:预防性维修存在一定的局限性(内容同1),同时状态维修还具有以下优点:可更有效地使用设备,提高利用率;降低备件的库存量以及更换部件与维修所需的时间;有目标地进行维修,可提高维修水平,使设备运行更安全、可靠;可系统地对设备制造部门反馈的质量信息,用以提高产品的可靠性。 3、在线监测系统的技术要求。P7 1)系统的投入和使用不应改变和影响电气设备的正常运行; 2)系统应能自动地连续进行监测、数据处理和存储; 3)系统应具有自检和报警功能; 4)系统应具有较好的抗干扰能力和合理的检测灵敏度; 5)监测结果应具有较好的可靠性和重复性以及合理的准确度; 6)系统应具有在线标定其监测灵敏度的功能; 7)系统应具有故障诊断功能。 第二章: 1、监测系统可由哪些基本部分组成,在线监测系统组成框图及整个监测系统可归纳为哪些子系统?P9-10 信号的变送、信号的处理、数据采集、信号的传输、数据处理、诊断。 可归纳为三个子系统:信号变送系统、数据采集系统、处理和诊断系统。 2、监测系统的分类。P10(分别按使用场所分,按监测功能分,按诊断方式分) 根据使用场所分为便携式和固定式,根据监测功能可分为单参数和多参数,按诊断方式可分

电力设备状态监测及故障诊断系统原理 黄宏宏

电力设备状态监测及故障诊断系统原理黄宏宏 发表时间:2017-01-18T14:38:24.293Z 来源:《电力设备》2016年第24期作者:黄宏宏1 徐晓明2 [导读] 通过合理的技术或者方法,科学诊断电力设备故障情况,提高电力设备故障监测和诊断的准确性和科学性。 (1集瑞联合重工股份有限公司安徽省芜湖市 241000; 2明光浩淼安防科技股份公司安徽省明光市 239400) 摘要:现阶段,电力设备故障诊断技术越来越趋于信息化和数字化,一般使用网络来传输诊断信息,实现了远距离诊断、传输的目标。有些诊断系统还开发了诊断和报警客户端,可以随时随地监控电力设备的运营状态。 关键词:电力设备;状态监测;故障诊断 一、电力设备的状态监测技术 当前,电力设备故障监测和检修缺少合理、科学、明确的规范要求,这主要是由于各个地区存在较大的电气差别,根据电力设备运行状态,采用科学合理的故障状态检修方法,但是电力设备故障监测和检修主要依赖长期积累的实践经验,存在较大的主观性和随意性,但是实效性、规范性、客观性和科学性不足,而且电力设备故障监测和检修手段比较滞后。所以电力设备运行过程中,应做好状态监测,详细记录电力设备运行状态,做好评估和分类,为故障诊断和维修提供重要参考意见。电力设备状态监测包括以下内容:其一,为电力设备运行积累数据和资料,构建电力设备运行档案;其二,科学判断电力设备的运行状态,分析其处于异常或者正常状态,结合电力设备的故障征兆或者特征、运行状态等级、历史档案等,判断电力设备的故障程度和性质;其三,科学评估电力设备运行状态,合理分类,形成一定标准后,为电力设备状态检修提供重要参考依据,对电力设备故障或者异常状态进行有效估计,全面预测电力设备未来变化状态。对于电力设备的运行状态监测,要采取有效的方法和技术。 1、信号采集 结合当前我国电力系统建设发展现状,通过电力设备在线监测系统,持续检查和分析电力设备运行状态,利用各种运行状态量,分析电力设备运行状态,全面采集电力设备状态信息,包括磁力线密度、局部放电量、频率、电力、电压等信号,结合电力设备的各种状态量,采用合适的信号采集方法:其一,定时采样,按照电力系统运行状态,做好电力设备的定时采样;其二,一次性采样,每次采集一次合适长度的数据处理信号样本;其三,根据电力设备故障突变信号,实现自动化的信息采样;其四,结合电力设备故障诊断要求,采用峰值采样、转速跟踪采样等特殊方式。结合电力设备运行状态,采用合适的状态监测方法,对于断路器,采用振动监测法、跳闸轮廓法等,采集断路器运行状态信息;对于交流旋转电机,通过小波分析、神经网络等方法监测点击运行状态;电力系统变压器运行过程中其内部会发生绝缘老化,导致变压器发生运行故障,结合变压器的电气特性和机械性能,采用电压恢复法、极化波谱、振动分析、油气分析、局部放电等方法,全面监测变压器的运行状态。 2、数据传送 信号处理系统一般距离被检测设备比较远,长距离传输过程中,信号非常容易受到影响因素的干扰,数据信息容易出现一定程度的损失,相移基本上不可能保持一致。为此,首先需要进行模数转换,将数据信息转化为数字量,然后进行预处理,并压缩打包,再通过通信传输通道将数据信息传输到数据处理中心。光导纤维具备较强的抗干扰能力,出现的信号错乱和信号数据损失的情况较少,可以有效保证信号传输质量。 3、数据处理 通过不同方法对电力设备状态数据进行解包处理,例如,利用人工智能、小波分析,在时域利用不同信号的相关性,分析和处理另一个信号数据。把电力设备运行信号进行频谱分析转换为不同频域的频率信号。 4、故障信号特征量的选取 一般情况下,运营设备出现的故障现象,都是由多个故障体征量引起,所以提取有效的故障信息量是诊断故障工作中的重点。对处于运动状态中的设备开展故障识别工作时,经常会因为选取的特征量不同,而出现不同的结果,选取的特征量不恰当,就会出现漏诊或者误诊的情况。出现误判的主要原因是设备在故障状态下和正常状态下的特征参数有重复,即正常状态和故障状态不能很好地被区分,有一定程度的模糊性。所以在监测过程中,应当提取出具有代表性的故障特征参量。 二、诊断故障 (1)通过信息融合和多传感技术来诊断。多传感技术主要是从多个侧面、不同角度来对同一个物体进行检测,即针对同一个故障的不同表现形式,可以从时间、空间、频域的角度着手,多个领域、多个层次地收集故障特征量。为了保证故障特征量的代表性,应选取故障反应速度较快的故障状态信息量。信息融合技术是将多传感的数据按照一定的标准排列整合,并进行综合性分析。同一故障设备在不同的环境中,会反映出不同的故障特征量,运用信息融合技术可以实现“求同除异”的目标。对不同的故障状态特征量进行融合,可以提高电力设备状态监测的准确度和故障诊断的可靠性。但信息融合技术基本理论并不完善,所以信息融合技术诊断方法还需进一步研究。(2)基于特征空间的矢量故障诊断手段,其最大的优势在于具有很强的适应能力,适用范围广,最适合延时性和变化性电力设备。(3)电力设备的在线监测状态和固有特性信息量不足,会导致监测出来的结果存在偏差和变化,针对此问题,可以使用模糊理论中最大隶属原则。这种诊断原则可以迅速找出电气故障原因,并且可以判断电气的故障类型。将模糊理论中最大隶属原则和状态信号相结合,可以分析电气故障的模糊性和变化性。常用的模糊方程为Y=XR,X代表故障征兆,Y代表故障原因,R为模糊关系矩阵。(4)使用人工智能方式,包括神经网络、专家系统等。 三、电力设备故障诊断系统应用 1、采集故障信号 从复杂错综的电力设备故障信号中提取有用信号,做好电力设备故障信号处理,通过采集精细的设备运行信息,准确地进行电力设备故障诊断。电力设备的一种故障可能反映出多种故障特征量,若故障特征量选取不合理,在诊断电力设备故障状态过程中会产生漏诊或者误诊,不利于电力设备故障的正确判断,因此在针对电力设备故障,应选择合适的特征参量。 2、故障诊断信息和分析技术 近年来,我国科学技术快速发展,对于电力设备故障情况,在诊断故障过程中运用信息技术,推动电力设备故障诊断的网络化、数字

