网络故障监测（精选8篇）
网络故障监测 篇1
0引言
目前,配电自动化技术及产品日趋成熟,在中心城市及一般城市的核心区域已开始配电自动化馈线建设,但农村配网的现状而言,相对于改造网络结构、增加自动化开关等手段,加装带通信故障指示器组成简易型配电自动化系统,能达到缩短故障停电时间、缩小停电范围、提高供电可靠性的目的。
配网故障指示器根据其安装的线路类型分为架空型和电缆型。其主要通过对线路电流和电压的实时检测,判断故障类型为短路(过流)、接地故障;对故障的显示方法主要有翻牌、光电显示。具备带通信功能的故障指示器结合通信终端使用,可将故障信息等上传到配网自动化系统,实现自动监控功能。
1故障指示器终端工作原理
短路故障检测原理根据短路时的特征,通过检测线路中的负荷电流突变及持续时间判断故障,指示线路短路故障;接地故障检测原理要求通过检测零序电流变化特征。
1.1短路故障判据
短路故障检测判据(同时满足)如下:
It≥所设定启动值,It为突变电流值,根据线路的实际情况设定
I=0A;I为线路故障后电流值
0.02s≤△T≤3s;△T为电流突变时间
1.2接地故障判据
接地故障检测有两种,一种是“瞬时信号”无源法;一种是“不对称电流”有源法。“瞬时信号”无源法判据是采用分析电容电流作为接地故障电流的判据。接地检测的电容电流的启动值较低,对于架空线路的稳态接地电容电流值的计算,经验计算公式为:
IC=(2.7~3.3)UPL×10-3
其中,UP为线电压(k V),L架空线路长度(km);系数2.7,适用于无架空地线的线路,系数3.3适用于有架空地线的线路。暂态电容电流是稳态电容电流的3倍。电缆线路的电容电流是架空线路电容电流的20倍。根据公式计算,发生接地故障时,40KM的架空线路会产生1A的稳态电容电流,3A的暂态电容电流。架空线路的长度是指变电所同一主变的10k V母线上所有出现的总长度。接地检测的电容电流启动值降低到稳态1A,即同一母线下10k V线路超过40KM,该检测单元即可准确的分辨和判断,也使得系统适用范围更广。最终指示器采取的判据总结如下:线路中有突然增大的暂态电容电流>1A、接地线路电压降低3k V以上、线路依然处于供电状态;
在“不对称电流”有源法判据中,信号注入法检测单相接地故障的原理是按照小电流接地系统单相接地故障的特点,通过检测使故障线路上产生不对称电流信号的特征来实现故障选线和故障点定位的。
不利用小电流接地系统单相接地的故障量,而是利用单相接地时原边被短接暂时处于不工作状态的接地相PT,人为地向系统注入一个特殊信号电流,用寻迹原理即通过检测,跟踪该信号的通路来实现接地故障定位。当系统发生单相接地时,注入信号电流仅在接地线路接地相中流动,并经接地点入地。利用一种只反映注入信号而不反映工频及其谐波成分的信号电流探测器,对注入电流进行寻踪,就可实现单相接地故障定位与接地点定位,原理图如图1。
不对称电流源由K1、K2、K3三个真空开关、限流电阻组成,三个真空开关分别接线路的A、B、C三相。当线路上的某处发生接地故障时,变电站的PT零序电压升高,接地相对地电压降低,非故障相对地电压升高,不对称电流源控制器控制相应的开关动作,使故障线段流过脉动单向特征电流,而非故障线路无该特征电流流过,通过检测到该信号后即可检测出故障线路和位置。
一般情况下,故障指示器终端设有闭锁机制,会根据电压和电流变化情况实线闭锁,防止因为涌流导致误报。并且在线路供电稳定后,自动解除闭锁,恢复正常检测状态。
2故障指示器自动定位系统组成
部分故障指示器带有通信功能,它检测到线路的信息后,通过通信终端可实现与配网自动化主站系统通信,从而实现故障自动定位,运维人员可通过系统判断故障地点。电缆型故障指示器的通信终端采用PT供电方式,也可就近从配变或市电取AC220V电源作为工作电源。架空型的通信终端可依靠太阳能取电,并配备蓄电池。通信主机采用无线射频进行通信,通信主机与系统主站之间则可利用SMS、GPRS方式通信。因不需要建设专用网络,这种配置增强了系统的灵活性,并节省了大量通信基础的建设费用。系统主站由通信交换机、服务器、客户端和主站软件等多种软硬件组成,支持与其它运行管理系统互联。
应根据线路的运行情况进行故障指示器布点,但在1回架空线路中通信终端设置不宜超过8个,故障指示器应设置在分支线第一个杆塔处,不同分支的故障指示器应就近接入一台通信终端;电缆型故障指示器原则上每回线路主干线环进环出及出线处设置一套三相-零序电缆故障指示器,接入同一台通信终端,1条线路上不超过8组通信终端。
3结论
在配网线路加装故障带通信指示器,能够快速准确定位故障位置,便于运维检修人员定位故障地点,缩短停电时间,减少用电损失,减轻工作人员劳动强度,提高自动化水平。从实用性和经济性考虑,安装带通信故障指示器作为一种成本低、见效快、稳定性高、组网灵活的简易型配电自动化系统,适合于在农村配网进行全面建设。
摘要：配网线路因其线路长、网络结构复杂,易受外力及自然环境影响等原因,是最容易发生故障的系统之一,而短路故障和单相接地故障则是最常见的故障形式。加装带通信故障指示器,能实现与主站系统通信,提高快速复电水平和供电可靠性。本文介绍了故障指示器类型,深入阐述了技术原理,自动定位系统组成等内容。
关键词：网络结构,指示器故障判据,故障指示器
参考文献
[1]刘慧婷.故障指示器的技术选型和运行分析[J].江西电力职业技术学院学报,2008.
