在线状态检测技术（精选10篇）
在线状态检测技术 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
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在线状态检测技术 篇2
在股份公司领导和检修车间领导的支持和指导下，设备状态在线监测不断的茁壮成长，监测员们密切配合，爱岗敬业，恪尽职守，在不断的学习和探索中，积累总结经验，发现设备异常和故障分析的技术日趋成熟，为股份公司设备长周期稳定运行奠定了坚实的基础，在这一年里，提前发现问题，及时反馈设备异常近200余起，再结合各个车间现场操作人员的积极配合，避免了多起设备安全事故近50余起。
现对过去的一年中设备状态在线监测小组的工作收获及工作成绩简要回顾总结如下：
一、设备状态在线监测于2010年10月份成立以来，在这一年里，大家在工作上严于律己，在上班的八个小时中，时刻保持精神状态集中，认真观察在线监控的每台设备的振动趋势，仔细分析每个异常数据的频谱图、时域图、瀑布图。在付班时，也都来到工作岗位对股份公司的近百台的离线检测设备进行测量、分析和诊断工作，通过不断学习，总结，相互交流，共同提高。大家的口头禅：“只要数据异常，肯定有原因”，是信号干扰，是负荷波动，还是设备已出现故障，都会到现场仔细观察，测量设备的每一个测点，尽最大努力保证每个测量数据的准确性、每个故障的及时发现，认真的与现场操作人员沟通，询问近期设备运行状况，再和设
备近期的振动趋势做对照，进而详尽的分析设备的运行状况。当发现设备运行异常时，及时到现场查看联系相关人员协调解决，或及时电话通知现场人员注意该设备的运行趋势和运行状态。在线监测工作中，我们公司的“严，实，细，快”得到了充分的贯彻和发展。在线监测工作取得的成绩可以说是在很多数据的收集整理中取得的，我们的操作制度和考核制度齐备和严谨，首先要严守岗位，对待测量数据，要严谨，细致，结合现场的实际状况，设备运行的原始参数，确保取得真实的测量数据，严格，认真分析，发现异常及时、快速反应，迅速联系现场人员加强巡检，做好预防工作和检修的准备，对待设备异常要提前发现提前预知、提前做好检修预案，杜绝设备安全事故的发生！
二、在大家的共同努力下，尽管我们在设备状态线监测成立时间较短，但是取得的成绩是有目共睹的，预测出近50余起设备安全事故，如：如往复式压缩机轴瓦磨损，往复式压缩机十字头连接螺栓松动，缸体活门损坏，旋转式设备地脚松动，轴承磨损和润滑不良，联轴器的同轴度，同心度不良，以及叶轮转子不平衡等等。简单列举如下：
1、10月30日尿素 6#CO2压缩机一段中体垂直振动测点V4，振动加速度趋势，突然波动较大，且上升趋势明显，由正常情况下的0.15g上升至0.36g。查看频谱图，1X较高，在50~350Hz之间存在少量幅值较低的高倍频成分。从瀑布图上看，高倍频
成分波动明显。查看相邻测点，一二段曲轴箱水平振动测点V1加速度也有上升趋势。立刻到现场查看，振动较大，一段中体，一二段曲轴箱响声较大。用T30测量，曲轴箱轴向振动达到了6.0mm/s，立即告知现场操作工及维修李代义主任，及时停机检查发现轴瓦已有初步磨损，巴氏合金脱落，因停车及时，有效的杜绝了重大事故的发生。
在同一天，西区6M45压缩机二段中体振动测点19:24振动加速度有缓慢的上升趋势，到现场测量，现场振动也不是很大，未发现异常现象，告知现场人员应加强监护。由于振动加速度趋势一直处于上升状态，于23:07再次到现场查看，二段中体已经有轻微异常响声，及时告知信东主任，现场人员及时停机。于23:35停机检查发现二段中体活塞杆被冒松动严重。由于提前告知现场人员加强监护，及时发现问题，避免了大的事故发生。