电力监控系统功能

1 、概述 电力监控系统可以提高电力系统的可靠性,提高管理水平,加强电能质量管理,使用用户的用电系统更安全、更节能、更洁净。 它基于先进的现场总线方式实现电力系统的信息交换与管理,系统集保护、测量、控制、信号采集、故障录波、用电管理、电能质量分析、负荷控制与运行管理为一体。通过通讯网络、计算机与专业的电力监控软件使用户的电力系统透明化,就是提高电力系统安全性、可靠性、管理水平的智能化系统。 电力监控系统的主要功能: ●电力系统的运行监视 ●远程控制 ●电能质量管理:谐波分析、波形捕捉、扰动与波动监测等。 ●报警与事件管理 ●历史数据管理 ●电能管理 ●报表管理 ●用户管理 为用户提供完整的的电力监控解决方案,同时具有良好的开发性,可以方便地与其她自动化系统与智能装置通信,如消防控制系统、DCS系统、楼宇自控系统等,实现不同功能系统间的相互通信与资料共享。

客户价值: ●提高电力系统运行管理的效率 ●减少电能消耗的成本 ●提高系统运行的连续性与可靠性 ●缩短停电时间,减少停电损失,避免故障发生 ●减少系统运行管理与维护费用 ●监视电能质量,发现潜在故障 2 、系统构成 现场测控层 所有现场设备相对独立,按一次设备对应分布式布置,完成保护、控制、监侧与通信,同时具有动态实时显示开关设备状态、运行参数、故障信息,经RS485通信接入现场总线。

网络通讯层 现场测控层与系统管理层的数据交换的通信设备与通讯线路。 系统管理层 监控主机采用高性能的计算机,结合监控软件实现对系统的全面监控与管理功能。通过以太网与DCS系统、楼宇自控系统、消防控制系统等通讯,数据上传共享。 3、系统功能 ●用户管理 为了系统的安全稳定的运行,整个系统提高可靠的安全保护措施,用户进行不同操作特性权限授权,对重要的操作采取双口令密码,重要的操作进行记录。 ●网络通讯 采用分布式的网络组织机构,支持现场总线、以太网通讯、无线等通讯分式。 监控系统具有良好的网络诊断功能,能在线诊断网络通讯状态,在发生网络故障时,能自动在系统监视画面中显示故障节点及发出报警。 ●动态人机界面 按照实际的电力系统的系统图绘制,实时动态的显示各开关设的状态、运行参数、故障情况。根据需要或实际运行情况,对电力系统图实现的进行重新组态,实现变化与显示同步。主画面可直观显示各

电力设备在线监测系统概述

电力设备在线监测系统概述 宁波智电电力科技有限公司邓立林 电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测系统、避雷器绝缘在线监测系统、断路器在线监测系统组成,系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测,监测参量多、功能齐全。系统也可以灵活配置,由其中的一套或两套装置组成,必要时也可选配变压器油色谱监测系统。 1、系统集成: 通过工控机及系统集成软件,对各监控装置的动态参数进行集成,建立变电站设备状态综合数据库,自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线,对设备状态的历史参数进行“横比”缺,趋势分析和相对比较相结合,实现设备状态的初步诊断,为专家诊断系统提供开放性平台,通过网络,现设备的远程/现场状态监测、诊断和评估。 2、系统特点 ◆配置灵活,扩展性好,功能齐全,性能优异 ◆测量准确,数据可靠,安装简便,维护简单 3、真空断路器在线监测系统 ZD-1000型断路器综合在线监测装置包括一套或多套断路器安装单元、一个共同的服务器,通过现场总线与后台连接。断路器单元部分包括若干个传感器,一个或多个监测器,一个通信总