[2]李迅,等.10k V配电系统故障定位研究[J].湖北电力,2011.
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网络故障监测 篇2
2.1在线监测系统设备
综合考虑监测系统和研究对象的工作环境，对在线监测系统进行了完善，建立了集成式的井下设备监测站，使得在线监测系统更加良好的满足监测要求和监测设备的运行环境。（1）显示屏与控制器。如图3（a）所示，建立的集成式井下设备监测站将控制器与显示屏连接起来，安设数据输入和输出接口，箱体为可移动箱体，显示屏安装在箱体上部，控制器安装在箱体中部前方，主机箱安装在箱体后发，传感器和信号接收器放置在箱体的下部。（2）振动传感器。振动传感器如图3（b）所示，安装方式选用磁吸方式，其头部具有磁性，可以紧密的吸附在监测点处。如图3所示，为显示屏与控制器和振动传感器的结构图。
2.2在线监测系统的应用
在线监测系统对不同型号的刮板输送机进行故障信息采集，采集系统使用网络平台研发的应用软件，该软件适用于Windows各操作系统，并支持SQLSERVER，ORACLE等多种关系数据库。对采集所得数据进行结果分析时，利用混沌理论学及小波理论学的原理，可以检测提取刮板输送机故障早期发出的微弱信号，通过系统的消噪功能进行设备运转噪音处理，提取到较为准确的故障信号。如图4所示，为在线监测设备的布置及应用情况图。
3在线监测系统的应用效益
（1）经济效益。由于刮板输送机在煤矿中的使用环境十分恶劣，且长时间的运行，导致其极易发生设备故障。因此，矿方需要花费大量的人力和物力，去对刮板输送机进行定时的检查和定期的维修。如果使用在线监测系统对刮板输送机进行实时监测，不仅可以减少设备发生故障的概率，保障煤矿生产的安全平稳进行，延长设备的使用寿命，而且可以减少煤矿在设备维修方面的人力和物力投入。同时，可以避免传统设备维修时，维修人员无法判断设备故障部件，而对全部部件更换的情况，监测系统可以准确的判断故障部件，减少维修成本。（2）安全效应。由于煤矿井下工作环境的恶劣性，当刮板输送机设备发生故障，维修人员对设备进行抢修时，长时间处于该环境中，极易发生安全事故问题。而当使用在线监测系统对刮板输送机进行故障诊断时，可以提前观测到设备的故障原因，在极短的时间内解决设备故障问题，保证工作面生产的顺利进行，保障维修人员的生命安全。
4结语
回转支承的故障监测诊断技术 篇3
回转支承是近40年在世界范围内逐渐兴起的新型机械零部件, 有名为转盘轴承, 属于较为大型构造的典型轴承, 能够广泛普及使用在工程机械领域、风力发电行业、轨道运输领域以及军事行业等。回转支承属于重要的零部件, 不可避免地在制造、使用以及安装等环节受到不同因素的影响而导致故障的发生, 这些故障假如未得到及时的处理将会影响设备的使用效率[1]。所以, 以回转支承为研究视点, 对不同故障的类型进行监测和诊断方面的研究具有积极的现象意义。
1 回转支承发生的故障类型以及不同的监测和诊断技术
1.1 振动信号
回转支承发生故障后, 其零件受损点于使用环节中受到重复的冲击以及同其他类型的元件进行直接性的表面接触, 容易发生低频振动现象。所以, 针对滚道受损、脱落以及滚珠受损等故障表现, 可利用对振动信号进行监测的方式, 从而获得大量有利的故障数据信息, 进而为指导故障处理提供必要的参考。关于振动信号的评价涉及时域、频域以及时频域三大内容的分析, 下面主要简述关于时域分析的内容。
针对振动信号开展相应的时域分析活动中, 很多特征参数会受到故障的程度以及类型的差异而出现不同的表现, 所以应以特征参数为有效的介质获取重要的故障信息。特征参数涉及有量纲以及无量纲两大参数内容, 且参数旗下会设置有多种不同指标。其中前者的参数与故障呈正比关系, 同回转支承实际的运作状况具有密切的联系, 使用该参数应综合工况的实际条件。利用特征参数的方法较为容易监测和诊断出早期的故障, 针对发生交较晚的故障则是较难获取真实的故障信息, 受到的干扰性较差。所以, 要以振动参数为中心开展相应的预处理, 并综合多参数的方式对故障进行诊断, 以保障故障诊断的质量。
1.2 温度信号
回转支承零件投入使用的环节中, 油量不足以及故障发生后出现的碰撞与摩擦等因素都会导致升温。所以, 从某种程度上说, 温度能够成为评价回转支承的运作状态的重要指标。回转支承零件受其内构造的差异性、部件不同的物理性能以及温度传感器的具体装置等多重因素的影响其温度场相应的分布状态均会发生不同的变化。所以, 开展对温度值的监测活动时, 应以回转支承的特点以及对应的具体的工况条件和特点设置对应的报警阈值[2]。例如, 以一单排四点接触球式类型的回转支承作为研究对象, 选择热电偶对其润滑脂实际的平均温度进行检测所得信息, 详见图1。由该图信息显示所知, 当实际的旋转囤数处于10×103~20×103间时, 温度增加的速度较缓, 提示该处处于热量较为均衡的阶段;然而, 之后温度又出现较快速度的上升, 这是由于回转支承内部起到隔离作用的零件块出现碎裂使得摩擦力增加, 热量增大的原因[3]。