2、净二车间6#罗茨风机风机驱动端振动测点V3于10月24日上午9:00振动有上升趋势。到现场用T30测量振动没有明显变化，地脚振动稍大，在正常范围内。因四万吨压缩机检修的开停机造成的系统压力负荷波动，可能影响较大。设备运行记录上显示该地脚有断裂历史，负荷波动引起的振动会使地脚的稳定性降低，告知操作工需要加强监护。13:30该测点振动仍有较大的波动，且频谱图中1X不高，2X比较突出，随即到现场测量发现地脚振动有所加剧，东南地
脚振动：5.9mm/s 西南地脚振动：5.6mm/s 东北地脚振动：2.2mm/s 西北地脚振动：2.7mm/s。风机垂直振动也有上升，后仔细检查振动大的地脚，发现东南地脚松动严重，通知操作工，并联系净二车间李德奎，刘峰主任，到现场处理，后发现该地脚已断裂。2:30开始焊接，3:00后焊接完毕振动有较明显的下降，可以正常稳定运行。3、10月13日西区2#罗茨风机电机驱动端和电机非驱动端冲击脉冲值明显上升，由正常运行时的dBm/dBc=16/-6上升至dBm/dBc=34/8，且波动较大，现场测量电机振动较大，有异常响声，及时告知电仪禹建省主任，停机检查发现，电机驱动端轴承保持架已损坏，若非及时发现，必将造成较大的设备事故和生产影响，在更换电机轴承后，振动值，脉冲值明显下降，为设备长周期运行提供了保障。
这样的例子还有很多，不胜枚举，经统计，在线监测有记录的设备故障记录近1000余项，在线监测岗位全年共发现设备故障近200余起，避免重大安全设备事故近50余起，监测员们时时刻刻都在关注着设备的运行状况，及时发现设备异常，认真分析故障发生源，为设备平稳运行保驾护航。
三、监测员们不仅关注在线设备，对离线设备也及时到现场测量，分析。在过去的一年里，监测员们奔波于现场的每一个角落，哪里存在设备异常，哪里就有设备状态监测员的身影。如12月14日净二1#气提风机振动大，且响声较大，现场人员无法确定问题所在，于是将此情况告知监测员，监测员到现场用T30测量后发现，轴承冲击脉冲值不大，振动值较大，说明不是轴承的问题，在测量电机4个地脚发现，西南地脚振动达到了8.7mm/s，而东北地脚振动值为2.0mm/s，明显是地脚松动的问题。故障根源找到了，解决起来就方便多了。
设备状态在线监测还存在一些不足之处，如针对往复式压缩机的一些故障的诊断经验仍有有很大的提升空间，对此，我们监测员努力学习设备知识，认真钻研，多到现场测量、分析、诊断，勤与设备相关人员沟通，交流，共同探索发现和解决问题的办法，2011设备状态在线监测共组织技术研讨会和经验交流会近百余次，也就是这种“故障前多分析，故障后勤总结”的工作作风铸就了我们这支纪律严明、效率高的技术团队，也只有这样才能提高设备故障的检测能力，才能及时有效地发现设备故障，才能保证设备的长周期稳定运行。
在线监测岗位对故障分析的专业知识，我们会进行很深入的研究和讨论。对领导交待的任务和工作，我们会义无反顾的认真落实和严格执行。
2012新的一年，对设备状态在线监测小组来说又是新的起点，新的机遇，新的挑战。在今后的工作中，将会继续努力在故障分析的深度，全面性方面深入学习，探讨交流，克
服理论知识上和现场经验的不足，对工作高度负责，脚踏实地，尽职尽责的做好各项工作，不辜负领导对我们的期望，再接再励，为稳定我股份公司设备的长周期运行贡献我们的青春和激情！
在线监测小组
在线状态检测技术 篇3
