在线故障检测技术（精选12篇）
在线故障检测技术 篇1
1 引言
从设备的设计、制造到安装、运行、维修等诸多环节, 如果其中的任何环节出现了偏差, 都有可能会导致设备性能的恶化或是引发故障。在设备运行过程中, 其内部往往会受到力热、摩擦等多种物理及化学作用, 使其性能出现变化, 从而引发设备故障, 带来巨大的损失, 所以对设备在线状态监测和故障诊断技术相关内容进行详细的、深入的分析研究具有十分重要的意义。
2 状态检测与故障诊断技术概述
①状态检测:在设备运行过程中, 对特定的特征信号进行检测、变换、记录与分析处理, 并显示记录情况, 这是设备故障诊断工作顺利开展的基础条件。②诊断分析:一般情况下, 诊断分析主要涉及信号分析处理与故障诊断两方面内容。其中, 信号分析处理是指对所获得的信息以一定的方式进行变换处理, 并且以不同的角度提取最直观的、最敏感、最有用的特征信息。故障诊断是在状态检测与信号分析处理基础上进行的一项工作, 主要是对故障性质、危险程度、产生的原因或者是发生的部位进行诊断, 然后以此为基础, 对设备性能与故障进一步发展情况进行相应的预测。③治理预防:治理预防主要是指对已经诊断出设备异常情况发生的原因、部位及危险程度进行相应的研究, 并且采取相关治理措施与预防的方法。
3 状态检测与故障诊断技术系统结构特点
3.1 离线检测与诊断系统
所谓离线检测与诊断, 即为对设备运行情况进行定期的检测与诊断, 一般先在实验室或者是计算机房中以计算机对数据采集器设置巡检路径组态, 之后再单独将数据采集器带至项目现场进行数据的采集与存储工作。当完成了数据的采集操作之后, 将数据采集器带回实验室与计算机联机, 然后将采集器中的数据上载至计算机中, 最后将其存入计算机数据库中进行集中的管理与相应的分析处理。离线检测与诊断系统较为简单, 一般由传感器、动态数据采集器与卫星计算机构成, 也可称其为T-C-PC机械故障巡检系统。其中, 微型计算机主要涉及检测、通讯、分析与诊断软件。此外, 对于动态数据采集器与微型计算机的连接, 主要采用RS-232C接口或其他专用接口进行, 以形成可分离的联机系统。
3.2 在线检测与诊断系统
在线检测与诊断系统即为在测点上永久性的安装传感器, 并且以处理设备与传输设备或者是Internet网络将传感器所采集到的信号直接传输至计算机或是专用分析与诊断仪器中, 能够实时显示所测设备的技术状态, 同时还能够对其进行相应的分析诊断的技术。此外, 其还能够将分析诊断结果接入设备电器控制部分, 在此过程中, 一旦发现故障或者是所测得的参数超过了报警范围, 计算机就会发出指令, 使得电器控制部分作出停机操作, 以此来对设备进行良好的保护。在线检测与诊断系统基本构成如图1所示。
4 在线设备状态检测与故障诊断技术
4.1 在线设备状态检测技术
4.1.1 在线检测技术
从目前的在线检测技术来看, GPS检测技术是一种新型的设备状态安全检测技术, 通过GPS检测技术可以对故障进行自动检测。GPS检测技术主要包括有监视控制系统和SCADA系统。GPS检测技术主要是根据电磁暂态的记录, 对故障进行合理的分析, 以此实现对的运行状态进行有效的监督控制。GPS检测技术与其他故障录波仪器相比, 在检测过程中不会出现数据沉冗问题, 因此在很大程度上提高了数据的有效性。同时, 将GPS检测技术与通信技术进行有效的融合, 可实现数据的同步传输, 进而确保检修质量和效率。在数据传输以后, 还能够自动产生检测记录, 为故障发生原因的分析提供参考依据。GPS检测技术的运用能够提高的可靠性, 保障电力系统的稳定运行。GPS检测技术同步方法是通过钳形传感器触发外同步, 获得同步信号。在软件方面, 可以通过四个特征对的放电情况进行有效的判断, 为故障判断提供了参考资料。
4.1.2 红外检测技术
热与有着十分紧密的联系, 一旦出现故障, 都会提高设备的温度, 导致设备发热, 从而容易损坏。红外检测技术是一种新型的在线检测技术之一, 具有较高的安全性, 检测效率好, 甚至可以检测出设备温度的些微变化, 以此确定故障的情况。红外检测技术是一种理想的在线检测技术, 将其运用在发热故障中的检测中, 可以充分发挥极大的作用。将红外检测技术运用于设备的状态监测, 可以检测出冷却装置控制键元件、各个部位接头的温度, 并且还能检测出变压器的潜伏性故障。
4.2 故障诊断技术
4.2.1 简易诊断法
简易诊断法是指采用便携式的简易诊断仪器, 例如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外点温仪对设备进行人工巡回监测, 其能够依据设定的标准或人的经验进行相应的分析, 以了解设备是否处于正常状态, 如果发现异常, 可通过对监测数据分析进一步了解其发展的趋势。由此可知, 简易诊断法可解决状态监测和一般的趋势预报问题。
4.2.2 精密诊断法
精密诊断法指对已产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手段 (包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等) 进行综合分析, 以期了解故障的类型、程度、部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。精密诊断法主要解决的问题是分析故障部位、程度、原因和较准确地确定发展趋势。
4.2.3 振动噪声测定法
机械设备在运动状态下 (包括正常和异常状态) 都会产生振动和噪声。通过相关研究可知, 振动和噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、程度、部位和原因等有着密切的联系。大多数设备是定速运转设备, 各零部件的运动规律决定了它的振动频率。由于是定速运转, 其振动频率即为该零件的特征频率, 观测特征频率的振动幅值变化, 可以了解该零部件的运动状态和劣化程度。因此利用这种信息进行故障诊断是比较有效的方法, 也是目前发展比较成熟的方法。尤其是振动法, 由于不受背景噪声干扰的影响, 使信号处理比较容易, 因此应用更加普遍。
4.2.4 无损检验
无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来的方法, 其是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机械零部件缺陷的方法。其使用的手段包括超声、红外、x射线、γ射线、声发射、掺透染色等。这一套方法目前已发展成一个独立的分支, 在检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。其局限性主要是其某些方法如超声、射线检测等不便于在动态下进行。
5 结语
综上所述, 相比于离线检测, 在线检测与诊断系统的成功相对较高, 但在设备运行过程中, 通过在线状态检测与故障诊断技术的合理应用, 能够对设备故障发生原因的分析与诊断等工作的顺利进行提供先进的技术支持, 从而及时解决设备运行过程中存在的问题, 提升企业的经济效益与社会效益。
摘要：通过在线状态检测与故障诊断技术的合理运用, 能够有效了解并掌握设备运行过程中的实际状态, 从而对设备的可靠性进行相应的评价与预测, 更好地识别设备故障原因与危险程度等情况, 预测发展趋势, 及时处理。此背景下, 本文首先分析了状态检测与故障诊断技术, 其次对状态检测与故障诊断技术系统结构特点进行了一定的研究, 最后探讨了在线设备状态检测与故障诊断技术的应用, 以供参考。
关键词：设备,在线状态检测,故障诊断技术
参考文献
[1]姚家松.高压电动机在线状态监测与故障诊断技术探讨[J].煤矿机电, 2012 (03) :52~55.
[2]邰世福.浅析在线监测及故障诊断技术在继电保护状态检修的运用[J].中国新技术新产品, 2010 (20) :17~18.
[3]陈雪峰, 李继猛, 程航, 等.风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展[J].机械工程学报, 2011 (47) :45~52.