1.3 声发射 (AE)
AE主要是当材料受到力的直接作用时出现形变特征, 并通过弹性渡表现将应变能给予大量释放的现象。该项技术同振动监测和诊断的技术相比较, 突出的优点是声发射具备的高频特性难以受到机械振动同噪声因素的直接干扰, 假如回转支承发生的是细小的裂纹故障难以导致较大振动的发生时, 但此时的声发射信号却十分显著。所以, 该项技术对故障的发生能以较早的时间提示和预报。
1.4 应力波
应力波和上述的声发现象存在的差异表现为:假如低速运行的机械具备稳定可靠的载荷力、零件表面的受应力能够使得材料出现细小裂缝, 在这个过程中为了满足能量守恒的规律, 很多的零件构造部件自动从高能态的消耗转变成低能态的消耗, 与此环节则出现应力波。它是通过瑞利波方式开始传播, 可运用在针对回转支承所发故障的诊断。因为当应力波处于传播的环节中, 纵波的衰变速度较大, 所以应选其作为检测的主要的对象。另外, 在应力波处于传播环节时会发生较大的噪声, 所以应注重对噪声的有效处理以提高诊断的质量。
2 结语
随着科学技术的高速发展以及故障诊断知识理论的深入研究, 很多的高新技术成果在今后将会更加广泛地使用在针对回转支承所发生的故障中进行有效的监测及诊断。随着时代步伐的不断推进, 不仅是上述技术能够使用在回转支承所发故障的检测同诊断中, 而且专家智能系统、共振解调法以及经验模式分解法等综合性技术将会更好更快地使用在回转支承所发故障的检测同诊断中。
摘要：回转支承作为是机械设备重要的构成零部件, 展开对其故障监测和诊断技术的研究对提升机械设备运作的效率具有积极的现实意义。主要以回转支承作为研究视点, 综合分析几种不同类型的监测和诊断技术, 以为对回转支承的故障开展更加全面的监测和诊断提供参考意义。
关键词：回转支承,振动信号,摩擦力矩,声发射,故障诊断
参考文献
[1]李兴林, 张仰平, 曹茂来, 等.滚动轴承故障监测诊断技术应用进展[J].工程与试验, 2011, 9 (4) :157-158.
[2]曹冲锋, 杨世锡, 杨将新.大型旋转机械非平稳振动信号的EEMD降噪方法[J].振动与冲击, 2012, 9 (9) :68-69.
网络故障监测 篇4
一、船舶柴油机的主要故障
在船舶柴油机当中，通常具有较为复杂的结构，因而可能会产生很多不同种类的故障，同时有很多不同的原因会造成船舶柴油机故障，各种故障所发生的频率也不尽相同。以某型号的船舶柴油机为例，其主要的故障类型包括了喷油设备及供油系统、漏油及漏水、漏气、基座、破坏及破裂、涡轮增压系统、曲轴、齿轮及驱动装置、调速器齿轮、气阀及阀座、活塞组件、漏油及润滑系统，以及一些其它的故障问题。
二、船舶柴油机监测与故障诊断技术
（一）油液分析法
在船舶柴油机状态监测和故障诊断当中，可以利用光谱分析法、铁谱分析法对润滑油进行分析[1]。在柴油机的运行中，各个运动副会发生磨损，在不同磨损情况下，会形成不同的微粒，存在于润滑油当中。因此，利用光谱或铁谱对润滑油中的金属微粒进行检测，就能够判断柴油机的故障信息。在实际应用中，光谱和铁谱各自具有不同的监测功能与监测效果。利用光谱法，能够对润滑油中磨损原件的含量进行准确的测定，但是对其形状、磨损类型等，难以进行了解。而利用铁谱法能够对金属微粒的成分、大小、形状等进行了解，但是难以对有色金属进行高灵敏度的判别。对此，可以综合应用光谱和铁谱分析法进行应用。不过需要注意的是，利用这种油液分析法进行监测与诊断，在实时监测、缸位确定等方面存在一定的不足，只能定性描述油液分析结果，具有一定的随机性特点，因此在实际应用中要加以注意。
（二）瞬时转速法
在船舶柴油机的运行当中，对于其工作质量、工作状态等，可以通过观察瞬时转速波动信号加以了解和判断。通过分析瞬时转速波动信号，还能够明确柴油机的故障信息、运行状态等[2]。不过，在瞬时转速法的应用当中，也存在着一定的局限性，虽然瞬时转速波动能够对柴油机中不正常运行的缸位进行确定，但是对于故障原因，难以进行准确的分析。在实际应用当中，为了对一转内的角速度变化进行体现，因而需要采用高精度、高频率响应的瞬时转速测量仪器，相应的监测与故障诊断成本就会比较高。另外，在现场调试、现场安装的过程中，也都会面临着较大的难题。
（三）振动分析法
船舶柴油机在工作当中，会有一定的振动信号产生，利用振动信号能够实现对柴油机的状态监测与故障诊断[3]。在实际应用中，需要进行信息采集、信息分析处理、状态判断预报等操作。采用适当的传感器和放大器等，通过正确的测量方法、传感器和放大器质量与性能的匹配等，对信息进行准确、全面的采集。在柴油机动力学、运动学、结构、原理等方面知识的基础上，通过利用数据处理、信号分析等技术，对采集到的杂乱原始的数据信息进行处理，从而获取直接、敏感的特征参数。采用柴油机维修、运转、制造等方面的经验，基于柴油机失效机理、零部件故障的振动情况，对特征参数进行进一步的分析，实现状态监测与诊断，并对其未来可能的发展趋势进行预测。该技术在实际应用中，需要识别大量范围较广的频率，具有复杂、大量的运动件需要处理等，对于这些问题，在实际应用中都应加以重视。