线转换器,支持多种标准通信协议。 系统能实时采集断路器运行数据,及时获得断路器的运行状态。通过对断路器运行状态的分析,及时发现设备所存在的问题,有效排除故障,保证设备的正常运行,从而提高设备运行的可靠稳定性。 3.1、监测参数 1、分合闸波形、速度、时间、超程、开距、弹跳、同期; 2、线圈电流、电压、铁芯动作时间、功率; 3、电机电流、电压、功率; 4、触头温度; 5、参数的报警、警报功能; 6、监测参数统计、趋势分析。 4、容性设备绝缘在线监测系统 容性设备绝缘在线监测装置适用于110kV~500kV电压等级的主变套管、电流互感器、电压互感器、耦合电容器的在线监测及故障诊断。 4.1、监测参数 介质损耗、泄漏电流、等值电容、母线电压、环境温度和湿度 4.2、系统功能 ◆实时监测

电力设备在线监测

目录 摘要 (2) 前言 (2) 第一章高压断路器 (2) 第一节高压断路器的作用 (2) 第二节高压断路器的绝缘 (3) 第三节影响高压断路器绝缘性能 (3) 第四节断路器就其对地绝缘方式 (3) 第二章电力设备在线监测技术简介 (4) 第三章高压断路器的在线监测 (4) 第一节交流泄漏电流的在线监测 (5) 第二节高频接地电流的在线监测 (5) 第三节开关特性的在线监测 (5) 第四节温度特性的在线监测 (6) 第五节真空断路器真空度的在线监测 (6) 结论 (7)

高压断路器的在线监测方法 摘要:通过对断路器状态监测方法的介绍, 分析了在线监测方法的诸多特点, 指出其监测内容丰富, 信息处理速度快, 对提高断路器故障的识别、分析、诊断和处理有着极大的帮助作用, 提出为加强设备管理, 加强状态检修的需要, 应用在线监测技术已成为一种发展趋势。 关键词:高压断路器在线监测电力系统 前言:高压断路器是电力系统最重要的开关设备。它担负着控制和保护的功能,既根据电网的运行的需要用它来可靠地投入或切除相应线路或电气设备。当线路或电气设备发生故障时,将故障部分从电网中快速的切除,保证电网无故障部分正常的运行。如果断路器不能在电力系统发生故障是开断线路、消除故障,就会使事故扩大造成大面积的停电。因此,高压断路器性能的好坏、工作可靠程度是决定电力系统安全运行的重要因素。在电力系统中工作的高压断路器必须满足灭弧、绝缘、发热和电动力方面的一般要求。 第一章高压断路器 第一节高压断路器的作用 高压断路器(或称高压开关)它不仅以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用,切断过负荷电流和短路电流,它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力,可分为:油断路

物联网技术在电力设备状态监测系统中的应用

物联网技术在电力设备状态监测系统中的应用 北极星电力信息化网 2013-11-1 11:05:33 我要投稿 关键词: 在线监测避雷器电力设备 北极星电力软件网讯:摘要:避雷器作为电力设备的过电压保护装置,其性能的优劣对电力设备安全运行起着很大作用。提出了一种基于无线传感技术的避雷器状态监测系统,并利用基波分析法来诊断避雷器运行状态,并取得较好效果。 0 引言 金属氧化物避雷器已在电力系统中得到了广泛的应用,其作为电力设备的过电压保护装置,对电力设备安全运行起着很大的作用。避雷器在运行电压作用下产生泄漏电流,包括容性电流和阻性电流,其中容性电流的大小仅对电压分布有意义,并不影响发热,而阻性电流则是造成金属氧化物电阻片发热的真正原因。当避雷器内部出现异常时,主要是阀片严重劣化和内壁受潮等阻性分量将明显增大,并可能导致热稳定破坏,造成避雷器损坏。但这个持续电流阻性分量的增大一般是经过一个过程的,因此运行中监测金属氧化物避雷器的持续电流的阻性分量,是保证安全运行的有效措施。 目前开展避雷器带电测试方式有全泄漏电流在线测试技术和利用便携式测试仪定期带电检测阻性电流。这二种测试方式均存在不足之处,其中前者只能观测全泄漏电 流无法区分容性电流和阻性电流,由于采用模拟测试技术结果易受空间电磁场干扰、精度差、准确度差;而后者无法实现实时监测,虽然能较为准确地测量阻性电流分量,但试验接线较繁琐,大型变电所引线布置复杂难以满足测试要求,雷雨季节前后各变电所普遍开展测试工作量大,此外测试过程中需要在运行设备上进行接线对工作人员及试验设备都有一定安全风险。因此,研究一种新型的避雷器状态监测系统已迫在眉睫。 1 以前避雷器在线监测存在的不足 以往有过避雷器泄漏电流在线监控实验性产品,主要采用RS-485,CAN组成监控网络。其安全保证主要是光电隔离,然而这类避雷器泄漏电流在线监控方案的安全性是有疑问的。由于避雷器在动作时要承受巨大的雷击能量,避雷器泄漏电流监视器同样也要承受这个能量,如果采用这类在线监视技术不可避免的需要布设供电和通讯线缆,电源线只能采用铜缆,这会带来巨大风险,如果装置出现问题很可能将雷击能量引入控制室,导致故障扩散到变电站主控设备而使得整个变电站崩溃。由于安全风险巨大,采用此类在线监测方案的产品几乎没有得到变电站采用。