在线故障检测技术 篇2
一． 判断题
1.专用故障诊断仪一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务（√）
2.汽车诊断是指在不解体(或仅拆卸个别小件)条件下确定汽车技术状况或查明故
障部位、故障原因进行的检测、分析和判断（√）
3.排放法规主要限制柴油机排气 CO、HC 和NOx 的排放量（×）
二． 单选题
1.汽车燃料经济性评价指标通常采用(B)。
A、每小时耗油B、百公里油耗C、油耗率D、吨公里油耗
2.汽车诊断仪能诊断汽车的。（D）
A.所有的故障B.所有的电器故障
C.仅限于发动机的故障D.电控系统的故障
3.汽车检测是汽车使用、维护和修理中对汽车的技术状况进行的一门技术，为汽车
运行评定或进厂维护、修理提供可靠的依据。（A）
A.测试和检验B.试验C.拆卸D.观看和手摸
4.根据国标规定，发动机功率不得低于原标定功率的75％，而用底盘测功机测功时，驱动轮输出的功率达到原定功率的()以上，发动机动力性合格。（A）
A.75％B.60%C.50%D.45%
三． 填空题
1.汽车故障诊断方法包括(经验诊断法)、(仪具检测法)。
2.汽车故障按发生的后果分为(一般故障)、(严重故障)、(致命故障)三种。
四． 简答题
1.列举出你所知道的汽车故障诊断仪器
答：汽车万用表，试灯，故障诊断仪，冷媒加注机，机油回收机等。
2.汽车故障的定义
答：是指汽车某个零件或某个功能出现问题的现象。
五． 名词解释题
1.什么是汽车诊断
答：答案一：在不解体(或仅卸下个别零件)的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。包括汽车发动机的检测与诊断，汽车底盘的检测与诊断，汽车车身及附件的检测与诊断以及汽车排气污染物与噪声的检测等内容。
答案二：依照相关技术标准，使用专用的工具、仪器、设备和软件，对汽车故障进行检测排查、分析判断，从而查明故障成因，确认故障部位的操作过程。
2.汽车故障树分析法
在线故障检测技术 篇3
摘要：在电力系统的各种电气设备中，变压器是其重要的组成部分。采用油中溶解气体分析（DGA）技术对变压器故障进行早期故障诊断，可减少变压器不必要的事故停用，对保证电力系统安全可靠运行有较大的作用。文章针对变压器离线监测的不足，提出了变压器在线监测的方法，并介绍了变压器气相色谱分析法原理，通过实例阐明了如何根据监测到的数据来诊断设备故障。
关键词：变压器油；在线监测；故障诊断；色谱分析
0引言
设备维修的概念起源于20世纪50年代，当时电网电压等级较低，容量也不大，电气设备出现问题时造成的影响和损失也较小，事故后再维修成为当时电力设备的普遍选择，但由于传统的离线监测与定期停运实验等方式属于间断性评估，难以将故障遏制在初期阶段，增加了设备运行的风险。近年来，随着传感器和光纤等相关技术的发展和应用，出现了一种能够动态监测被测设备相关数据的在线监测方法，反映变压器当前的运行状态，结合以往的运行经验与相关标准进行全面分析，明显提高了成功发现变压器缺陷的效率与准确性，并能够及时地进行报警，让运行及班组人员采取相应措施，缩短故障存在的时间，限制故障的进一步发展，以确保电网的安全稳定运行。
运行中的变压器，发生外部故障时，我们可以观察到，但其内部发生故障、病变，就很难监控，但变压器内部的油，是可以采集到的。绝缘油老化、变质会分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氢气H2等，通过对变压器的绝缘油进行定期取样、分析，并与历年的分析数据进行对比，在变压器正常供电的情况下，判别变压器的运行状况，有助于及早发现和消除存在的安全隐患，确保变压器的安全运行。
1变压器油色谱分析的原理
在新绝缘油的溶解气体中，除了含有氮气（约70%）和氧气（约30%）以及二氧化碳（0.3%左右）氣体外，并不含有C1 C2之类的低分子烃，在经过油的处理之后，由于一些油的加热处理设备存在死角，可能出现微量的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行状况下，由于变压器绝缘油油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烃气体。当变压器的内部出现放电和过热故障时，变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中放电效应和受热性效应作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期，这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作，此时，根据油中溶解气体含量及其增长速度，能够及早发现变压器内部故障，消除隐患，确保变压器的安全运行。
2变压器内部的常见故障及原因
变压器内部故障一般分为三类：即放电短路故障和过热故障及设备进入外部空气和水分的潜伏性故障。
2.1 变压器放电故障产生的原因
变压器放电分为火花放电、弧光放电及局部放电。（1）火花放电，放电能量较低，多由接触不良所造成的，如电流互感器内部引线对外壳放电和铁芯接地片接触不良造成的悬浮电位放电。（2）弧光放电，又称为高能量放电，原因通常是线卷匝、层间绝缘击穿，过电压引起的内部闪络。（3）局部放电，在变压器引线、端部绝缘结构及突出的金属电极表面，如油箱内壁的焊缝及附在其上的焊渣；造成了绝缘结构中电场分布不均匀，极易产生局放。
2.2 变压器过热故障产生的原因
变压器过热故障可以分为高温过热、中温过热、低温过热。主要原因是：（1）铁心两点或多点接地；（2）引线连接不良；（3）分接开关接触不良；（4）铁芯间短路或被异物短路；（5）部分绕组短路或不同电压比并列运行，引起的循环电流发热。
3气相色谱数据的综合判断
三比值法是目前我国主要采用的方法，经过经验总结，该方法采用五种特征气体相比构成五个比值，然后依据经验确定了比值的范围与大小对应的意义，从而对其进行编码，实现不同类型故障的诊断。该方法已被国际电工委员会（IEC）组织推荐使用，得到广泛认可。
3.1 气体产气速率的注意值
气体产气速率是除气体容量和种类之外分析变压器内部故障的又一参考指标，产气速率分为相对产气速率和绝对产气速率两种，而相对产气速率有一个参考基准，当基准本身浓度较小时，误差较大，故相对产气速率可靠性不太高，使用较少。绝对产气速率使用较多，多在气体浓度接近设定标准值或者超过时，进行密切关注。
3.2 对二氧化碳及一氧化碳的判断
正常情况下，对于开放式变压器而言，由于变压器油与空气接触，油中会溶解一定量的空气，但其饱和度不超过10%，所以设备内CO2含量不超过300μL/L，但当变压器固体和绝缘老化或者油长期氧化时，可能会造成CO2及CO含量的明显增长。当检测计算发现（CO2/CO）>7时，要关注固体绝缘材料是否老化。当（CO2/CO）<3，则可能是故障高于200℃涉及到固体绝缘材料时，更精确的做法是，应将最后两次检测的数据相减，计算差值，然后计算差值比值重新计算（CO2变/CO变）<3，来判断故障是否与固体绝缘有关。
3.3 乙炔含量分析及注意值
乙炔是我们日常监控中最重要的一个指标，变压器无故障时，油内不会出现乙炔，乙炔是变压器内部出现放电的特征气体，当总烃内乙炔含量较小时，通常意味着故障还在形成阶段，但乙炔出现明显增长时，则很有可能是因为发生了击穿事故，而乙炔含量的多少与故障缺陷的严重程度与紧迫程度没有必然的联系，反而与产气的速度有较大的关系，方便用来判断故障位置。
4实例分析
4.1故障变压器参数及运行情况
某变电站主变，型号为SFPSZ-150000/220，油重41.5吨。该主变自2000年7月投运以来一直运行状况良好，其运行负荷均在允许范围内，未直接受到过短路冲击，历史试验数据均正常。
4.2故障发生过程
2010年12月19日，该主变色谱在线检测系统数据显示氢气、总烃含量有明显增长。12月20日，该主变总烃含量达已达到192.95μL/L，超过一级报警值，在线色谱出现总烃报警信号。12月21日取样分析各组分含量，分析结果为272.21μL/L，数据较之前均有明显增长，其中总烃含量由3月份的10.06μL/L增长到272.21μL/L，超过注意值（150μL/L）。22日跟踪分析，氢气、总烃都有上升趋势。28日对该设备进行了取样验证分析，发现总烃含量增至402.19μL/L。
4.3故障情况分析判断
利用三比值法对12月28日油色谱数据进行了分析，判断其编码为022，对应故障应为：高于700℃高温过热故障；
按日本月冈、大江等人推算的经验公式估算，12月28日该主变的热点温度见式（1）：
T=322lg（C2H4/C2H6）+525（1）
即T=322lg（223.28/35.11）+525℃=783.70℃≈784℃
估算温度与IEC三比值法判断温度相符，可以判断变压器内部存在高温过热故障。
根据12月21日至28日油色谱分析数据，得出该时段内该主变总烃绝对产气速率见式（2）。
ra=（Ci2-Ci1）/Δt ×（m/ρ）（2）
数字电路在线故障检测技术研究 篇4
目前, 数字电路已渗透到社会的各个行业中, 与人们的生产生活息息相关, 科技的发展、社会的进步都需要使用到数字电路。但数字设备由于各方面原因使得故障事件频频高发, 因此要求数字电路故障检测技术的效率高、迅速处理好事故原因, 尽快回复电路正常运转。所以应该提高数字电路检测技术并找到迅速检测的方法, 解决传统数字电路检测技术中检测时间长、难度大、效率低下的难题, 使数字电路的故障检测工作更快捷, 在最短的时间内处理好数字电路故障检修。
1 数字电路故障特点
数字信号是量化的离散信号, 数字电路主要针对这些离散的数字信号实施有效处理的电路。数字电路的功能主要有两种, 一种是时序型, 另一种是组合型。在数字电路的输送界限中不存在反馈路线, 只有一种简单的组合型电路, 在数据输送中都是依靠输入进的信号, 与前期的电路输送没有任何的关联, 所以数据记录是完全空白的。组合型同时序型的最大的区别就是是否有集成数据, 触发器具备的储蓄功能是时序型电路的重要组成部分, 数字电路的思维和状况表现是依靠时序型电路来完成。数字电路信号的输出与收入都是在储蓄电路的尾端进行的, 因此在检测故障的过程中, 需要进行检测的数据高达上千条之多。并且电路中的元件通常都设置在软芯片中, 二软芯片中有非常多的物理曲线, 导致检测工作非常繁杂, 且不容易展开, 严重影响了数字电路检测工作的速度。
2 数字电路故障原因