（四）热力参数分析法
在船舶柴油机的运行当中，对于其工作状态监测和故障诊断来说，热力参数是一个十分重要的判断标准，具体包括了冷却水排放、进出水口温度、滑油温度、排气温度、气缸压力示功图等。在热力参数分析法当中，能够判船舶柴油机的性能情况。其中，示功图当中包含很多信息，据此能够对压缩压力、压力升高率、指示功等进行计算，从而对各缸功率平衡性、燃烧质量等进行监测。在描述船舶柴油机动力性能的过程中，示功图发挥着重要的意义和作用，因此在船舶柴油机监测当中，可对示功图进行良好的应用。在示功图的获取当中，可以利用直接或间接测录法加以实现[4]。其中，直接测录法主要是对缸内压力随曲轴转角变化的情况进行测量，经过整理计算对柴油机工作进程加以体现。间接测录法则是基于柴油机运行中的其它物理量，对缸内气体压力进行识别。这种方法应用在船舶柴油机监测与故障诊断当中，能够取得十分良好的效果。
三、结论
在当前的交通运输领域当中，航运是一个十分重要的部分，拥有着不可比拟的巨大运输量。作为航运当中的重要交通工具，船舶在运行当中，需要依靠柴油机提供动力。而柴油机在实际工作运行当中，由于各种因素的影响，因而容易发生一些故障。对此，应当采取有效的监测与故障诊断技术，确保船舶柴油机良好的运行状态。
参考文献：
应用振动监测技术诊断风机故障 篇5
1. 引风机不平衡故障
碱炉引风机 (型号ESLP-225-7-LGO-2970-2-1-YO) 属于极重要设备, 被列为重要监测对象, 离线振动采集周期1个月, 对设备的运行状态进行持续性的跟踪。
该风机随机带有1套在线SPM振动报警系统及1套温度报警系统, 2010年9月9日在线振动系统报警, 离线采集振动数据发现振动总值有较大幅上升, 分析频谱 (图1) 发现1×转频占绝对能量, 叶片的通过频率7×存在但幅值较低, 无其他明显的峰值, 振动总值水平方向最高;加速度包络振动趋势平稳, 未发现轴承缺陷频率。
通常速度频谱中1×转频高可能由地脚松动、不平衡及不对中等引起, 查看风机安装后的对中记录, 对中良好, 检查风机地脚螺栓未见松动;对比之前的频谱, 相同转速下1×转频幅值较低, 由此可初步推断风机存在不平衡现象。询问工艺人员, 发现该风机的电除尘器近一段时间运行不畅, 由此认为风机叶轮积灰引起不平衡故障, 建议计划停机时检查冲洗叶轮。9月14日工艺停机时间清洗了叶轮, 重新开机后设备运行稳定, 振动值恢复正常水平。
2. 引风机电机轴承电腐蚀
工业锅炉燃烧的稳定性和可靠性是实现锅炉安全经济运行的关键, 锅炉炉膛的负压是一个重要的控制参数, 炉膛负压控制方式是由电动或气动执行器控制引风机挡板开口度或者调节引风机的转速, 即调节引风量达到调整燃烧的效果。由于调节风机电机的转速即直接调节风量来实现锅炉负压自动调节控制, 能够更好地满足生产要求, 又达到了节电和节省燃料的目的, 因此应用越来越广泛, 但同时对变频运行的电机及控制系统提出更高的要求。
引风机电机转速992r/min、690V变频调速、功率1800kW;DE端轴承型号6334、NDE端轴承型号6330。电机6月开始运行, 8月份离线采集振动数据分析, 加速度包络频谱中峰值主要为两倍线频率, 无轴承缺陷频率峰值;9月份在2#、3#电机风扇端加速度包络频谱中发现轴承外圈缺陷频率, 包络总值上升明显, 1#、4#电机风扇端包络频谱中也出现轴承外圈缺陷频率, 但包络总值相对较低。鉴于上述现象, 缩短采集振动数据的周期, 跟踪故障发展的趋势, 分析振动原因 (表1) 。
电机是进口新电机, 调试时轴承已经补充了润滑脂, 基本排除了润滑或轴承质量因素。4台相同的电机几乎同时出现相类似的频谱, 可以确定为同一因素引起的故障。电机全部变频运行, 根据碱炉的负压自动调节转速, 由此怀疑电机轴承出现了变频电机常见的电蚀损伤。经检查电机没有相应的防轴电流的措施, 变频器输出端没有滤波装置, 电源可能存在高频谐波分量;轴承为普通轴承, 电机风扇端端盖有绝缘套, 但不能肯定起隔离作用;电机轴上没有碳刷等接地装置。由此推断轴承出现电蚀损伤。由于生产需要碱炉继续高负荷运行, 建议适当润滑电机轴承。11月监测风扇包络总值继续大幅上升 (表1) , 电机驱动端也出现轴承缺陷频率, 因此建议计划停机或负荷低时拆检轴承。2011年1月份碱炉降荷运行, 维修人员逐台拆检电机前后端轴承, 轴承内外圈均出现较深的“搓衣板”式的电腐蚀损伤。
3. 烟气再循环风机轴承润滑不良
驱动端轴承6034 (两个) , 叶轮端轴承23034, 转速1500r/min。
风机9月开机后监测发现风机驱动端加速度包络频谱中存在6034轴承外圈缺陷频率谐波, 包络总值达到10g′E, 速度频谱中轴承缺陷频率峰值很小, 主要为风机1×转频, 叶轮端频谱正常。鉴于上述情况, 缩短了振动数据采集周期, 持续监测设备振动趋势。2011年2月15日, 采集数据时发现叶轮端包络总值大幅上升, 达到39g′E, 加速度包络频谱中主要为23034轴承外圈缺陷频率, 同时在速度频谱中也发现轴承缺陷频率, 驱动端振动趋势较平稳。由于在较短的时间内, 叶轮端轴承出现缺陷频率并且振动总值大幅升高, 因此建议维修人员尽快拆检轴承。