【关键词】设备状态；在线检测系统；应用分析
1.前言
在国内电力系统当中，电气设备在其中扮演着保护设备的角色。电气设备运行状态的检测是对其进行评估的重要指标之一。随着国内科学技术的发展，电气设备在其传统的基础之上，将传感器、自动系统融入其中。而所谓的设备状态检测，其实质是指充分运用现今科学技术含量较高的相关设备，对设备进行全面的检测以及评估，最终达到对设备的状态进行实时检测，对其中存在的故障进行及时维护，对隐患进行有效控制，最大限度的延长设备的服务年限。
2.检测系统综述
随着国内科学技术的迅速发展，社会各界对于设备的后续维护工作也越来越重视。然而，对设备后续的维护工作是建立在对设备的状态进行全面了解的基础之上的，在线检测作为设备状态检测的一种有效途径，越来越多的电力部门将目光集中在它的身上。对电力设备进行状态检测，其主要作用在于以下两点：其一，能够对设备的运行情况进行实时了解，对其中存在的隐患能够及时排除，提高电网的运行安全性；其二，对设备进行状态检测，有助于对电力设备所进行的后续维护工作，在很大程度上降低了对人力、物力的浪费，将检修的效率进行大幅度的提升。
3.几种电气状态检测系统的应用
目前，国内电力部门常用的检测系统主要包括以下几种：
第一，绝缘油色谱的应用分析。对于国内相关企业所生产的大型的变压器等设备而言，由于其在运行以及制造等过程中受到多方面因素的制约，因而其使用过程中安全事故频发，对电网的运行带来极大的负面影响。目前，在对该类充油设备进行检测的过程中，其使用较为广泛的方式为绝缘油的色谱分析法。在一定条件之下，绝缘油能够分解成为一氧化碳等气体，这类设备出现故障的部位以及程度均与气体的种类以及产生速度有着直接的联系。因此运用该方法并配合其他相关试验能够对设备的工作状态进行实时检测，为电网的安全正常运行提供良好的保障。相对而言，变压器的故障类型相对较多，因而在对其进行检测的过程中应将多种检测方法配合使用，以达到对其状态进行准确检测的目的。当变压器出现相关故障时，其故障的类型与气体的种类有着直接的关系，而色谱分析正是基于该种原理之上，对绝缘油中所分离气体的种类、含量等进行准确检测，从而判断出变压器所出现故障的类型。在对其进行检测的过程中，其常常用以检测的气体包括氢气、一氧化碳等。
第二，变压器局部放电检测系统。在电力设备运行的过程中，当其电场强度达到一定标准时，将会出现局部放电现象。所谓的局部放电，其实质是在电极之间出现的反复击穿和熄灭情况。当电力设备出现局部放电现象之后，将会对电力设备的绝缘性产生较大的影响，其影响程度将随着放电程度的不同而不同，该现象也是对设备绝缘性能损伤程度相对较大的因素。因而在对电力设备进行高压供电设计的过程中，应充分考虑到设备所处的环境以及状态，尽量降低电力设备出现局部放电的几率，同时应使其不出现较大强度的局部放电现象。在电网运行的过程中，电力部门应对设备进行严密检测，当设备出现局部放电之后，应对设备进行及时的维护工作，维护完成之后，再将其投入到电网运行过程中。现阶段，电力企业对该现象进行检测常用的方法为对其电脉冲参量进行检测。在变压器日常工作的过程中，其局部放电量相对较小。然而在对其进行在线检测的过程中，由于受到多方面因素的制约，对其进行直接检查困难程度相对较大，而且在对其进行在线检查的过程中，不能对变压器的接线产生影响。所以，在对其进行取样工作时，其取样点往往置于引出线之中，通常情况下该中取样方法不会对变压器的正常运行产生影响。在对其进行检测的过程中，其常用的结构为罗氏线圈耦合。