(1) 没有重视集成参数的变化。在设计时对元件中集成参数变化的重视程度不够, 考虑不周全, 因此在电子元件使用过程中会发生许多元件老化、参数性能低下或者不平稳等故障, 都讲导致数字电路无法正常使用。
(2) 工作环境差, 不符合要求。大多数数字电路对运作环境都有一定的标准和要求, 比如:温度、湿度, 运转时间长短、电路控制是否合理还有高强度电磁搅扰都可能引起数字电路的不良反应, 影响数字电路的正常使用。
(3) 使用超量、超过使用期限。如果超负荷使用数字电路, 会导致数字电路元件的老化速度加快, 使数字电路的性能大大降低, 数字电路的故障频率因此而上升。
(4) 线路安排不合理, 故障频发。在按装电路的过程中, 因安装不当导致的故障数不胜数, 任何一点问题都将会影响到数字电路的使用, 所以在按装时要特别注意。
3 在线电路检测技术
(1) 持续观测。电路检测的最基本的方法是坚持不间断的观察。连接电源后, 随时观察整个的电路运作情况有无异常, 这是在线电路检测的第一步。
(2) 分割检测。将完整的数字电路分割成若干部分, 再对这些部分进行单独检测, 连接电源后, 进行部分排查寻找, 最后由逻辑笔判断出故障的具体位置。也可以连接数据显示器, 检查电路运行情况。分割检测可以更快速的找到故障位置。
(3) 电阻测试。电阻测试主要是针对通电后的电路检测。在电路通电后, 出现发烫、冒烟的情况, 必须迅速切断电源, 避免故障部位发生扩大, 然后采用电阻测试法对使用的设备一段一段的进行认真的检查, 内部的输送端口有无异常、电源设备等。电阻测试非常适合用于接触不好、电路短路的故障检测。
(4) 替换零件。如果数字电线发生故障的位置非常隐密, 不容易查找, 到不妨使用替换法。将疑似有故障的零件卸下, 按装上同一型号且质量合格性能好的零件, 再进行检测故障有没有解除, 通常情况下, 替换法是快速处理此类隐密故障最有效的手段。但有一点要谨记, 在替换零件时, 要记得关掉电源。
4 检测注意事项
(1) 在检测过程中应按照前后顺序依次进行, 切不可盲目实施。一利用万用表检测集成设备和电源。通过询问客户大致了解一下发生故障的原因和位置, 再直接观察故障的位置, 检测设备元件是否损坏, 将电源连接后, 查看一下设备有无异常情况, 若发生冒烟、发烫等情况必须赶快切断电源, 若没有异常, 再开始检测电路信号, 寻找故障发生的具体原因。二、对组合电路的检测通常使用故障排除法。使用故障排除法是在在电路运转过程中, 用逻辑笔检测输入的电平, 按照得出的数值, 一一进行排查最后确定故障的位置实施检修。
(2) 因为数字电路设备和型号类型多样化, 检测人员不肯全都掌握, 所以在检测时, 如果接触到不常见或不了解的型号, 就必须先借助检测手册, 了解该数字电路的型号、运转功率和引脚名称等, 再根据该电路的检测手册进行全面细致的检测, 对与检测手册中的注意事项要特别注意, 对故障的排查工作非常有利。
5 结语
归纳上述, 数字电路应用的迅速普及, 使得数字电路发生故障的次数频频高升, 因而数字电路故障检测就显得尤为重要。所以, 作为检测人员必须通过累积丰富的检测经验, 提高故障检测技术水平, 并及时的了解故障发生的真正原因, 通过检测找到对应的处理方法, 迅速处理好故障, 及早恢复数字电路的正常使用。
参考文献
[1]王继业.数字电路在线故障检测方法研究[J].哈尔滨工业大学, 2012 (25) :129-132
在线故障检测技术 篇5
在线监测应用于设备管理提高故障诊断水平
提要：介绍在线监测系统的构成、主要功能及其在电厂设备管理中的应用情况和取得的成效，提出在线监测应用于设备管理对提高故障诊断水平、促进维修制度改革具有一定的现实意义。
在线监测系统在设备管理中的应用
徐兴科孔令先赵以万田保忠任华玉
胜利石油管理局胜利发电厂技监中心
摘要：介绍在线监测系统的构成、主要功能及其在电厂设备管理中的应用情况和取得的成效，提出在线监测应用于设备管理对提高故障诊断水平、促进维修制度改革具有一定的现实意义。
关键词：设备管理 在线监测 旋转机械
一、前言
旋转机械是在工业中应用最广泛的机械，也是电厂设备的重要组成部分，一旦故障停机，不但影响电厂的安全生产，而且会造成巨大的经济损失和社会影响。旋转机械在运行中与其状态有关的特征有振动、温度、噪声、润滑油中的磨粒和形态、转矩等，每个量都从不同的角度反映运行的状态。但由于现场条件和测试手段的限制，有些特征的提取和分析不易实现，有些特征反映的情况不敏感。而旋转机械的振动信号中含有设备运行工况的丰富信息，这些信息在振动的相位和谱图中有所体现，从而可以推断出振动的原因和故障类型。
对旋转机械进行在线监测，及时取得振动信息进行处理和综合分析，根据其数值及变化趋势，可对设备可靠性随时作出判断，发现故障隐患，提供预警，还可预测设备剩余寿命。在线监测诊断的特点是可以对运行中的设备进行连续或随时的判断，使预防性维修向预知性维修即状态维修过渡。
二、系统选择
典型的状态监测方式包括：离线定期监测方式、在线监测离线分析的监测方式、自动在线监测方式。
国内的振动状态监测系统主要有：哈尔滨工业大学等单位联合研制的3MD-I、3MD-II、3MD-Ⅲ系统；西安交通大学机械监测与诊断研究室的RMMDS系统；西安交通大学润滑理论及轴承研究室的RB20-1系统；郑州工学院的RMMDS系统；重庆太笛公司的CDMS系统；浙江大学的CMD-Ⅰ型及Ⅱ型系统；西北工业大学的MD3905系统；北京机械工业学院的BJD-ZⅠ、BJ D-ZⅡ , BJD-ZⅢ系统。这些系统的主要功能有轴振动监测，包括轴心轨迹分析、轴向串动、轴振动位移峰一峰值计算；壳体振动监测；频谱分析，包括频率细化、阶比潜分析、阶跟踪谱、三维功率谱分析；自动预、报警；故障特征提取及诊断。
国外的振动状态监测系统主要有丹麦B&K公司的2520型振动监测系统、美国BENTLY公司的3300系列振动监测系统、美国亚特兰大公司的M6000系统、美国IRD公司的IQ2000系统、美国恩泰克（Entek）公司的预测维修系统（Preventive Maintenance System）等其中，美国恩泰克公司的预测维修系统最具有代表性，其主要功能有：幅值趋势图显示；时域波形显示，频谱显示；两频谱幅值比显示，两频谱幅值差显示；三维谱图显示；用旋转机械故障诊断专家系统进行离线故障诊断；支持铁谱分析；支持局域网。该预测系统能对频谱进
行自动比较，能识别由于旋转机械转速变化所引起的频率漂移，并提供报警信号。胜利石油管理局胜利发电厂综合考虑供货渠道、价格、业绩、技术服务等因素，选择了美国恩泰克公司集振动监测与预测维修于一体的在线监测系统其中振动传感器为9200型加速度计，共购置40只，分别安装在2＃机组的2台送风机、2台吸风机、2台排粉机、2台给水泵、2台凝结水泵的主要支承轴承处，共计40个测点。
三、系统构成1．硬件系统
(1)加速度传感器
加速度传感器是把被测设备的机械振动量（加速度）准确无误地接受下来，并将此机械量转换成电信号（电压）输出，实现机械能到电能的转换。
(2)Enwatch数据采集模块
Enwatch数据采集模块是16通道网络化在线采集模块，每个采集模块均配有标准的RJ-45以太网接口，它是分布在设备现场的采集模块，其采集信息可通过以太网络传输到奥德赛系统数据库中，可直接安装在被监测设备附近，用于人员无法接近或危险区域的设备监测。
(3）端子排
端子排箱安装在现场
(4)信号线
①传感器到端子排的信号线：9200传感器输出端接有附带的4m长传感器电缆，各个传感器电缆联入端子排并由端子排输出多芯总屏电缆。若4m长传感器电缆长度不够，可采用双芯屏蔽电缆加以延长。
②端子排到Enwatch的信号线：由端子排输出的多芯总屏电缆直接接入Enwatch数据采集模块的相应通道，为了防信号衰减，该段电缆长度不足
300m，电缆走线时，尽量避免与强电电路平行，否则需距其1m以上或另加金属套管加强屏蔽。
2．软件系统
EMONITOR Odyssey软件是在线监测系统的核心，是一个全功能的窗门版预测维修软件，不仅能系统地管理预测维修和性能监测活动的数据，而且还提供一套完整的方法，将这些数据转换为设备的状态信息具体功能如下。
(1)系统管理
Odyssey软件的管理功能包括两个方面：文件管理和用户管理。文件管理是由备份检测数据和程序文件组成。随着时间的推移，数据库存储的设备信息会越来越庞大，这不仅影响软件运行的速度，而且在计算机出现故障时会丢失信息，使监测人员的工作付之东流，最基本、最有效的办法就是定期将数据和程序设置文件备份到另一台计算机或移动硬盘上，这正是Odyssey软件文件管理职责所在。除计算机出现故障而丢失信息外，操作人员在使用过程中的不当操作、非操作人员的非法操作也会造成数据丢失，Odyssey软件的用户管理职能解决了这个问题，Odyssey软件可以设定安全等级，将操作人员分为三种权限：一般操作人员可以建序列、将序列装入数采器、回放数据、修改数采器设置、修改自己的口令、打印报表和显示检测数据的图形；高级操作人员除了具有一般操作人员的权限外，还可以修改数据库、替换和删除操作、修改存储和删除视图、删除序列、建立和删除报表描述、生成报警统计；管理员除了具有高级操作人员的权限
外还可以增加删除和修改用户名和口令、设定进入软件必须登陆、设定不须登录用户的默认权限。
(2)数据的图形分析
在线监测系统除了对设备的检测（报警）之外，再就是分析诊断以确定故障的原因所在。借助于图形进行分析是一个主要方面。Odyssey软件提供的图形有：
①幅值趋势图(Trend)，观测设备振动的历史变化趋势。
②频谱图（Spectrum)，观测设备某测点振动的频率成分。
③时域波形（Time waveform)，观测设备某测点振动的时域波形。④谱阵图（Waterfall)，观测设备某测点振动频谱的变化趋势。
⑤频段趋势图（Frequency Band)，观测设备某测点振动各频段成分的变化趋势。
⑥自动显示图（Auto View)，观测设备某测点所有测量定义的相关图形，了解该测点的全面信息。
⑦振动分析图（Vib Analysis)，综合观测设备某测点的幅值趋势、相关频谱、谱阵图。
⑧HVA图，同时显示设备某测点水平（H)、垂直（V)、轴向(A)三个方向的频谱图。
⑨频谱差值图（Baseline diffe)，显示当前时间频谱和Baseline频谱相间的结果。
为了方便分析诊断，这些图形可以单独显示，也可以根据需要进行组合，显示在同一个窗口。
图形操作具有改变图形坐标轴、颜色、光标形式及显示、字形、图中的数字格式、图形点和线的类型，显示设备状态注释及注释码、显示和隐藏频段幅值、在图中输入及编辑注视、拷贝图形和打印图形等功能。