28日车间拆检轴承, 发现23034外圈严重剥落, 润滑油中含水量较高, 对冷却水系统打压试验未见渗漏, 分析诊断为烟气中水分较高, 透过轴封烟汽进入到轴承室, 轴承因润滑不良而出现损伤。
4. 总结
(1) 应用SKF加速度包络技术能够发现早期滚动轴承、齿轮润滑等表现在高频段的故障, 同时设置速度频谱可有效发现转子不平衡、轴不对中、轴弯曲、转子偏心、共振等机械故障。
油液监测与设备故障诊断技术分析 篇6
随着科技的发展, 各项先进的生产技术应用到煤矿生产中, 提升了煤矿生产的效率。在各种机械设备运行的过程中, 如何保障其能够安全稳定的运行, 是煤矿生产面临的重要问题。油液监测体系对于综采设备的运行可以进行有效的监测, 对于潜在的安全隐患进行诊断, 为煤矿的安全生产提供了有利的条件。
2 油液监测的主要技术手段
2.1 油液理化性质指标监测。
机械设备在运行的过程中, 润滑油的作用非常重要, 是保证机械能够正常运行的基础。油液监测技术通过对润滑油的物理化学性能进行检测, 可以了解到润滑油的使用状态, 从而判断机械设备的运行状况。在监测的过程中, 主要的指标包括运动粘度、水分、酸值、闪点、凝点 (或倾点) 、机械杂质、抗乳化性、抗泡沫特性、抗磨性和极压性等。
2.2 油液铁谱检测。
铁谱检测是目前煤矿企业中使用最为广泛的一种油液检测方法, 主要应用到的设备是铁谱仪。在机械高速运转的过程中, 会产生一定的磨损, 通过对磨损颗粒进行监测, 就可以充分的了解到机械的磨损状况, 从而进行有针对性的维修。在高梯度磁场的作用下, 将摩擦副中产生的颗粒从润滑油中分离出来, 按照一定的方法制成谱片, 然后通过铁谱显微镜和相关软件对其进行定性和定量的分析。这种监测方法的效率比较高, 所以在煤炭行业中应用的比较广泛, 通常使用旋转式铁谱仪。
2.3 油液光谱检测。
光谱检测技术应用的比较早, 并且检测的效果较好, 主要是对润滑油中的磨损颗粒的元素种类和含量进行检测, 还可以对润滑油的污染程度以及衰变过程进行监测。在目前使用较为广泛的光谱技术为电感耦合等离子体发射光谱法。
2.4 颗粒计数。
颗粒计数主要是对液压油中的固体颗粒进行统计, 其中包括了在机械运转时产生的磨损颗粒。将这些颗粒以粒径为标准进行分类, 然后根据规定的标准进行计数, 从而可以获得颗粒的分布信息, 与规范标准进行对比分析, 可以了解到油液中的污染程度, 从而做出相关的评价。
3 油液监测在设备故障诊断技术中的应用
任何机械设备的运转都需要润滑油来润滑, 而机械设备出现故障大部分都是源于润滑油的失效, 虽然在设备运转的费用消耗中, 润滑油所占的比例非常微小, 但是由于润滑油的质量不合格或者是在使用的过程中性能发生改变, 对于设备造成的故障率却占据了很大的比例。所以说必须对设备的在用油状况进行监测, 提高润滑油的质量, 减少换油的周期, 节省维修的费用, 提高设备的使用寿命。所以对于润滑油的使用状况要加强监测, 及时发现问题, 提早采取有效的措施预防和处理。
通过分析润滑油性能参数的变化可以间接了解机械主要部位的工作状态, 及时准确地监测设备的工作情况。就油液监测与诊断, 其主要内容包括润滑油物理化学性能指标变化、润滑油运转参数如油压的变化、润滑油摩擦学性能的变化。首先, 油液监测是摩擦学系统监测过程, 监测内容主要包括油品自身劣化、油品污染、金属磨损颗粒和摩擦学等四个方面。监测手段主要包括油品红外光谱分析、颗粒计数、油品性能指标和摩擦学性能测试分析等。由于大量机械设备的故障起因于润滑不良, 因此通过对油品自身劣化和污染进行监测, 有利于及时消除设备的故障隐患, 延长设备的大修周期。其次, 早期油液监测以监测诊断设备的磨损故障为目的, 其技术方法以铁谱技术为代表。目前油液分析技术已从早期的油样分析和磨屑逐步过渡到现代在线油液监测。现代在线油液监测技术将润滑油和机械设备视作统一的整体, 强调从摩擦学角度出发考察润滑失效和设备故障。而通过分析润滑油的理化指标和摩擦学性能指标可以准确预测设备发生磨损故障的发展趋势。
4 油液监测与诊断技术在煤矿的应用
作为煤矿企业, 机械设备所处的工矿条件恶劣, 机械设备损坏严重, 影响到正常生产与安全, 有必要建立完善的监测体系以提高设备完好率, 减少不必要的投入。特别有时监测不到位, 小事故酿成大事故, 损失巨大。煤矿企业建立健全油液监测体系应做好以下三项工作。