电力设备带电检测技术规范

电力设备带电检测技术规范 国家电网公司 2010年1月

目录 前言 ...................................................................... I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 定义 (1) 5 变压器检测项目、周期和标准 (4) 6 套管检测项目、周期和标准 (5) 7 电流互感器检测项目、周期和标准 (6) 8 电压互感器、耦合电容器检测项目、周期和标准 (8) 9 避雷器检测项目、周期和标准 (9) 10 GIS本体检测项目、周期和标准 (10) 11 开关柜检测项目、周期和标准 (12) 12 敞开式SF6断路器检测项目、周期和标准 (12) 13 高压电缆带电检测项目、周期和标准 (13) 附录A 高频局部放电检测标准 (17) 附录B 高频局部放电检测典型图谱 (18) 附录C GIS超高频局部放电检测典型图谱 (21) 附录D 高压电缆局部放电典型图谱 (29) 附录E 编制说明 (30)

。 前言 电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段,是电力设备安全、稳定运行的重要保障。为规范和有效开展电力设备带电检测工作,参考国内外有关标准,结合实际情况,制订本规范。 本标准附录A为规范性附录,附录B、附录C、附录D为资料性附录。 本标准由国家电网公司生产技术部提出。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准主要起草单位:北京市电力公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院 本标准参加起草单位:江苏省电力公司、福建省电力公司、湖北省电力公司 本标准的主要起草人:刘庆时、张国强、丁屹峰、韩晓昆、黄鹤鸣、杨清华、赵颖、闫春雨、毛光辉、彭江、牛进仓、孙白、王承玉 本标准由国家电网公司生产部负责解释。 本标准自发布之日起实施。

温度在线监测在电力低压设备的分析

温度在线监测在电力低压设备的分析 发表时间:2017-07-17T15:59:24.503Z 来源:《电力设备管理》2017年第5期作者:肖军明王冬金龙春秦爱华 [导读] 电力低压设备对电力系统正常运行发挥重要作用,且在运行过程中确保其是否稳定运行则非常重要。 山东爱普电气设备有限公司,山东济南250101 摘要:为了解决电力低压设备测温安全性的问题,要对温度进行实时在线监测,这对智能电网更加稳定发展具有重要作用。在本文研究中对温度在线监测在电力低压设备中应用进行分析,以对电力低压设备在线温度监测起到一定作用。 关键词:电力低压设备;温度;在线监测 1.前言 电力低压设备对温度进行监测的方法主要有以下几种:普通有线测温、远红外无线测温、光纤测温这几种。采取普通有线测温的话则是根据导线传输信号,但是在绝缘性上较弱;而采取远红外无线测温是根据被侧点的红外辐射波来对其温度进行的确定。但是采取这种方法时如果受到红外辐射光路遮挡的影响,那么则无法对被测点的温度进行有效测量,且在一些测量位置不好的地方则无法发挥其应有作用;光纤测温方式应用方法则是在被检测设备上贴光纤温度传感器,且能够借助光纤传输温度数据进行判断。[1]但是,采取这种方法则因光纤独有的特点而出现易折、易断等问题,且在安装上较为复杂。因此,基于以上所分析的几种电力低压设备测温方法,其在实际应用中都或多或少存在各种缺陷。所以,从本文研究中对RFID无线测温方法进行分析,以此对电力低压设备温度进行在线监测。 2.电力低压设备温度在线监测的必要性 在低压环境中对温度进行测量工作则是造成电力安全生产的重要问题之一,且随着现今科学技术发展,在电力低压设备温度监测技术上也有所提高,撇弃了过去传统的人工巡视手段,开始借助现今诸多红外测温技术对电力低压设备进行监测,且在监测效率上有所提高。 [2]但是,在实际监测过程中仍存在诸多问题,在一定程度上还是会出现各种低压设备温度造成的事故。现今,国内电力系统正在向着更高层次的自动化技术以及大电网等方向所发展,且在电网运行中的自动化、智能化监控技术已经成为电力系统发展的关键性问题。如果借助RFID无线测温系统则能够有效的解决电力低压设备所存在的温度监测问题,且能够对温度进行在线监测,以此减少和避免安全事故发生。 3.无线测温系统工作原理和基本功能 3.1温度采集标签原理图 图1 温度采集标签原理图 对温度进行采集在标签选择上以胶木结构所应用,因其在防水、防火以及耐高温等方面具有一定优点,所以能够对电力设备应用上最为合适。所用的温度采集标签使用内置RFID主芯片和温度传感器模块所应用,且在一定程度上能够具备存储温度数据以及采集温度的功能。 3.2CDMA与RFID读写模块通信原理图 图2 CDMA与RFID读写模块通信原理图 CDMA模块在应用中借助高速数据线进行连接内置RFID读写模块,且能够对RFID读写模块信息进行实时采集,其如图2所示。 3.3传输协议设计 传输协议设计重要使用的防碰撞和防冲突协议,且能够在极短时间内获取标签内的相关信息,以此能够对终端了解大规模标签数据起到稳定性和可靠性。且所应用的控制数据在传输中会进行加密处理,以保证电力设备在数据传输过程中的可靠性和安全性。[3]而RFID标签以及读写模块则会内置上高速运转的CPU,且能够对数据进行高速处理,确保数据在传输中的稳定性和即时性。 3.4巡查可视化 可以借助移动终端来对RFID系统中温度的标识以及温度等数据进行随时查看,且能够通过广域通信以及局部通信相结合的方式来对信息进行采集和传输,且将标签和后台数据库联系起来。这样管理人员就可以借助智能手机或者移动终端等来对监测的线路设备数据情况有所了解,以能够及时的采取各种方式进行监管。 4.后台管理和数据处理 对电力低压设备温度在线监测管理分析软件是专门用在电力低压设备上所使用的,且主要目的是能够对设备温度进行实时监测和对数据进行分析管理的一种软件系统。[4]所以,该软件在计算机中运行时能够将实时监测的温度显示出来,且能够对过去历史温度进行一定分