(3)报表操作
报告报表是状态监测人员与设备科和检修人员的非常重要的沟通工具，Odyssey软件提供了42种标准报表格式，这些报表均可以打印、显示和拷贝，可以作为文件进行传送，报表中可以包含数据表、图形，或两者的组合，任何一个报表都可以制成ASCII文本文件，并可以送到如WORD、EXCEL等其他应用软件中。如果这42种格式都不能满足报表的要求，监测人员可以根据领导的要求和自己的需要，在Odyssey环境下建立自定义报表，而且可以作为标准的报告格式存储起来，以备调用。
(4)报警设置
报警方式和报警值的设定在预测维修工作中是非常重要的，一个有效的预测维修系统要处理成百上千个测点的测试数据，怎样从大量的数据提取出值得分析的反映设备状态变化的数据，怎样区分出有问题的设备和没问题的设备，什么样的设备还可以坚持运行，什么样的设备必须停机，这都依赖于软件的报警功能。Odyssey软件不但可以设置幅值、频谱、频段和时域波形报警，而且可以建立统计报警，统计值包括当前序列中所有测量定义及设备分类中的最小值、最大值、平均值和标准方差，这将有助于设备管理人员建立和探索设备检修的企业标准，在安全运行的条件下，使设备发挥最大的效能。
(5)辅助诊断
0dyssey软件具有辅助诊断功能，即在频谱图中或报告中自动识别特定故障
类型产生的频率。使用辅助诊断功能，诊断人员可以在采集得到的振动频谱中标注故障特征频率，迅速简便地识别故障类型。例如滚动轴承、电机等的故障。
四、系统使用效果
1．准确判断设备故障
在没有安装在线监测系统时，从频谱上一旦发现轴承的故障频率，就对其进行跟踪监测，如果故障频率的幅值增大，就认为轴承故障在恶化。安装在线监测系统后，由于振动信号的连续性，认识到过去的这一观点是错误的，在频谱图上发现轴承故障频率，只能说明轴承产生了早期故障，随着时间的推移，轴承故障频率的幅值有时增大、有时减小，经过一段时间的运行，轴承故障频率甚至在频谱图中消失。
振动的测试参数有位移、速度、加速度，因此判断振动故障的标准有三个，即振动位移标准、振动速度标准和振动加速度标准，人们一般习惯使用位移标准。使用在线监测系统后，发现在很多情况下使用速度和加速度标准更好一些。位移标准一般用于判定轴系问题，比如不平衡、不对中等故障；速度标准用于判定机器的整体状态；加速度标准用于判定轴承、齿轮的故障。
2004年1月9日，2＃机组乙送风机电机驱动端轴承位移、速度的振动趋势平稳，但振动尖峰能量值陡然增大。经检查发现该轴承缺油，造成润滑不良，加油后，振动尖峰能量值下降，趋势平缓。如果此时仅以振动位移或速度为依据，则不能发现轴承润滑不良的故障。
2．避免突发故障
3＃机组2A送风机驱动端轴承保持架突然断裂，由于该设备未安装在线监测系统，实行离线监测，监测周期为7天，比较监测数据，无论观察各参数的振动趋势图，还是观察各参数的频谱图，都没有发现异常现象，其原因就是该故障从产生、发展到损坏的整个过程极其短暂。如果该设备安装在线监测系统，由于振动监测的连续性（1小时测1次或1天测1次），这种发展迅速的故障就无法逃脱监视，在其萌芽状态被消除，使设备按计划进行修理，保证生产有序进行。
3．及时发现和处理常见故障
在线监测使用一年来，据不完全统计共发现常见故障13次。其中风机叶轮由于质量分布不均造成的不平衡振动8次，均在设备备用和计划停机期间实施了现场动平衡，将振动控制在标准范围内；基础或地脚螺栓松动故障3次，联轴器不对中故障2次，均在适当的时机进行了处理。
4．延长轴承的使用寿命
滚动轴承是旋转机械的重要支承部件，且价格昂贵，诊断人员利用在线监测的连续性，使已存在故障隐患的轴承安全运行至其极限，发挥滚动轴承的最大效能，对降低维修费用、节约成本具有重要的现实意义。
2004年2月初发现了轴承的异常频率，频率的幅值时大时小，进入10月份轴承故障明显恶化，但诊断人员充分发挥在线监测系统的特点和优势，跟踪轴承故障的发展变化，认为可以坚持运行，直至11月23日诊断人员才下达设备异常通知单，建议检查。经检修人员解体检查，发现轴承外圈滚道约有
60mm×170mm的剥落坑、多个滚子有麻点、轴承游隙严重超标，与故障诊断完全吻合。自发现轴承故障至停机检修，轴承的使用寿命延长了7032h，避免了直接经济损失2.3万元。
浅析电气设备在线监测和故障诊断 篇6
【关键词】电气设备；监测与维修；发展趋势
0.引言
电气设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称，它是由电源和用电设备两部分组成。电源的种类较多，常用的包括各种蓄电池、发电机及其调节器；用电设备包括发动机的起动系及汽车的照明、信号、仪表等，在强制点火发动机中还包括发动机的点火系。国外在线监测技术在1951年就开始应用，限于当时的技术条件，当时的在线监测技术，还根本无法抑制来自线路各种信号的干扰，那时候只能在离线条件下进行检测，尽管如此，在线监测技术还是发挥了应有的作用，因此，使在线监测技术在应用中有了提高，使它的基本思想得到发展并沿用至今。
1.工业电气设备故障的表现
在电气设备运行中，会发生故障对设备带来危害，为了保证电气设备在系统运行时的可靠性，例如，常见的电气设备有，电机、变压器、输电线路、电力电容器、避雷针、绝缘子等，这些不同种类的电气设备构成电力系统，为了保证这一电力系统的正常运行，就要保证这些电气设备的质量，如果这些或者某一个电气设备的质量出现问题，就可能发生故障，如果一旦出现故障，就将会影响到整个生产设备的停产，例如停电，就会给城乡居民带来较大的生活不便，这些后果都将会给经济社会带来难以弥补的经济损失。为了避免出现这种不良后果，从目前国内、外的资料和统计数据来看，容易导致产生这些设备出现故障失效的致命原因，是源于这些电气设备绝缘性能，这些电器设备由于绝缘材料的氧化程度，就可能使其性能得到降低。例如：2003年8月北美电力系统突然发生大面积停电，在这场事故的分析报告指出：电力系统造成停电的主要原因是俄亥俄州的地区电力局计算机控制能力失效，才会出现345千伏输电线由于接触到生长过速的树木发生放电现象，引起了高电压输电线对地短路事故。这是一种典型的由于绝缘问题引起的断电事故。这种绝缘老化问题的影响因子主要是材料的化学性能发生了变化，而影响化学性能变化的因素又可分为热、电、环境和机械因子四种。
2.电气设备在线监测的重要作用
为了保证电力设备的正常运行，在购入这些电力设备时对质量的要求是严格的，同时，在设备投入运行前也都要再一次的进行严格的质量检查，这对于任何企业都是非常重视的问题，这样就基本上可以消除由于设备的质量问题而引发事故发生。同时，在运行过程中，为了保持电气设备的正常的运行，有配备监视人员，进行日常的科学监视管理和维护工作。
2.1电气设备的在线监测
2.1.1电气设备运行阶段的在线监测
在电气设备运行的早期阶段。对其监视作用的功能，一般不需要维修，但设备一旦发生故障，就需要及时发现及时维修。在维修之后，对这一电气设备就发展成需要定期的检验和维修工作，这种预防性的监视和维修工作是必需的。实践证实，这种监视维修工作有利于电气设备的正常运转，目前，这种定期的预防性试验和维修工作已经在许多电力部门形成制度，这种制度对减少和防止电气设备发生事故发挥了相当重要的作用。
2.1.2电气设备在线监测与预防性维修
电气设备在线监测预防性维修需要离线进行，这会影响电气设备的使用功能，给电器设备的试验带来影响，这也是在线监测的不足之处。它的不足之处具体是，第一，由于电气设备的离线试验需停电才能进行，这在一些重要的电力设备来讲是做不到的，有的电气设备是不允许轻易停止正常运行的。第二，由于电气设备在停电后的设备状态（如电压、温度等）和运行中的状态是不一致的，如果断电，必然会影响到判断的准确度。第三，由于电气设备是周期性的定期检查，而不是连续地随时监测，这些电气设备仍有可能在试验过程中发生故障，这也造成了维修工作的难点。第五，电气设备由于是定期检查和维修，这些电气设备运新状态即使良好，但按计划仍然需进行试验和维修，就将对人力和物力造成浪费，有时候又可能因拆卸组装过程造成损坏。例如某条高压电缆出厂计划寿命为10年，工作10年后必须更换。计划寿命是一个估算数字，并且留有一定的安全保证系数，极少数会出现工作寿命不足10年的电气设备。大多数电气设备运行寿命都能超过10年，或者可到15年以上。
2.2电气设备在线监测的状态维修
在计算机高科技得到高速发展的今天，电气设备在线监测技术得到了发展，现代电器设备的在线监测，已经发展到以状态监测和故障诊断为基础的状态。利用这种状态监测与故障诊断的技术后，就可以使电气设备在线监测的预防性维修，向预知性维修过渡，这样就可以设在线监测从“到期必修”转变为“该修才修”。
2.2.1电气设备在线监测的状态维修步骤
第一，在线监测：获得能反应故障的信号；第二，分析诊断：进行信号分析处理做出诊断；第三，预防性维修：根据诊断结果有的放矢维修。
2.2.2电气设备在线监测的预诊断
电气设备的在线监测的预诊断的优点是。第一，可以被监测设备全过程受控，没有死区；第二，可以适时维修过剩维修，节约维修资金；第三，可以适时维修可避免维修不足，可避免设备带病工作。减少经济损失；第四，可以预诊断出设备较精确的剩余寿命，避免设备浪费。现代企业设备在线故障监测诊断装置，应用新的故障监测技术已成为必然的趋势。
3.电气设备的状态监测与故障诊断技术的发展概况
国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究，始于20世纪60年代。各发达国家都很重视，但直到70～80年代，随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展与应用，设备在线诊断技术才得到迅速发展。我国对电气设备状态监测与故障诊断技术的重要性也早已认识。60年代就提出带电试验方法，但由于操作复杂，测量结果分散性大，没得到推广。随着高新技术的发展与应用，我国的电气设备在线诊断技术也得到了迅猛发展。
4.结语
电气设备在线监测和故障诊断，可以保证电气设备的正常运转，不仅可以提高生产效率，改善操作人员的工作环境，提高操作人员的工作的环境，提高操作人员的幸福指数。同时，电气设备的在线监测，还可以在今后发展过程中，改善人类的环保意识，节能环保是人类环保意识的需要，在生活中为了节约资源，节约每一滴水，每一度电，可以依靠在线检测来解决，这是低碳经济发展的需要。在不断积累监测数据和诊断经验的基础上，发展人工智能技术，实现在线监测的自动化，是进入小康社会的需要。
【参考文献】
[1]卢纬.浅析电气设备在线监测及故障诊断[J].科技风，2011（14）.