4.1 配备品质精良、功能齐全的各类油品检查仪器设备, 具备检测项目多、数量大、速度快等特点, 为快速判断故障提供准确及时的数据。硬件设施除需配备发射光谱、红外光谱、铁谱、颗粒计数等磨损污染颗粒监测仪器外, 还需配备黏度、闪点、水分、总酸值、总碱值、倾点、泡沫、不溶物、机械杂质等10种常规油品检测手段。软件方面:第一, 建立实验室及监测数据局域网, 将主要设备如采煤机、运输机、主通风机、空压机等监测数据及油品检测数据传输给机电科及主要矿领导, 以便相应采取措施;第二, 建立功能齐全的数据库管理系统和报告生成系统, 生成各种格式的油液监测报告;第三, 建立基于专家知识的计算机智能诊断系统, 提高判断问题的准确性和科学性。
4.2 应当具有符合规范标准要求, 保证测试结果足够准确的检测能力, 考虑到经济性, 以最少的检测项目达到最佳监测效果;对于具有国家标准以及ISO和ASTM等国际标准的检测方法, 应严格按照标准方法进行检测, 以保证监测诊断结论的科学性和合理性。
4.3 应当建立具有丰富经验积累的高素质、高水平的专家型油品监测技术队伍。通过与高等院校和科研院所合作, 培养具有扎实理论基础, 同时具有在油液监测和诊断实际经验的监测人员, 并在解决实际问题的过程中不断发挥专业人员的技术价值。
5 案例
神东煤炭集团+补连塔煤矿转载机减速器事故
事故经过:2013年3月30日, 设备管理中心油液监测人员在对补连塔矿综采工作面设备油样的例行化验中, 发现煤机左摇臂行星头油样严重乳化、且存在超过80μm的滚滑复合颗粒, 视场浓度超过80%, 且存在红色氧化物颗粒, 摩擦聚合物、严重滑动颗粒和切削颗粒。立即通知矿方机电人员对该设备进行检查。矿方机电人员检查发现左摇臂行星头漏油, 而且有异响, 矿方立即向设备管理中心调剂部申请更换减速器。但矿里因客观原因未能及时更换, 致使事故扩大化, 导致减速器Ⅰ轴损坏。
附图:
长轴尺寸超过500μm的滚-滑复合磨损颗粒
长轴尺寸超过500μm的疲劳磨损颗粒
磨损颗粒布满整个视场
超过400微米的滚-滑复合磨损颗
拆解后行星架上已经被磨平的螺栓帽
行星架边缘附着的肉眼可见的超大磨损颗粒
事故原因分析:在油液监测报告显示异常的情况下, 因客观原因, 矿方未能及时更换减速器, 导致减速器Ⅰ轴损坏。
点评:油液分析能够报告和预测的反映齿轮箱内部的异常磨损和可能出现的故障。严格按照油液分析报告进行换油或采取其他措施能够有效较低设备故障率, 提高生产效率, 延长设备寿命。
6 结束语
在煤矿生产中, 机械设备的应用可以有效的提高生产效率, 促进煤矿企业的发展。为了保证生产能够安全稳定的进行, 对于机械设备的运行应该加强安全监测。现阶段油液监测体系在煤矿综采设备的运行中广泛的应用, 对设备的运行状况进行监测, 可以及时的发现问题, 提早制定出预防对策。在油液监测体系中, 应该掌握科学的监测方法, 利用先进的设备和技术, 对设备的运行状态进行监测。通过油液监测体系的运用, 可以有效的减少设备故障的发生几率, 减少维修成本, 提高运行效率, 提高设备的安全性, 延长设备的使用寿命。随着科技的不断发展, 各项新技术和新设备会逐渐的用到煤矿生产中, 为煤矿生产创造更大的经济效益, 所以为了保证机械设备的安全运行, 在监测技术方面还要不断的提升, 为设备的安全稳定运行提供有利的基础, 从而确保煤矿的安全生产。
摘要：在煤矿生产运行的过程中, 各种大型机械设备应用的比较广泛, 为了保证煤矿生产的安全进行, 要对主要采煤设备的运行进行有效的监测, 减少事故发生率。油液监测体系在煤矿综采设备运行中发挥了重要的作用, 根据监测的信息, 可以及时了解到设备的故障, 提前对设备进行预防性维修, 减少故事, 提高运行效率。有效的监测体系, 可以提高煤矿设备的的生产效率, 为提高煤矿的生产水平奠定坚实的基础。
关键词：油液分析,主动维修,油液监测
参考文献
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配电网在线监测的故障定位方法 篇7
1 在线故障监测的总体方案
对中性点不接地系统进行单相接地故障分析[7],可得如下特征:
a.发生单相接地故障时,全系统都将出现零序电压;
b.在非故障分支线路上有零序电流,其数值等于本身的对地电容电流,电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路;
c.在故障分支线路上,始端零序电流为全系统非故障线路对地电容电流的总和,数值一般较大,电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。
根据线路单相接地故障情形下的特征信息,采用分布式探测器在线监测接地故障时,可以采用如下判据判断故障[8]:采用监测零序电流的方法,当母线上出线较多、网络规模较大时,母线至故障点的区段零序电流值基本相等,而且远大于其他区段的零序电流值,这一特点可作为故障定位判据。
具体实现方案为:在各分布式监测点安装在线监测探测器,各个探测器具备零序电流测量、数据处理和GPRS通信功能;在监控中心设置计算机主机,主机系统包括GPRS通信、信息处理和地理信息管理软件。配电网正常运行时每个探测器都处于待机状态,当发生接地故障时,主机系统根据监测到的零序电压确定故障的发生,通过通信系统启动各个探测器测量零序电流,测量结果通过GPRS反馈给主机,管理软件根据网络结构和各分支的零序电流大小进行综合分析,实现故障区间的定位。分析结果以短消息的方式发送给相关负责人。总体方案示意如图1所示。