浅谈电力设备状态监测技术

浅谈电力设备状态监测技术 发表时间:2009-02-11T13:31:11.420Z 来源:《黑龙江科技信息》2008年9月下供稿作者:贾洪海 [导读] 介绍了电力设备状态监测技术发展及现状,论述了状态监测将向着智能型、系统型的状态智能管理系统发展 摘要:介绍了电力设备状态监测技术发展及现状,论述了状态监测将向着智能型、系统型的状态智能管理系统发展,介绍了该系统的组成及功能,指出了先进的传感器技术和智能信息处理技术在发展新型的状态监测系统方面的巨大作用。 关键词:电力设备;状态监测;状态智能管理;智能信息处理 引言 状态监测(condition-based moni-toing)是利用传感技术和微电子技术对运行中的设备进行监测,获取反映运行状态的各种物理量,并对其进行分析处理,预测运行状况,必要时提供报警和故障诊断信息,避免因故障的进一步扩大而导致事故的发生,指导设备最佳的维修时机,为状态检修提供实时数据。 20世纪80年代以来,随着科学技术的发展,状态监测技术在我国逐渐开展起来,设备维修策列也从“计划维修”逐步向“状态维修”转换。纵观该技术的应用,还不够成熟,总体来看,投入产出比,性能价格比都很不理想。随着网络、通信、信息技术的进一步发展,设备状态监测将向着系统化集成化方向发展,形成以状态监测为基础的设备智能管理系统,新型传感器技术、智能信息处理技术将更多的应用于系统中,能对在线和离线数据进行分析处理,对设备进行实时监测、故障诊断,针对诊断结果提供相应的维修策略,并对设备进行状态分析,评估设备的当前健康水平。 1 状态智能管理系统 状态监测技术的研究将从局部探讨进入系统研究阶段,建立在状态监测基础上的状态智能管理系统将成为发展趋势,该系统具有对设备进行状态量监测、故障预警、故障诊断、状态评估等功能,并且能对状态维修提供智能化决策。该状态监测系统是实行电气设备状态检修体制的前提和基础,系统将由下列几部分组成: (1)传感器(Sensor)。 将电量、物理量、化学量,转换成适合于数据采集装置处理的电信号。其选择依赖于状态监测采用的方法和被监测设备的故障产生机理。通常考虑适用于在线监测,有较高的灵敏度、价廉、非侵入性、抗干扰等特点。 (2)数据限集(Data acquisition)。 采集传感器输出信号,对信号进行去噪、选取、滤波、模/数转换等处理以及对传感器补偿和校正等。 (3)故障检测(Fault detection)。 首要目的是明确被检测设备是否出现初期故障征兆,为故障报警以及进一步的故障分惜提供依据。故障检测一般包括参考模型和故障特征提取两种方法。 (4)诊断与决策(Diagnosis)。 测到的异常信号进行处理、分析,制定维修策略。目前的研究方向倾向于由计算机采用先进的数字信号处理、人工智能技术进行在线自动分析处理,从而给出设备的故障类型、故障定位和维修决策等信息。 (5)评估(Assessment)。 对影响设备状态各种因素进行分析,涉及到这些因素的定义(即状态参量)、检测和综合分析,最终对设备的状态进行评估,为设备的使用和维护提供依据。 简要概括一下状态监测系统的任务,工作过程和相关技术理论。新型传感器技术、数字信号处理、智能信息处理等技术以其强大的数字处理能力在设备的状态监测领域得到了广泛应用。自动分析处理功能和在线故障诊断是实行状态监测的显著特征,状态监测将向着快速计算、智能分析的系统化方向发展。 智能管理系统的软件部分将是高性能的信息融合软件系统,具有规范的接口和通信标准。能实现各种状态信息,各种故障诊断方法,各种信息处理方法的有机融合,提高状态监测的可靠性和实用性,其系统分析数据能够远程传输,实现数据共享。该软件是信息处理的中枢,能够对多源信息进行融合处理,对在线、离线数据进行自动分析,根据故障征兆进行分析诊断,及时发现潜伏性故障,并且对设备状态进行分析,对设备进行状态评估,根据评估的情况,如正常级别、缺陷级别、障碍级别、事故级别,确定合适的检修方案。 2 新技术的应用 2.1智能传感器 传感器是设备状态信息获取的源头,将直接影响到监测系统的性能。传统的传感器有易受干扰、寿命低、灵敏度不高、成本高、稳定性差等缺点,科学技术的发展促进了测量技术的进步,新型传感器的出现解决了信息采集可得性问题,新工艺、新测量原理的传感器对提升系统性能起到了关键作用。目前,新型数字式传感器,基于MEMS技术的传感器已大量采用,特别是MEMS传感器,具有体积小,可靠性高,技术附加值高等特点,已成为全世界传感器市场增长最快的产品之一。建立在新工艺、新测量原理上的智能传感器,能提高数据采集的精度,并且有自校正、自补偿功能,将智能传感器用于设备数据采集,能解决数据不稳定,存在严重干扰,测量数据精确度不高等问题,也为系统诊断分析打好了基础。 2.2智能信息处理 智能信息处理技术就是将不完全、不可靠、不精确、不一致和不确定的知识和信息逐步改变为完全、可靠、精确、一致和确定的知识和信息的过程和方法。就是利用对不精确性、不确定性的容忍来达到问题的可处理性和鲁棒性。处理方法有神经网络、模糊系统、粗糙集、信息融合等。 设备的诊断、分析、评估、决策都存在信息处理的问题,拿故障诊断来说,设备故障类型繁多,故障的征兆也很多,故障因果关系复杂,其故障机理无法以固定的规则来表示,这种特殊性决定了其监测信息中存在不确定信息,传统方法只能处理确定性信息,智能信息处理技术能对不确定信息进行处理。在设备状态智能管理系统中,可获得的信息有在线的、离线预防性实验、历史数据等,如何对信息进行分析处理,提取与设备诊断相关的特征信息,从而得出对设备运行状态进行可靠评定,为状态维修提供可靠决策,是该系统的关键。在智