在线故障检测技术 篇7
作为机械动力，异步电动机广泛应用于工业生产与农业领域，其安全运行至关重要。大型异步电动机故障在线检测(特别是故障萌芽在线检测)是保障异步电动机安全运行的关键措施之一。异步电动机故障主要包括定子绕组匝间短路、转子断条与轴承故障，发生概率分别约为15%、15%、40%。上述故障均是渐进发展的，在其故障萌芽阶段能够及时检测出来无疑是防止事故进一步发展的关键步骤。
1 萌芽在线检测技术出现的背景
大型异步电动机一般处于长时间连续运转状态，且工作环境恶劣，因此故障不可避免。异步电动机故障不仅损坏电机本身，而且影响整个传动系统。如果不能及时发现、检修，将导致事故、停机。对于石化、钢铁、发电及其它工业生产流水线而言，关键大型异步电动机的一次事故停机即会造成巨大损失，而在特殊应用领域(军用舰船、核电站等)甚至导致灾难性恶果。
异步电动机的故障主要包括：定子绕组匝间短路、转子断条与轴承故障。针对大型异步电动机的速断性(灾难性)故障，主要采取继电保护措施，如过电压保护、欠电压保护、过电流保护、差动保护、逆电流保护、负序保护、接地保护等等。电动机综合继电保护措施并不能预防事故的发生，而仅能在事故发生后采取动作，结果是仍将造成停机。
在国内企业中，异步电动机的维修大多还停留在传统维修的阶段，即需要对电动机进行检测时，一般需要临时制定方案、准备所用仪器与器件、布置线路，然后进行检测，操作非常烦琐。目前，随着国内在线检测技术的高速发展，市场上已经相继出现了电动机故障检测装置，能在电动机故障萌芽阶段即能方便、可靠地实现在线检测，因此该技术对于合理安排组织维修、避免事故停机，无疑具有十分重要的意义。
2 传统设备检修与预知维修的对比
由于市场竞争中淡、旺季的越来越不确定性，制定检修计划不能再像计划经济时代按部就班，应视市场情况决策，这就要求企业对自己设备的运行“状态”做到心中有数。谁能做到、谁先做到，谁将取得巨大的竞争优势。
设备管理部门应依靠科学手段而不是靠经验给管理者提供何时检修的决策依据：从全局来说，避开旺季;从单台电动机来看，尽量选择生产间隙，既不影响正常生产，又能保证不事故停机。若能实现此“工程愿景”就会极大地提高企业的综合效益。现代管理水平高低的一个重要考核指标将是管理结果的“含金量”。“状态监测、预知维修”刚开展不久，预知维修、何时检修都是些值得重点研究，并一定会出重要成果的课题。
目前，通常采用“定期检修(如半年小修，一年大修)”方式避免异步电动机事故停机。但是，由于存在检修周期，异步电动机可能在检修周期之内发生故障、事故，“定期检修”方式对此无能为力，即工程现场所谓的“失检”;另一方面，在检修周期来临之际，异步电动机可能并无故障，甚至状态良好，“定期检修”方式将造成工程现场所谓的“过检”。“失检”将导致异步电动机事故、停机，其损失不言而喻。“过检”将导致无谓的维修成本、停机时间。例如：在某钢铁企业，以YTM 710-10型1400kW、6kV、185A异步电动机为例，其外壳防护等级为IP54，仅仅拆卸其外壳一次即需要十万元人民币，遑论解体异步电动机、检修其定转子等。因此，“过检”将造成巨大浪费。
下图为设备管理方式的发展趋势。
大型集群异步电动机故障萌芽在线检测技术，针对异步电动机集群中的每一台异步电动机，实现初发性定子绕组匝间短路、转子断条与轴承故障的高灵敏度/高可靠性检测。针对集群异步电动机，设置一后台监控终端，即后台服务器计算机;针对每一台异步电动机，设置一就地检测单元，采集、处理电动机定子电压与定子电流信号，实施定子绕组匝间短路、转子断条以及轴承等萌芽故障的就地检测、结果显示;后台监控终端通过Ethernet网络与各个就地检测单元通讯，通过后台监控终端，可以监控各个就地检测单元、读取其数据、显示各台异步电动机的参数、状态。总体方案可以采用图2形象描述。
3 萌芽在线检测技术推广实施后的经济效益预期
大型集群异步电动机故障萌芽在线检测技术能够对电动机进行安全和寿命管理”，从而大大减少检修时间、避免安全隐患、可靠保障企业生产能力。相关资料和用户数据统计表明：设备40%非直接成本来自于定期维护，状态监测会减少近30%的维护成本和不必要的停机时间。其中：
提高产量 (2-40%)
减少维修费用 (7-60%)
提高产品质量 (重新回炉生产&废品率减少5-90%)
延长设备寿命 (10%-2)
减少零配件库存 (10-60%)
增加库存周转率 (75%)
降低能耗 (5-15%)
增强生产安全及环境保护(社会对此类事故越来越不可原谅)
获利与投资比可达17:1
4 结语
综上所述，大型异步电动机故障萌芽在线检测技术的出现、发展、应用引发了异步电动机维修体制的一次革命，使传统的事后维修、定期检修方式逐步转变为预知维修方式。该技术可以对大型异步电动机集群中的每一台异步电动机进行实时、在线的定子绕组匝间短路、转子断条以及轴承等初发故障检测，可以在毫不干扰异步电动机当前运行状态的前提下、于故障萌芽阶段即行报警，并向现场技术人员提供必要信息以合理安排、组织预知维修，从而避免事故停机，减少故障损失，市场发展前景广阔，具有十分重要的推广意义。
摘要：大型集群异步电动机故障萌芽在线检测是指直接针对支撑某一生产任务或流程的“集群异步电动机”而实施定子绕组匝间短路故障、转子断条故障以及轴承故障等故障萌芽状态检测。应用本技术可以实现对异步电动机的快速诊断、自动巡检、自动报警、远程监控、历史数据打印等功能, 有效保障安全高效生产, 提高企业经济效益。
关键词：集群,异步,电动机,故障萌芽,在线检测,展望
参考文献
[1]许伯强, 李和明, 孙丽玲, 王永宁.异步电动机定子绕组匝间短路故障检测方法研究.中国电机工程学报, 2004, 24 (7) :177-182.
[2]马宏忠, 胡虔生, 黄允凯, 王惠庆.感应电机转子绕组故障仿真与实验研究.中国电机工程学报, 2003, 23 (4) :107-112.