在方案实施中,在线监测探测器是技术的核心。由于配电网节点众多,且多数节点不具备室内测量条件,作为远方监测终端,除具备零序电流测量、数据处理、通信功能外,设备必须满足成本低、体积小、功耗低的要求,并能适应苛刻的户外运行条件。
2 分布式探测器
2.1 结构
零序电流的测量是分布式探测器的主要功能,传统的电流互感器体积大、成本高,不适于在变电站外的架空线路上使用,传统的零序电流测量方法是在电流互感器二次侧将三相电流信号相加,但是在变电站外的架空线路上由于高压绝缘问题,无法直接相加三相电流信号,因此设计了分布式电流互感器。分布式电流互感器采用了目前广泛应用于数据采集领域的射频(RF)通信技术。射频连接技术解决了配电网中测量电压、电流中的绝缘问题。分布式探测器分别在每一相安装电流测量单元,以无线射频的方式输出测量结果给一个中转设备,该中转设备接收并处理三相电流测量单元的测量值,得到零序电流值。分布式探测器具体结构可参见图1(b)。电流测量单元的原理框图如图2所示。
电流测量单元一直处于待机休眠状态,当射频电路接收到中转设备发送的同步测量信号时,通过中断唤醒微处理器,启动电流测量程序,采集一定周期的电流值后再通过射频电路传输给中转设备。A/D转换器选用12位Maxim1066。射频元件选用NRF24L01。NRF24L01是真正的单芯片GFSK射频收发器,只需十来个外围元件就能够实现射频收发功能。它工作在2.4～2.5 GHz的ISM波段,拥有125个工作频道,通过可达10 MHz传输频率的SPI接口与微处理器交换数据,无线数据传输频率可达2 MHz,内嵌地址匹配和CRC校验电路。
2.2 零序电流计算
在三相电路中,任意一组不对称的三相相量可以分解为正序、负序和零序分量[9]。零序电流等于三相零序电流之和,按式(1)计算可得零序电流。但是由于3个电流测量单元增益的一致性难以保证,取3个电流测量单元的瞬时测量值直接相加,所得零序电流瞬时值的计算精度并不理想。用神经网络和3个电流测量单元构造智能传感器则能够较精确地测量出零序电流。
本智能传感器选用的前向多层神经网络的反向传播(BP)学习理论采用有教师学习算法,擅长于函数逼近,有很强的计算能力和自学习自适应能力。如果3层神经网络的隐层采用Sigmoid函数,输出层采用Purelin函数,各层采用有限个神经元,就能以任意精度充分逼近任意复杂的非线性关系[10]。因此,采用神经网络结构进行反复的离线训练能建立各相电流测量值与零序电流的对应关系。然后,用训练好的神经网络对3个电流测量单元响应得到的网络输出即为零序电流值,从而实现对零序电流的在线监测。算法采用的BP网络见图3,网络结构共有3层,即输入层Xi、隐层Fj、输出层Zk,输入层为电流测量单元检测到的Ia Ib和Ic的测量值,输出层为零序电流值,隐层节点数为3[11]。
3 通信方案
目前移动通信覆盖范围广,费用低廉,GPRS的高速数据传输服务成为本方案的首选。
SIM300是支持GSM/GPRS 900/1 800/1 900MHz3种频率的低功耗模块,可以提供高质量语音通信服务和GPRS Class 10的高速数据传输服务。
当使用TCP向远端Server传输数据时,先要建立一个TCP连接。分布式探测器中的SIM300模块作为Client向远程的Server发起一个TCP连接,要成功建立连接需要Server端为连接到Internet的一台计算机,而且该计算机的IP地址是公网的IP地址(可以用拨号的方式获得,如在计算机局域网内部则无法建立连接),该计算机运行相应程序,分布式探测器中的SIM300模块就可以用AT命令与Server建立TCP连接,连接成功后会返回CONNECT OK。然后就可以用AT+CIPSEND发送数据到Server[12]。
通信协议采用一主机对多从机的点对点方式。当主机要读取某分布式探测器的数据时,与相应的分布式探测器建立TCP连接,分布式探测器收到数据串后上传数据给主机。
4 监控主机
当发生接地短路故障,主机监测到零序电压的变化时启动通信程序,各分机收到请求后,将故障后电流测量值作为结果上传给主机。配电网正常运行时的零序电流值作为参考存储在计算机中,可以消除三相负荷不平衡引起的零序电流测量值的偏差。
本系统的监控主站由计算机和通信模块组成,利用通信模块的RS-232口和计算机连接在一起,构成一个可利用标准AT命令集驱动控制的,具有无线收发功能的GPRS信息终端。主站的计算机通过通信模块接入GSM网络后,就可以用短消息业务和数据业务按照一定的规约格式给分布式探测器发送命令信息。