关于新时期电力设备智能无线温度监测系统的应用

关于新时期电力设备智能无线温度监测系统的应用 摘要:随着经济的不断发展,电力设备在正常工作时都会产生发热现象,线路、设备等的连接处此种现象会更加明显,长期如此会加速电力设备线路等的老化,引起电力设备的绝缘性能下降,加之外界环境对电力设备的负面影响,更会使老化现象加剧,严重的可能引起重大的电力事故,造成难以弥补的人员伤害或重大的经济损失。以往的电力设备的温度检测是靠工作人员定期完成的,费时费力,工作效率极低,而且不能及时发现潜藏的隐患,有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端,这又给检测人员带来了极大的不便。为解决上述问题,电力设备的智能无线温度监测系统应运而生。随着科学技术的不断发展,为了解决这个问题,智能无线温度监测系统产生了。文章具体的介绍这一系统,供大家参考。 关键词:电力设备;智能化;温度检测系统;原理;组成;现状 一、智能无线温度监测系统的工作原理 智能无线温度监测系统被设定成三个子系统,分别是采集系统、汇总系统、监测系统。三个子系统通力协调工作,实现了电力设备温度的实时、准确、便捷的智能无线监测。 智能无线温度监测系统的三个子系统间的连接方式是不同的,无线通信方式是应用于采集系统和汇总系统之间,而通信线缆则是使用在汇总系统与监测系统之间,即一个无形,另一个有形。对应部位的热感应元件将其所监测到的温度信息通过无线通信设备传输到汇总系统的总站,总站将会对收集到的所有温度信息进行分类整理、分析并处理,再将处理完毕的数据信息传输到监测系统的监测计算机上。同时,调节端监测计算机也将收到同样的数据信息。监测计算机对接收到的数据信息进行二次处理分析,当处理所得数据结果超高设定的极限值时,监测计算机就会发出警示信号。每个总站可以管理数百个子站,信息量的采集将是非常巨大的。 二、智能无线温度监测系统的组成 1、采集系统 通过将热敏电阻、传感器等热感应元件安装在容易因工作而产生不正常散热的部位,实时的对温度数据进行测量与采集工作,并将采集到的信息发送出去。交流电作为长期供能电源及太阳能电池板作为的后备电源(确保突然断电后的数据持续收集的)是采集系统的正常工作的依靠。 2、汇总系统 信息汇总系统主要由无线接收装置构成,在收集到采集系统所传递而来的数据信息后,再传递给总站,总站接收到分站的温度数据之后,继而再将其传递给当地监视系统,与此同时还将温度数据传递给调节终端。实时温度变化同样被调节终端监视,如此便避免了无人监测的情况。 3、监测系统 监测系统又可以细分为站级监测系统和调节端监测系统。用于监测系统的计算机直接接受总站所传递的温度信息等数据,并与总站是直接通信的关系。监测计算机对总站所传递来的数据信息进行汇总、整理、分析后,存储于特定的数据存储库(可以对数据库进行灵活改动,比如扩容)。监测计算机可以对数据信息进行报表统计,准确记录处于何时、何地、何种状况下的温度情况。同时,监测计算机在温度越过某一设定极限值时会有警示信号出现。监测计算机的另一个便捷之处在于,可以根据需要进行任何时间段的任何部件的温度查询。调节端监测系统的数据信息传输用到的是汇集系统的通讯管理器,通过数据传输线缆直接传输到 PCM设备之中,在经过线缆转送给调节端,经PCM的数据信息还可以作为存储资料被下载到调节端监测计算机。 三、智能无线温度监测系统的特点 1、免于布置排线 因为采用了无线传输设备,所以不用布置排线,热感应元件的安装更方便。 /2、免于经常的维护