在线故障检测技术 篇8
铁路信号电缆是整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分, 是传递列车运输控制信息的重要载体, 随着现在铁路运输量的不断加重, 运输速度的不断加快, 铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响, 铁路信号电缆的故障具有隐蔽性等特点, 在进行故障定位和分析处理时具有相当的难度, 铁路的正常运输受到了严重的干扰, 对人民的生命财产安全造成了难以估计的损失。为了更加方便精确的检测出铁路信号电缆的故障必须加大力度研发一套效率高、精准度强的在线检测系统, 不仅能够通过网络在线检测信号电缆的运行状况, 而且能够精确地确定电缆故障的部位。
二、铁路信号电缆网络故障在线检测思路设计
本次所研究的铁路信号电缆网络故障在线监测方法结合了SSTDR和TFDR两种方法。该系统的电路核心模块是DSP+CPLD, 在整个检测线路中DDS芯片负责信号波的产生, A/D芯片用于信号样本的采集, 而485总线可以完成各个模块间信号的传递。SSTDR是用于故障检测的一种方法, 以扩展频谱为基础技术支持实现信号电缆故障的在线检测, 并且在线检测时, SSTDR所发出的信号不会对信号电缆的正常工作造成任何影响, 还可以预测信号电缆的低阻故障。TFDR检测技术用于信号电缆故障的定位和故障种类的判断, TFDR称为时频反射法, 能够精确方便的分析出具有高斯分布特征的调频信号, 能够精确的测量信号电缆的故障距离, 并且可通过对故障抗阻的精确测量来确定是何种类型的故障。这种信号电缆网络故障的在线检测思路设计如下。
2.1明确此法的基本检测功能
SSTDR和TFDR两种检测方法的统一硬件平台的结合能够有效的实现铁路信号电缆故障的在线检测, 不仅能够精确的测定信号电缆出现的高阻故障, 还能正确的预知信号电缆的低阻故障, 最重要的是能够准确的测定信号电缆故障的具体位置, 而在设计检测思路时首先要明确的是它们的基本功能, 主要有四点, 第一是能够发射任意的信号波, 即幅值和频率都可调节;第二是能够接收和识别各种故障发射波形;第三是精确的定位故障位置, 确定故障的类型;第四是能够实现信号电缆的自动化在线管理。
2.2检测系统的设计内容
SSTDR和TFDR两种方法组成的检测系统包括DSP+CPLD、信号发射模块、信号采集模块、通讯模块基本检测思路是由信号发射模块向需要检测的信号电缆发射检测信号, 由信号采集模块来接收被测信号电缆所反射的检测信号, 进行存储, 同时传送到DPS, 由其对反射信号及相关信息进行处理, 判断信号电缆的故障类型和故障发生的具体距离, CPLD负责对信号发射模块和采集模块进行控制, 通信模块的主要作用是实现与上位机的通信。
在这一测试系统中, 信号发射模块需要通过数字合成的DDS芯片来产生频率和幅度均可调节的任意波形, 除此之外还应包括驱动放大电路、变压器和平衡电阻网络等。变压器可起到电气隔离和提高抗干扰的作用。
因为所测试的信号电缆的反射信号都相对较弱, 其幅值大小受到故障距离的影响, 这就要对信号采集模块进行相应的设计, 可选择增益可变化的放大缓冲电路作为其前端缓冲放大电路。通过TFDR检测电路故障时, 为保证精确度要选用采样频率不小于100MHz的A/D采样芯片和大容量的双口RAM芯片来进行数据缓存处理, 由CPLD来控制RAM和A/D的时序, DPS完成对采集数据的处理。
三、总结
随着现在铁路运输量的不断加重, 运输速度的不断加快, 作为整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分和传递列车运输控制信息的重要载体, 铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响, 铁路信号电缆的安全正常运行决定着列车的行车安全, 因此对铁路信号电缆网络故障在线检测的思路是值得相关人员深入探究的。
参考文献
[1]王立华.通信电缆断点故障自动检测报警电路的设计[J].自动化仪表.2010 (12)
[2]王国权.铁路信号电缆对外来地电容不平衡的探讨[J].铁道通信信号.2008 (07)
在线故障检测技术 篇9
1.1 在线试验与故障诊断基本硬件的实现
基本硬件主要包括电源设备, 这是试验最基本的设备, 再就是变化设备、微机设备、相应的保护设备、控制设备和仪表设备。工作人员对原有的测试设备进行了相应的改造, 改造的部分是将原有的线路中加入了自动试验所需要的传感回路和控制回路。通过手动或自动的开关选择试验方式, 增加了设备的操作性能。
1.2 在线试验与故障的诊断
软件的设计思路是灵活多变的, 要确保功能的完善, 还要保证软件的使用灵活。在软件的设计过程当中要充分考虑提高程序性能方面的问题, 而微机方面的操作要力求简单。
系统的软件包括的程序比较多, 有选型、采样、计算判断、评估等。而本系统采用的是中文界面, 这对于工作人员的操作也是非常方便的, 系统所测试到的数据还可以通过屏幕进行实时的观察, 还能够进行有效的分析和计算。此外, 系统还具有保护软件可靠, 微机还具有自我检查的功能。而测试变压器不同的项目还需要给被试变压器加上不同的电源电压才能够实施, 还要测量不同的电量数据, 以免出现电量过高而损坏电源的情况, 所以系统还要具有控制设备, 这样才能够有效保证按照设计的控制线路进行试验。操作员按照微机屏幕的指示, 根据被试变压器的额定容量和额定电压来调整开关的位置, 在全部都调试好之后才可以接通电源的按钮, 最后还要将所测项目加压到标准值才可以进行在线试验。
变压器在线试验的主要操作软件都是由计算机设备操作的, 所以测试系统的核心就是微机设备, 电压的信号经过采样、计算处理之后由计算机屏幕显示并打印出来, 工作人员为了更好地确保整个测试系统能够正常的进行工作, 在发生故障或是工作人员操作失误的时候, 能够保护微机, 需要必要的保护设备, 比如采用不间断的电源, 以此来防止突然停电对计算机造成影响。
2 变压器的故障诊断技术
在变压器的故障诊断技术中, 神经网络技术得到了较为广泛的应用, 而且取得了很好的效果。在目前较多的人工神经网络模型当中, 误差逆传播神经网络由于其较强的非线性映射能力和柔性的网络结构, 随着逆传播的不断进行, 也使得网络对输入模式响应的正确程度不断升高, 因此具有很好的模式分类能力, 非常适合用于故障诊断问题。
3 变压器在线试验与故障诊断技术的研究
从目前我国的电力系统发展来看, 变压器的故障问题占据了非常大的比例。在电力变压器的实际运行过程当中, 变压器绕组由于受到短路的影响会引起电动力作用, 从而出现变形的情况, 而怎样更好地去估计变压器绕组的变形程度就成了变压器中一个非常重要的问题。此外, 还有变压器经过短路电流而出现变形却还在工作的情况, 之前的检测方法就是短路电抗法, 主要是通过施加低压脉冲并且比较响应变化的低压脉冲法, 这种方法能够使变压器停止运行, 但是有的时候停止变压器的运行是需要进行吊罩检查的, 这种情况既费时又费力, 而且经济方面的投入也是非常大的, 这也就在一定程度上增加了成本的投入, 因此基于成本问题, 一些电力公司只对变压器进行维护, 这也是造成电力系统出现的故障当中变压器的故障比例较大的主要原因之一。
4 变压器在线试验与故障诊断技术基础
对于变压器的试验工作来说, 其试验工作的标准主要包括三个部分:现行的国家标准、部门颁布的标准和企业所颁布的标准。其中现行的国家标准是指导试验工作的最高法规, 它属于国家的行为标准, 这一标准不仅对变压器的试验项目和技术性能数据进行统一的规定, 还对变压器的各项试验项目的试验技术、要求以及对试验项目数据的处理等都是有明确规定的, 变压器的试验一定要按照这些标准实施。
5 试验站的安全需求
变压器在线试验工作当中所使用的电源电压一般都是日常的220V~10k V, 但是在实际的试验设备和被试设备中可能会产生百万伏以上的高压, 所以变压器的在线试验也是存在很大的风险性的, 因此为保证我们试验人员的安全以及仪表、仪器等设备的安全, 试验很重要, 但是可靠的工作环境和试验人员的安全更加重要。
5.1 做好产品的试验技术准备工作
变压器试验技术的准备工作要按照国家的相关标准以及产品的试制检定大纲等规定, 对被试产品从工序试验到成品试验的每一个项目的试验方法进行相应的试验设计, 制定出与之相对应的实施方案, 与此同时指导试验人员进行行之有效的操作, 从而进一步确保在试验的过程当中不会因为不了解产品的结构而出现选择仪器不合理的情况。
5.2 建立安全措施
为了进一步确保试验人员的安全, 防止其他的非试验人员误闯实验区而发生危险, 试验站一定要制定有效的安全规章制度, 可以在试验区域设置安全界限的标志, 还要在明显的地方安放灭火的设备, 还要保证接地网的安全可靠。要让我们的工作人员充分意识到保证人身、设备、仪表安全的重要性, 在实际工作当中要时刻保持高度的警惕, 尽自己最大的努力将事故的隐患消灭在源头。对每项试验中的设备操作步骤及其方法都要详细进行记录, 还要时刻与外线的工作人员取得联系, 设立明确的规定, 把规定真生运用到实际的试验与故障诊断的工作当中。
摘要：本文根据电力系统的现状及其发展的需求, 从理论上研究变压器在线试验与故障诊断的技术方法, 以此来指导变压器在投运之后的安全、可靠运行。
关键词：变压器,在线试验,故障诊断技术,计算机控制
参考文献
[1]王锦标, 方崇智.过程计算机控制[M].北京:清华大学出版社, 1992:3-45.
[2]刘耀南, 邱昌容.电气绝缘测试技术[M].北京:机械工业出版社, 1994.