计算机上安装由VC编写的监控软件。该软件主要包括3部分:应用软件、工具软件、数据库管理软件。这3部分结合在一起共同实现与终端设备的通信和对原始数据的各种处理。用户可以使用工具软件在线制作配电网馈线图,在线输入和修改各终端设备的原始数据,并形成数据库;数据库管理软件对各种数据进行管理;应用软件是主体部分。正常时计算机处于主菜单状态,用户可以根据需要选择显示网络结构图或是地理信息图作为背景图。
5 结论
a.提出了在配电网加装探测器在线监测接地故障的方法,通过综合分析探测器的零序电流测量信息,可实现故障分支或故障区段的准确定位。
b.给出了分布式探测器的具体研制方案,其中分布式电流测量单元和GPRS通信环节的研制使装置满足了配电网的实际要求,实验装置的测试证明该方案是可行的。
c.提出的方案和具体的实现技术可应用于当前的配电网自动化改造项目中。
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网络故障监测 篇8
1 信号集中监测站机上COM口的测试与故障处理
2013年7月份青岛电务段青西地区雷击灾害严重, 青西二场的信号集中监测的很多设备都受到雷击, 从路由器、交换机到信号集中监测站机, 以及各种采集机都受到不同程度的损坏, 导致了站场图上没有开关量信息和部分模拟量信息。
青西二场站场图信息是通过CTC维护机通过COM1口传输到信号集中监测站机, 遇到这种情况如何判断是采集机的故障还是信号集中监测站机的故障亦或是CTC维护机的故障呢?这时信号集中监测计算机上串口的好坏是处理此类故障的关键。判断COM口好坏只需一块小小的短路冒就能解决, 如图1。将黑色短路冒插在232COM2口的2、3针脚。打开串口调试程序, 将程序中的串口变更COM2口, 点击自动发送后, 查看数据接收板块状态:如果接收数据到说明COM2口没问题, 如果接收不到, 则COM2口损毁。也可以用此方法测试COM1口的好坏。
2 MOXA卡接口的测试与故障处理
信号集中监测计算机上除了自带的232COM口外还要连接其他设备, 最重要的莫过于MOXA卡了。MOXA卡主要分为辉煌厂家的C104HS和卡斯柯的CI134I两种型号。
2.1 C104HS接口的测试与故障处理
C104HS的4个口都是232COM口, 属于主机上232COM口的扩展, 和主机上的232COM口没有区别, 在日常故障处理时可以通过在COM口上的2、3针脚插短路冒来来判断MOXA卡四个串口的好坏。
2013年11月份胶济客专章丘客信号工区电源屏没有时实值, 而电源屏信息就是通过MOXA卡的COM3口传输到信号集中监测计算机上的, 通过上述方法测试之后, 判断得知COM3口不通信。更换COM口, 修改配置文件后立即恢复了实时值。
2.2 CI134I接口的测试与故障处理
卡斯柯厂家的MOXA卡CI134I分出的四个串口是422/485口, 4串口卡上左上角的2组指拨开关分别用作设置4个端口的工作方式和串口类型。
因为422/485的内部通信协议不同, 无法用上述方式来测试四个口的好坏, 处理与此类MOXA卡有关的故障时, 可以先将四个串口拨成相同的串口类型, 都是422或者都是485, 拨好之后用专用的串口线将两个串口对接起来通过超级终端来测试四个口的好坏。
在winxp下可以用超级终端来判断四个接口的好坏具体方法如下流程:程序———附件———通讯———超级终端, 建立两个超级终端, 选择不同的串口COM3, COM4, 保存———点击还原默认值———文件———属性———设置———ASCII码———本地回显键入的字符, 在COM3窗口随便键入字符, 在另外一个窗口COM4窗口中同步出现该字符, 说明COM3, COM4这两个串口没问题。同样也可以使用串口调试工具, 选择不同的串口, 手动发送一串字符的方法来确定。
3 CAN卡接口测试与故障处理
CAN卡的好坏判断比较繁琐, 它必须接入设备后才能判断, 在做CAN卡判断时, 应在车站天窗点内施行。当与CAN总线设备的通信全部中断时, 应检查CAN卡的好坏。检查方法:将各对接CAN总线的通信逐个断开, 看通信是否恢复, 以判断是否是某一个CAN接口设备影响了整个通信。然后将各CAN总线设备单独与主机上CAN卡连接, 检查通信是否连通, 如果通信始终不通, 在确认连线和配置无误下, 可判断CAN卡损坏。
在日常生产中, CAN卡损坏的几率非常小, 一旦出现所有与CAN通信中断, 本着处理故障应该以第一时间恢复设备正常运行为目标的原则, 首先应该做的是重启计算机, 大部分的CAN通信中断问题都可以通过重启计算机解决, 我段管内青西四场和中至站的CAN通信中断时都是重启计算机后自动恢复的。
4 网卡接口的测试与故障处理
判断网卡好坏的方法有多种, 比如在DOS里输入Ping127.0.0.1, 该地址是本地循环地址, 如发现本地址无法Ping通, 就表明本地机TCP/IP协议不能正常工作, 如果可以Ping通, 输入IPConfig来查看本地的IP地址, 然后Ping该IP, 通则网卡工作正常, 不通则是网卡出现故障。如果计算机上的是集成网卡, 则可以增加一块独立网卡, 安装驱动, 分配IP后, 连接网络, 能通则集成网卡坏。
5 结语