简述电力系统设备状态监测及其发展情况

简述电力系统设备状态监测及其发展情况 发表时间:2019-07-31T11:54:32.950Z 来源:《科学与技术》2019年第05期作者:熊西林[导读] 电力系统状态监测随着电力企业受到电力设备故障带来的生产问题,而越来越受到重视。云南电网有限责任公司迪庆供电局 674400 摘要:电力系统状态监测随着电力企业受到电力设备故障带来的生产问题,而越来越受到重视。随着科学技术的发展,状态监测也经历了人工故障检修、人工定期隐患排查、智能化状态监测、基于计算机大数据技术的设备状态监测四个发展阶段,让电气设备运行过程中存在的故障发现、问题维修越来越科学化和合理化,有效降低了运行成本,提高了企业综合实力。 关键词:电力系统;设备状态;电力设备;监测技术 电力设备在经过日常运营中会出现机器上的磨损,性能上的衰退,导致因设备机能出现问题而产生运行故障,进而引发重大生产事故,导致电力能源不能持续稳定地为社会生产生活服务,带来了巨大的经济损失。基于这样的现实需求,电力系统设备监测的概念由此产生,它是建立在计算机信息处理技术、传感器技术以、物联网技术、人工智能技术的成熟发展而来的,它通过传感器获取设备在运行过程中的特定参数,传输到电脑大数据处理系统中,来分析其设备特性的变化与发展趋势,进而评估设备的“健康”状态[1]。随着现代技术的发展,电力设备监测已经越来越趋于智能化和自动化,人工干预的程度越来越小,全天候的自动监测能够让设备处于监测的常态之中,让监测无死角,无漏洞。 一、电力系统设备状态监测内容分析 (一)电力变压器的状态监测 电力变压器的常见的故障为有载调节器和绕组。因此,加强对有载调节器、绕组和变压器油/纸损耗老化、超负荷运行状态的参数监控十分必要。 有载调节器故障主要表现为抽成、转抽和驱动机构由于长时间的磨损产生的机械故障,以及触点烧损、转换电阻和绝缘问题产生的电气故障。其中绕阻绝缘和主绝缘是造成变压器运行故障的最大因素。一般是通过温度、油中气体分析、局部放电等监测参数来分析运行状态。监测技术一般是通过附在变压器箱体上的压电传感器来获取相应的数据参数。 (二)发电机的状态监测 发电机故障是多类型故障的综合,主要表现在定子绕组故障、转子体故障、转子绕组故障、定子铁心故障这四个方面。其中钉子绕组绝缘劣化是发电机故障的主要原因,而PD监测是目前通用方法之一。在监测过程中要注意利用信号处理技术来抑制噪音,防止信号传输受到电气干扰使得测量数据有误。同时还要做好PD行为解释,已达到判定需要定子绕组维护获得机器,从而找出故障位置和原因。 (三)高压断路器状态监测 断路器的工作状态直接关系着电力系统运行的稳定性和安全性。常见的断路器故障主要为拒动、误动、绝缘、载流这四点,其监测方法包含以下三方面内容: 首先是信号的采集。高压断路器是机电一体化的开关设备,在运行过程中必然存在多种性质的物理量,这就需要传感器来对其数据进行精确的探测,以上传到云端服务器中。 其次要通过信号特征量的选取进行分析。信号特征量的选取是其监测的主要内容,通过特征量与规定参数的比较,来确定断路器的工作状态是否存在故障隐患,一旦发现故障要确定其类型,并建立断路器故障诊断的专家系统。 最后根据故障数据的处理结果,在专家系统的分析下,给出对策和措施,帮助检修人员提高维修效率。 二、电力系统设备状态监测发展现状介绍 由于国民经济与社会生产生活的不断前进,电力能源的需求量越来越大,导致电力建设规模不断扩大。电力设备数量的增多带来的是管理技术与管理水平的不断升级,方可实现设备生产价值的最大化。而设备在运行中的监测技术的应用已经成为电力企业最基本的管理行为,是提前发现安全隐患和生产故障的有效保证。 电力设备的监测与维修是随着技术的革新不断变迁的过程。在电力行业发展早期,主要是人工进行故障检修模式为主,出现了问题才去解决问题,而不是提前发现问题隐患将其消灭于萌芽阶段。到了20世纪中、后期,主要是人工定期计算检修为主,通过定时检修来排查隐患,但是由于电力设备数量的不断增多以及人工检修受到时间和精力的影响,投入成本大,实现的效果低。 随着计算机技术在电力系统应用的逐渐成熟,通过智能监测硬件与软件结合的方式来实现电力设备24小时全天候在线监测的技术已得到普及。基于智能化和自动化的设备状态监测,以科学的监测标准,通过数据分析的形式进行电力设备进行准确的、全面的、立体的综合管控,能够降低人工监测与检修的工作量,提高监测质量与检修水平。根据研究表明,在电力系统中实施状态监测与检修可以将设备的利用率提高至10%左右,检修费用节省30%左右,设备使用寿命延长率达到15%左右[2]。 由于我国的电力系统跨越区域广阔,电力设备运行的环境复杂,各种自然灾害频发,需要将计算机网络技术、传感监测技术、通信技术与电网设备设施进行高度的集中融合,实现数据的互联互通,监测的精细请准,并根据上述各项技术的不断升级而加强监测系统的改造,让电力设备状态监测做到提前发现隐患,及时进行故障预警,科学合理的制定维修方案。 三、电力系统设备状态监测发展趋势分析 当前,诸多电力企业已经认识到状态监测技术对发电设备的重要性,因为其关系到电气输送的持续性和稳定性,这对电气企业在用户心中的形象和口碑具有重要的参考价值。未来随着科学技术的发展,状态监控技术的发展将表现在以下几个方面:一是随着监测数据量的爆发增长,对于数据的处理需要更加智能科学,那么,就需要基于神经网络技术、知识系统、模糊逻辑与大数据分析等相应技术的不断进步,让状态监测的数据能够在去伪存真、去粗取精中实现数据价值更高效的利用。 二是实现状态监测办公移动化,事故处理自动化。移动应用在企业的运营管理中已经越来越普及,对于安全监控管理来说,需要监测人员随时随地进行设备的在线监测管理。而借助手机APP和移动端设备就能够实现这一工作需要,打破了时间、空间的限制,首先能够实现记录、拍照、定位等工作记录,其次能够通过APP或移动端设备帮助工作人员快速定位设备故障点,缩短发现故障设备时间,并通过监测系统的统一调度,自动进行事故设备源头的断电,防止二次事故的发生。

国家电网设备综合监测系统

国家电网设备综合监测系统 【摘要】电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一。自然环境(如冰雹,飓风)、人为因素(如盗窃,施工)等也是造成电力设备故障的主要原因,基于物联网技术的电力综合监测系统方案帮助电力维护部门进一步 解决变电站高效维护、统一管理方面、远程监控的问题。 【关键词】无线传感器节点系统管理 一、系统概述 电力设备综合监测系统是基于无线传感器网络(WSN)技术平台的一个开放性系统,目前已融合水浸在线监测、环境温湿度在线监测、红外在线监测以及气体在线监测等多个子系统,可实现变电站、环网柜、开关柜、电力线路等设备的水浸、环境温湿度、门开关、有毒可燃气体等信息监测,同时具备实时报警及物联网联动功能。 本系统由现场传感器、基站和综合监测平台组成。 基站(网关) 基站负责把接收到的传感器节点数据转发到计算机,进行存储,分析和处理。基站数据可接入本地计算机,也可通过以太网等其他网络接入远程监控主机。 传感器节点