在线故障检测技术 篇10
1油色谱分析基本原理
在新绝缘油的溶解气体中,除了含有氮气(约70%)和氧气(约30%)以及二氧化碳(0.3%左右)气体外,并不含有C1C2之类的低分子烃,在经过油的处理之后,由于一些油的加热处理设备存在死角,可能出现微量的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行状况下,由于变压器绝缘油油和绝缘材料的缓慢分解和氧化,会产生少量的二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)和微量的低分子烃气体。当变压器的内部出现放电和过热故障时,变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中放电效应和受热性效应作用,油中的二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)等烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期,这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作,此时,通过分析油中溶解气体含量及其增长速度,能够及早发现变压器内部故障,消除隐患,确保变压器的安全运行。
2油色谱分析判断变压器故障方法
由于变压器内部的结构多样性及故障种类繁多,所以事实上没有任何一种方法是100%准确的,为了减少变压器因误判而造成停运,现场实际采用的是集中几种方法于一体的综合判断方法。
图1气相色谱法分析、判断、处理变压器内部故障流程
2.1变压器油中溶解的气体含量注意值进行判断
定期进行油化验,观察油样有无悬浮颗粒,然后进行气相色谱分析,在变压器油中溶解气体组分的气相色谱分析对象主要为二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2),将这些气体含量与色谱分析导则规定的注意值(表1)进行比较,判定有无故障,故障性质越严重,则油中溶解的气体含量就越高,所以根据气体的绝对含量多少,和规定的注意值比较,凡大于注意值者,应跟踪分析,查明原因,若氢和烃类气体不超过注意值,且气体成分含量一直比较稳定,没有发展趋势,则认为电力设备可正常运行;分析结果绝对值超过规定的注意值,且产气速率又超过10%的注意值时,才判断为存在故障。
2.2根据产气速率判定有无故障
当总烃含量超过正常值时,应考虑采用产气速率判断有无故障,产气速率分为相对产气速率和绝对产气速率2种。相对产气速率按下式计算,绝对产气速率ra指每运行1h产生某种气体的平均值,按下式计算:,式中:ρ是油密度(t/m3),G是总油重(t),Δt是前后二次取样时间间隔(d),νr为相对产气速率(%/日),νa为绝对产气速率(m L/d),Ci1与Ci2分别是前后二次取样测得油中某种气体浓度(μL/L)。若至少2次产气速率超标,且产气速率有增长的趋势,应该判断为有故障。一般来说,对总烃产气速率>1m L/h的电气设备可判定有故障。
2.3三比值法
根据各特征气体或产气速率的注意值判断出变压器可能存在故障,根据设备的结构、运行、检修履历、原始数据等情况,结合绝缘试验、绕组直流电阻测量、空载特性试验、测量微量水分和局部放电试验,采用三比值法和无编码比值法进行综合分析判断故障性质及部位。三比值法是一种常用的判断故障性质及部位的方法,该方法选用5种特征气体构成3对比值(C2H2/C2H4、C2H4/C2H6、CH4/H2),在相同的情况下,以不同的编码表示这些比值,根据3 对比值的计算结果换算成对应的编码组,然后根据比值编码组查表得出对应故障类型和故障的大体部位。在应用三比值法时应该注意:在用三比值法判断故障的性质前,首先要根据各特征气体或产气速率的注意值判断出变压器可能存在故障;导则中给出的比值编码组查表是常见故障的比值,在实际中可能出现没有包括在表中的比值组合,对多种故障的联合作用,可能也找不到相对应的比值组合。
2.4无编码比值法
由于三比值法存在一些不足,现场我们还会使用无编码比值法进行补充判断,当总烃含量超过正常值时,用无编码比值法判断故障性质。
其中了,C2H2/C2H4区分是过热还是放电故障,C2H4/C2H6区分过热温度高低,CH4/H2区分放电故障类型。实际使用中,无编码比值法分析和判断更简单,而且其准确率有时比“三比值法”更高,将其与三比值法一起使用判断变压器故障,可提高判断的准确性。判断出变压器故障后,可以采用缩短试验周期、加强监视、限制负荷、安排检查和停止运行等措施限制故障进一步发展。
3变压器油色谱分析实例
3.1案例1
某主变变压器刚投运2天就出现重瓦斯保护动作,高压开关跳闸。使用的是上海海欣色谱仪器有限公司生产的GC-900-SD型专用气相色谱分析仪,该机采用三检测器流程,一次进样,双柱并联,一次分流,最小检测浓度为:H2≤5×10-6,CO和CO2≤2×10-6,C2H2≤0.1×10-6,取样色谱分析时,取得以下数据:H2——4028.2, CH4——2421.5, C2H4——7382.2, C2H6——3402.2,C2H2——1221.6,总烃 ——14427.5,CO ——798.2,CO2——3513.3。
按照三比值法,C2H2/C2H4=1221.6/7382.2=0.165, CH4/H2=2421.5/4028.2=0.601, C2H4/C2H6=7382.2/3402.2=2.17。
查表(三比值法的编码规则)得三比值编码为101,判断有连续电流的高能量放电故障;查表(用三比值法判断故障性质)认为故障原因可能是绕组之间或绕组对地之间的绝缘油发生电弧击穿;分接开关拔叉处围屏放电。
由于该变压器为新投用设备,同型号的另一台变压器投用后也发生同样故障,判断为产品设计和制造工艺存在问题,将两台故障变压器返厂进行解体检查,发现变压器三相高、低压绕组之间的接地屏均有长时间过热和放电烧焦现象
3.2案例2
某配电变压器取样色谱分析时,取得以下数据:H2——12.8,CH4——32.4,C2H6——13.2, C2H4——108.2, C2H2——1.1,总烃——154.9, CO-117.2 , CO2——1241.2 。
从数据初步判断,尽管H2和C2H2含量没有超过注意值,但总烃含量154.9×10-6已超过注意值150×10-6。CO2/CO=1241.2/117.2=10.6>7,变压器绝缘有老化现象。可燃性气体总量为284.9×10-6,小于1000×10-6,但检测出C2H2,应引起重视。
按照三比值法,C2H2/C2H4=1.1/108.2=0.01,CH4/H2=32.4/12.8=2.53, C2H4/C2H6=108.2/13.2=8.20。
查表(三比值法的编码规则)得三比值编码为022,为高温过热(高于700℃),吊芯检查发现变压器高压引线螺丝完全松脱,连接端子发热变色,与分析结论一致。H2和C2H2含量不高,说明发热时间不长,没有发生放电和闪络,所幸发现及时,没有造成故障扩大。
3.3案例3
变电所#2配电变压器(6k V,1600k VA) 取样色谱分析时,取得以下数据:H2——13.2,CH4——52.8, C2H6——37.6 ,C2H4——282.9, C2H2——0.38,总烃——373.68, CO——132.6 , CO2——12513.5 。
从数据初步判断,尽管H2和C2H2含量也没有超过注意值,但总烃含量达到373.68×10-6已明显超过注意值150×10-6。CO2/CO=12513.5/132.6=94.37,远远大于7,变压器绝缘有严重老化现象。可燃性气体总量为519.48×10-6,小于1000×10-6,但检测出C2H2,也应引起重视。
按照三比值法,C2H2/C2H4=0.38/282.9=0.001,CH4/H2=52.8/13.2=4,C2H4/C2H6=282.9/37.6=7.5。
查表(三比值法的编码规则)得三比值编码为022,为高温过热(高于700℃),对该变压器进行吊芯检查,检查发现该变压器铁芯固定螺栓脱落,与变压器的外壳相连,属铁心多点接地,环流造成铁芯接地发热,致使总烃超标。如不及时进行处理,将损坏变压器铁芯,危及变压器的安全运行。经过检修人员对固定螺栓加固处理,排除故障,变压器检查试验合格后,重新投入运行。
4结束语
在线故障检测技术 篇11
【关键词】电力通信；ADSS光缆；电腐蚀；光纤光栅传感器
ADSS光缆是在电力通信中广泛应用于35kV及以上电压等级的架空线路杆塔上的全介质自承式的架空光缆，凭借其外径尺寸小、质量轻的优点，经常在通信线路改造时被安装在原有的输电杆塔上。但当杆塔强度、空间电位强度、与地面或交越物的间距关系失配，ADSS光缆就很容易出现各类故障，其中最主要的是电腐蚀故障，不仅阻碍着电力通信网的正常运行，同时也威胁着电力系统的安全与稳定。
1、电腐蚀故障的常见形式
电腐蚀故障主要三种常见形式为击穿、电痕和腐蚀。击穿指ADSS光缆表面发生巨能电弧并伴随大量热量，熔化护套边缘并造成穿孔，烧断纺纶使光缆强度急剧下降。电痕是指电弧在护套表面形成放射状碳化通道，然后不断加深，在张力的作用下开裂并露出纺纶。腐蚀故障指护套表面泄漏电流所产生的热量，减弱聚合物的结合力，从而使护套表面粗糙、减薄。当电腐蚀故障发生时，护套的聚合力会随之减弱，一旦当减弱至不足以维张力时便会发生严重的断缆事故，阻碍通信网络的安全稳定运行。
2、光纤Sagnac环的应变效应
Sagnac干涉效应的原理为将光源发出的光经分光器变成两束，使其分别沿顺、逆时针在干涉仪中传播，并汇聚至耦合器处发生干涉。光缆受到应力后会影响护套内的光纤，使其发生细微的变化，从而改变受干扰位置处纤芯的折射率、长度、散射效应等物理特性。造成传播在其中的光波相位差发生变化，并改变干涉后的接收光波功率，通过监测相位、功率的变化可以实现对外部应力的监测。Sagnac干涉仪的结构示意图为：
