故障诊断技术在能水电厂状态检修中的应用研究.pdf
李国强
摘 要：电厂的设备稳定是电厂正常运转的重要基础保障，直接关系着电厂的发电效率和经济效益，随着社会的发展，对电厂的性能有了更高的要求。该文分析了电厂设备维修中状态维修技术的重要性，同时也对状态维修技术的实践应用进行了探究。
关键词：电厂设备 设备维修 状态维修技术
中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（b）-0045-02
在电厂设备维修中，状态维修技术有着明显的优势，现在这一项技术发展迅速，进一步保障了电气设备的安全运行，提高了电厂的工作效率，扩大了电厂的经济效益，在各大电厂中发挥了重要的作用。
1 状态维修技术及其重要性
电气设备的消耗使得设备的稳定性下降，主要因素是输电线路的故障。状态维修技术可以有效地处理输电线路的故障来提高整个电气设备系统的稳定性，在电厂设备维修中发挥着十分重要的作用。
状态维修技术主要是通过检测技术了解到电气设备当前的运行状态，同时通过相关技术对设备进行分析，发现故障立即维修，实现对最佳维修时机的把握，从而保障了电气设备的安全稳定与电厂正常运行。
2 状态监测技术
状态监测技术就是通过对设备状态信息进行收集，再进行信息的处理，与已建好的设备故障模式进行对比，来实现对故障的监测和诊断。
2.1 状态监测特征量
状态监测特征量的选取依靠传感器技术，随着传感器技术的进步可被监测的特征量逐渐增多，目前监测的电气设备及其监测特征量如下。
变压器：目前常用充油电力变压器、SF6气体绝缘变压器和环氧树脂浇注绝缘变压器。对应监测特征量：油中气体含量、局部放电、绕组的形变、铁芯接地电流、高压套管介损、微水质量分数等。
氧化锌避雷针：实现对租型电流和总泄电流的监测。
电容设备：电流互感器、电压传感器（电容式）、电容器、电缆等。对应监测特征量：介损、泄漏电流、等值电容值等。
高压断路器：油断路器、真空断路器、SF6断路器。对应监测特征量：分、合闸线卷电流，动态回路的电阻值，操作机构的速度、行程和机械振动频率等相关数据。
通过状态监测技术来实现对电气设备的状态特征量的监测，不同电气设备的特征量存在交叉，分析特征量数据的关键点是准确对应不同特征值所对应的电气设备，也是分析的难点。而同一电气设备在不同状态下的特征值、数据值存在重叠，这样就为设备的故障分析增加了困难，所以是要实现故障的准确判断，就要对设备进行尽量多的特征值监测，同一设备某种状态对应特征值越多就越容易判断是否存在故障。
2.2 状态监测间隔期
状态维修通过对设备运行状态的特征值的监测分析，来判断设备是存在故障，如果存在故障则进行及时维修，如果特征值数据正常则跳过维修程序。由于状态维修要发挥实时监测的作用，所以，要在设备整个运行过程中进行监测，也要考虑监测的可实现性。监测间隔时间的合理把握可以节省成本也会提高设备的安全系数。具体方法如下。
第一，依照安全性的要求来确定监测时间间隔。首先对设备特征值监测，如果发现数据异常但该设备可以正常运行就认为该设备存在潜在故障，此时将潜在故障发展为故障的概率设为Pa，要把Pa控制在合理值一下就可以确定状态监测的时间间隔Tc。具体公式为：
Pa=（1-p）
n=logPa/log（1-p）
Tc=T/n
Tc太小会导致维修资源的浪费，所以要全面考虑来确定Tc，然而Pa为零是不可能的，所以监测是必要的，把Pa控制在一定值以内就可保障设备系统的安全性。通常来说，当设备存在潜在故障时，在一个周期T内要进行3次监测，所以，设备状态的监测间隔不能大于T/3。
第二，依照经济要求确定监测间隔。设备的潜在故障不足以危害设备的安全时，就要以最少费用消耗为原则来确定状态监测的时间间隔。对实际情况进行全面分析，合理安状态监测的时间间隔，为电厂在保障安全性系数的同时谋求最大化经济效益，减少不必要的资源浪费。
2.3 在线监测和状态维修的关系
电子设备的监测方法按照是否需要断电监测分为离线监测和在线监测两种，离线监测的方法简便、统一，所用仪器通用性强且费用低，有着统一的监测要求和标准，实际操作性强。例如：变压器的出厂检测，每种型号变压器的基本要求都相同并且标准严格。在线监测是指在带电状态下进行设备的监测。一般分为不定期或按需求做定期的间隔性检测和实地或准时对运行中的设备进行检测两种检测方式。
在线监测能够在设备运行中实现故障的监测和排查，一旦发现故障可以在第一时间内对故障进行维修，所以，在线监测工作是是状态维修的关键基础环节和必要前提，做好在线监测十分重要。
3 状态预测
随着电力电子技术的发展，电力设备的数量众多，如果对设备进行逐一离线监测需要大量的时间。设备运行状态的预测可以在设备当前运行的基础上实现对未来运行状态的预测，可以减少设备监测时间，从而提高了工作效率。在预防实验开始前预测参数值，就可以预测设备运行状态，有效地防治了设备故障，提高了电气设备的可靠性。
设备运行状态预测可以掌握设备从安全运行状态转变为故障状态的具体过程，从而为维修人员深刻了解故障机理，更好地做好维修工作，提高维修效率提供了理论上的支持。传统的状态监测方法只能得到某时刻的状态数据，从而只能判断这一时刻电力设备的好坏程度，所以，只能对故障进行事后的维修。对比之下，状态预测可以实现对设备变化过程的监控，能够有效地预测设备故障，未维修工作提供理论依据。
4 状态评估
狀态评估是指在进行状态监测后进行数据收集、状态分析，最后对设备进行状态评估。状态评估是状态维修的依据，状态的维修需要根据状态评估的结果来进行，所以状态评估在维修中起着决定性作用。
故障诊断是状态评估中的主要内容，状态维修与故障诊断的关系十分密切。随着电力电子技术的进一步提高，为了实现故障诊断的可靠性，在一些电力设备上安装一些检测装置，在状态监测过程中可以收集大量信息，为故障诊断提供依据。例如：变压器的故障诊断通常运用三比值法，在此基础上一些学者又开始引入人工神经网络、专家系统、模糊算法等先进方法来进行故障诊断。
5 结语
状态维修通过对设备的状态监测和状态诊断的基础上对设备进行维修护理工作。首先要通过先进的传感器和信息化技术实现对设备运行过程的全面监测，这位维修提供了数据基础，其次通过评估系统对设备进行故障评估，为维修工作提供决策基础，最后依据结果监测、评估结果进行故障的维修工作。
参考文献
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