无线传感器节点使用方便,替代了传统测试系统布线带来的麻烦。无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰,使整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。传感器节点体积小巧,重量较轻,由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成,全部模块封装在一个塑料或金属外壳内。采集的数据既可以实时传输至计算机,也可存储在节点内,保证了数据的可靠性。自由组合成不同输入量的通道,进行多物理量、多测点、分布式、同步监测。 BEENET 无线传感器网络特点 无线的传输方式,使得抗干扰能力增强; 传输距离远,功耗低,体积小,防水防尘; 自组织、自恢复、多网络拓扑结构; 深度1的星形网可支持65535个节点; 各道独立采集,同步精度可达1ms; 采用AES 128位加密算法,数据安全; 内置2,4,8M及1G Flash数据存储器; 可组成本地监测系统和远程监测系统; 可采用锂电池、太阳能电池板、感应供电及高容量干电池等多种供电方式; 传感器网络系统结构简单,功耗低,同步精度高,鲁棒性好,稳定可靠,具备易安装、易使用、易扩展、易升级、易维护等特点。

高压开关柜温度在线监测装置技术规范

Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司发布

Q/ CSG XXXXX.X-2013 目次 前言.............................................................................................................................................................. I I 1.范围 (1) 2.规范性引用文件 (1) 3.术语和定义 (1) 4.技术要求 (1) 5.试验项目及要求 (3) 6.检验规则 (4) 7.标志、包装、运输、贮存 (5) I

Q/ CSG XXXXX.X-2013 II 前言 为规范输变电设备在线监测系统的规划、设计、建设和运行管理,统一技术标准,促进在线监测 技术的应用,提高电网的运行可靠性,特制定本标准。 本标准由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。 本标准起草单位:广东电网公司电力科学研究院。 本标准主要起草人: 本标准由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。 本标准自XXXX年XX月XX日起实施。 执行中的问题和意见,请及时反馈给南方电网公司生产技术部。

Q/ CSG XXXXX.X-2013 高压开关柜温度在线监测装置技术规范 1.范围 本规范规定了高压开关柜温度在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。 本规范适用于高压开关柜温度在线监测装置。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括刊误的内容)或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 6388 运输包装收发货标志 Q/CSG 1 0011-2005 220kV~500 kV变电站电气技术导则 GB-2887-89 计算机场地技术条件 GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB50065-1994 交流电气装置的接地设计规范 JJF 1171-2007 温度巡回检测仪校准规范 Q/CSG XXXX 变电设备在线监测系统通用技术规范 3.术语和定义 以下术语和定义适用于本规范。 3.1 无线测温装置Wireless temperature measurement 由前置温度传感器、无线接收及现场显示仪表组成的温度测量装置,前置温度传感器测量温度后通过无线传输至无线接收及现场显示仪表显示温度。 3.2 前置温度传感器Temperature sensor 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。 4.技术要求 4.1通用技术要求及选用与配置原则 高压开关柜温度在线监测装置的基本功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机 1

电气设备状态监测与故障诊断技术

电气设备状态监测与故障诊断技术 1 前言 1.1 状态监测与故障诊断技术的含义 电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用,其性能逐渐劣化,最终导致故障。特别是电气设备中的绝缘介质,大多为有机材料,如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等,容易在外界因素作用下发生老化。电气设备是组成电力系统的基本元件,一旦失效,必将引起局部甚至广大地区的停电,造成巨大的经济损失和社会影响。 “监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测,其目的是为了判明设备是否处于正常状态。“诊断”一词原是一医学名词,指医生对收集到的病人症状(包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果)进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。设备的“故障诊断”借用了上述概念,其含义是指这样的过程:专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息,采用所掌握的关于设备的知识和经验,进行推理判断,找出设备故障的类型、部位及严重程度,从而提出对设备的维修处理建议。简言之,“状态监测”是特征量的收集过程,而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。 广义而言,“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”:前者是“诊”;后者是“断”。 1.2 状态监测与故障诊断技术的意义 电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故,会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。提高电气设备的可靠性,一种办法是提高设备的质量,选用优质材料及先进工艺,优化设计,合理选择设计裕度,力求在工作寿命内不发生故障。但这样会导致制造成本增加。此外,设备在运行中,总会逐渐老化,而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。因此,另一方面,必须对设备进行必要的检查和维修,这构成了电力运行部门的重要工作内容。 早期是对设备使用直到发生故障,然后维修,称为事故维修。但是,如前所述,对于大型设备,突发性事故将造成巨大损失。 其后,发展成定期试验和维修,即预防性维修。现在,定期预防性试验和维修已在电力部门形成制度,对减少和防止事故的发生起到了很好的作用。但预防性试验是离线进行的,有很多不足之处: 1) 离线试验需停电进行,而不少重要电力设备轻易不能停止运行。 2) 停电后设备状态(如作用电压、温度等)和运行中不符,影响判断准确度。 3) 由于是周期性定期检查,而不是连续地随时监测,设备仍可能在试验间隔期间发生故障,即造成维修不足。 4) 由于是定期检查和维修,设备状态即使良好时,按计划仍需进行试验和维修,造成人力物力浪费,甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏,即造成所谓维修过度。 因此,目前正在发展以状态监测(通常是在线监测)和故障诊断为基础的状态维修。其基本

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