耦合器的两个端口分别连接一段ADSS光缆的其中两芯，并在远端将这两芯环接起来就构成了一个Sagnac环。L1和L2为干涉仪的两个传感臂，耦合器负责聚合及分解光束。激光器发出的光源经耦合器被分解后，分别沿顺时针及逆时针方向传播至耦合器处，再次汇合发生干涉。当ADSS光缆未受到应力干扰时，沿着顺、逆时针传播的光波干涉后相差恒定。
当ADSS光缆处发生电腐蚀故障时，伴随而来的应力以及高温灼烧作为一种干扰源，会透过护套改变光纤的长度、折射率、散射效应，从而改变光波的相位，从而使得光波带有干扰源的位置信息。当受影响的光波与未受影响的光波在耦合器处再次发生干涉，并经光电探测仪接收后，便可解调受干扰源的光波从而获得电腐蚀故障所发生的位置。
3、电腐蚀故障定位原理
已知光缆长度为L假设在光纤中传播的信号遭受电腐蚀故障后发生的相位调制为，采用的耦合器。A和为扰动引起的相位信号的幅度及角频率，则Sagnac环中沿顺、逆时针传播的信号可以表达为：
4、电腐蚀故障的在线监测
传统的光时域反射仪（OTDR）是通过一个脉冲光源向连接被测光纤，在光脉冲的传播过程中，有部分光会因为光纤长度、折射率等细微的变化而发生向四周的散射，散射光向着光源方向反向传播，便形成了后向散射光，后向散射光在耦合器处被光电检测器捕捉并分析。利用光纤上的每一处位置都能由对应的一个后向散射光表示，于是便可以通过信号处理器分析后向散射光的时延信息来确定光纤上干扰源的位置。值得注意的是，光脉冲所产生后向散射光光强极低，依靠OTDR能探测出光缆上发生例如断缆或弯曲超过光纤极限的破坏性性故障，而检测出光缆护套破坏但纤芯未受损的故障。
而Sagnac干涉仪通过分析干涉光波的时延便可获得护套故障的位置信息，因此选择Sagnac光纤干涉仪作为主要监测工具，再利用能够分析时延获得护套故障点的光纤探测器来搭建电腐蚀故障的在线监测装置。图2为在线式光腐蚀故障监测系统的基本框架，环形器的主要作用是隔离反射光的干扰，为消除由于风摆的干扰造成的噪声以及温漂干扰，增加一个具有较强性能的运算放大器组成一个负反馈电路，来将输出对放大电路进行偏置。
5、结论
本文首先介绍了ADSS光缆常见的集中电腐蚀故障形式及其危害，接着介绍了光纤Sagnac干涉环的应变效应原理，在此基础上分析并给出了电腐蚀故障定位原理的理论表达式。在贝塞尔函数展开的基础上利用互相关算法求得两路干涉信号的时延，从而得到故障距离的具体表达式。通过以上提供了一种ADSS光缆电腐蚀故障的在线监测方法，一旦监测到干涉信号的强度及时延变化，便可利用所得表达式定位故障位置，提对对光缆进行维护，避免断缆所造成的损失。
参考文献
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在线故障检测技术 篇12
近年来, 随着电子技术的发展和传感器技术、计算机技术、光纤技术、信息处理技术等问各领域的渗透, 电力变压器在线监测测技术得到了迅速发展, 各种不同的在线监测方法孕育而生, 使电气设备的在线监测技术走向实用化阶段, 从而更好确保电力系统的安全运行。
1 变压器常见故障
变压器基本上包括铁芯, 一、二次绕组, 分接变换装置以及冷却和绝缘系统等。按变压器结构可分为绕组故障、铁芯故障、油质故障、附件故障;按回路可分为电路故障、磁路故障、油路故障;按变压器本体可分为外部故障和内部故障, 从故障发生的部位可分为绝缘故障、分接开关故障、铁芯故障、套管故障等。但在实践中对于最常见故障仍可概括为热和电两大类, 热故障按发生部位可分为内部过热故障和外部过热故障, 外部过热故障包括套管、冷却装置、有载分接开关的驱动控制装置以及其他外部组件;内部过热故障包括绕组、铁心, 油箱、夹件、拉板、无载分接开关、连接螺栓及引线等部件。电故障主要有局部放电和电弧故障。
1.1 变压器过热故障
变压器任何一个部位, 如果发热和散热不能达到在规定的限值内平衡, 就会出现过热故障, 变压器过热故障是常见的多发性故障, 严重威胁变压器的安全运行和使用寿命。
1.1.1 散热或冷却效果差引起的过热
(1) 绕组油道堵塞。绕组作为变压器的重要组成部分, 对变压器的安全可靠运行起着至关重要的作用。通常在绕组设汁制造中采用换位导线, 而就绕组绕制本身来讲, 导线的换位处理是绕组绕制过程中必须谨慎操作的环节, 当扁线绞编和匝绝缘包扎不紧实或因振动引发绕组导体松动时, 会使油道堵塞、油流不畅, 匝绝缘得不到充分冷却, 使之严重老化, 以至在长期电磁振动下, 绝缘脱落, 导致变压器烧损事故。
(2) 冷却装置风道堵塞。首先变压器冷却装置长期缺少维护和清理, 使风冷却器散热管的翅片间或散热器风道缝隙积满灰尘, 堵塞风道, 散热效率降低。由于通水铜管的材质不良而导致铜管破裂后, 冷却水流进变压器中, 使器身受潮而引发故障。导致冷却装置无法使用, 变压器过热。其次由于净油器过滤网不严密, 使硅胶大量进入油箱, 使油循环不良, 引起变压器高温过热。
1.1.2 接触不良引起的过热
(1) 在铜铝连接接头间加过渡接头或过渡板, 变压器的引出端头都是铜制的, 当铜与铝的接触面产生电解反应, 铝被强烈电腐蚀, 引起过渡元件本身以及被连接的接触面烧损, 以致发热甚至可能造成重大事故。
(2) 低压绕组引出线和高压绕组引出线与大电流接头, 由于接触电阻大, 接触不良会引起变压器的过热。
(3) 分接引线与绕组的引线接头焊接质量不良, 引起分接引线在焊接处烧断。一是铁心过热故障。变压器铁心局部过热是一种常见故障, 通常是由于铁心多点接地或短路而产生。变压器铁心有且只能有一点接地, 经常出现两点及以上的接地, 当两点之间的悬浮电位达到能够击穿其间的绝缘时, 便产生火花放电。长此下去, 会逐渐损坏变压器固体绝缘, 导致事故发生。二是其他故障的影响。变压器发生故障时, 因为在很大程度上相互影响和彼此关联, 所以很难准确地确定故障属于哪一类, 由各种原因产生的高温过热可引起绝缘油和绝缘纸的老化, 加速油泥和水分等的形成, 引起绝缘放电或击穿故障;同样, 由各种原因产生的绝缘系统放电或短路故障也可引起或诱发变压器过热故障。
1.2 变压器电故障
电故障主要有局部放电和电弧故障。局部放电故障包括机械装置使油和纤维素退化, 局部放电产生电离的气泡和低强度的放电产生带少量碳氢化合物和氢气;电弧故障包括大电流和高温, 短路前瞬间会产生电弧;温度超过1000℃时将产生大量的乙炔 (C2H2) 和氢气 (H2) , 温度较低时电弧周围会产生少量的碳氢化合物, 如果含有纤维素, 一氧化碳 (CO) 和二氧化碳 (CO2) 将产生。
2 变压器的在线监测技术
采用变压器在线监测就是通过对变压器特征信号的采集和分析, 检测出变压器的初期故障和发展趋势, 对故障实施早期检测, 不但能延长变压器的使用寿命, 而且还能帮助制定更可靠的维修计划。目前电力变压器的在线监测的方法主要有以下几种:
1) 油中溶气在线监测。变压器内部不同的故障会产生不同的气体, H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2, 常被用作分析的特征气体, 发热和放电的严重程度不同, 气体在油中溶解的浓度、比例关系也不相同。因此通过分析油中特征气体法或比值法等方法, 便可发现变压器内部的发热和放电性故障。
2) 变压器油色谱在线监测。油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备, 具有高精度、稳定可靠的温度控制系统在线及时准确检测出绝缘油中溶解的氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等故障特征气体浓度及变化趋势, 载气气路采用先稳压后稳流的双重稳定的气路系统流量调节阀采用数字式旋钮调节, 直观、可靠性好。现场监测控制器、遥控器、油样引入装置、脱气装置、色谱仪、绘图仪协作完成整个监测程序, 人性化的设计, 中文菜单式操作, 通俗易学, 更加适合中国国情。
3) 变压器局部放电在线监测技术。随着电力系统的快速发展, 在变压器故障中绝缘问题占很大比重, 变压器局部放电在线监测技术是对变压器绝缘诊断的一种有效手段, 对运行中的电力变压器进行局部放电监测, 确保运行中变压器的安全。根据变压器局放过程中产生的电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象, 在线监测主要方法有电脉冲检测法、超声波检测法、UHF超高频检测法和光测法及射频检测法。电脉冲检测法是通过检测阻抗、变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁心接地线及绕组中由于局放利用电流传感器在这些点测量局部放电脉冲电流信号并进行分析;超声波检测局放产生的声发射, 不影响电气主设备的安全运行, 受电磁干扰影响较小, 但声波阻抗复杂, 超声波信号传播途径复杂、衰减严重, 检测灵敏度较低;光测法是利用局放产生的光辐射进行检测, 由于光测法设备复杂、昂贵、灵敏度低, 在实际中并未直接使用;UHF超高频检测法灵敏度高、抗电晕干扰、非接触式检测, 更安全, 适合在线, 理论上可定位, 但发展不完善, 技术待于进一步发展;射频检测法受外界电磁干扰影响相对较小, 准确度较高, 随着数字滤波技术的发展, 射频检测法在局放在线监测中有较广泛的应用。
3 结论
随着科技技术的不断更新和发展, 电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施, 将极大地促进我国电力网的安全和经济运行, 是今后在电力生产中努力和发展的方向。
摘要：电力系统正逐渐朝着高电压、高容量的趋势发展, 电力变压器是能量转换、传输的核心, 对电力系统的安全具有重要的意义。虽然变压器是电网中比较昂贵且重要的电气设备, 也是事故最多的设备之一, 所以在线监测与诊断电力变压器的运行状态, 对电力系统的安全具有重要的意义。
关键词：变压器,故障,在线监测方法,研究
参考文献
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