第三，少油式电气设备的在线检测系统。少油式设备其包含互感器以及避雷器等，虽然其价值相对较低，然而在电网日常运行的过程中，常常会出现爆炸现象，对相邻设备的损伤程度相对较为严重，当爆炸程度较大时，其产生的火焰将会对变电所等产生不同程度的影响。因而加大对少油式设备的在线检测力度，能够将设备运行的安全性进行大幅提升，同时对后续的维护工作也带来极大的便利。在对其进行在线检测的过程中，应对设备的绝缘性能进行准确的了解。在工作过程中，运用带电检测仪器，对设备的相关参数进行检测，其中包括泄漏电流、介质损耗等，通过对结果进行深入分析，就能够对电气设备的绝缘状态进行及时掌握。该种检测方法其仪器携带相对较为方便，其在检测过程中对外界环境要求相对较低，检测成本相对较低，后续维护相对较为方便。
第四，电缆的在线检测技术。在现今的电网系统当中，电缆的使用量相对较大，因而其出现相关故障的几率也随之提升。当电缆出现故障之后，将会致使部分设备的运行出现障碍，严重时将引发变电所的断电。因而在对其进行检测的过程中，对其故障进行及时了解并准确的判断出其故障位置，具有重要的现实意义。在对其故障进行测距的过程中，常用的检测方式为因果网，该类检测方式能够有效的对故障元件、继电器等设备之间的联系进行表达。该类检测方式的工作原理在于面向对象技术，能够实现对故障位置进行准确的定位，且操作相对较为简便，适用性相对较强。
4.結束语
总而言之，在电网运行的过程中，对其相关电气设备实施在线检测，能够对其运行状态进行实时掌握，对其所产生的故障进行及时的维修，最大限度的保障了电网运行的安全性能，提升电力企业的服务质量。
参考文献
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在线状态检测技术 篇4
1 监测设备的功能
火控系统技术状态在线监测系统应具备以下功能:
(1) 实时读取并记录火控系统工作时各个关键部件的运行数据。
(2) 选取有效数据进行分析, 得到对火控系统技术状态的综合评价。
(3) 分析单个部件的运行数据, 对该部件进行故障预测。
(4) 可通过安装通信系统, 完成信息的远程传输。
2 系统工作原理
火控系统工作时, 所属各电子部件内部的电压值会持续变化。其中, 关键部位的电压值的变化特征能够反映出相应技术参数的实际变化。监测系统通过连接火控计算机、炮控箱等火控系统关键部件的测试端口可测得部件内部反应多组火控系统技术参数的电压矩阵:
对电压矩阵中的单列电压值进行拟合, 可以获得对应技术参数的电压变化曲线。如下图为某火控系统正常工作时稳像水平角速度对应的电压拟合曲线:
通过累加拟合函数有效区间内各点导函数的绝对值得到变化总量, 最后除以有效数据区间, 可以得到反映电压值变化快慢的特征值。其算法具体如下:
式中, H为电压特征值, Xi为测试过程中某一时刻, Xn为测试时长, f (xi) 为xi时刻的电压值, 下表为测得的同一个火控系统在不同的使用环境下正常工作且技术状态良好时监测得到的炮控箱内部8组电压特征值:
实际工作条件下, 通过测试端口对火控计算机、炮控箱的工作电压的监测, 可以获取各类情况下各路电压特征值并建立特征值数据库。对火控系统技术状态进行评价时, 可以将在线监测得到的电压数据特征值与数据库中相应部件的电压特征值相对比, 进而得出实际工作中对各个技术参数的评价, 最后经系统综合分析得出对火控系统技术状态的评价。部件技术状态评价流程如下图:
3 系统硬件介绍
工控机内含工业电源、主板、采集卡及相应配件, 它的电源、机箱、主板都是以适应长时间不间断运行为目的而设计的, 能适应特殊、恶劣工作环境。本系统硬件以EPC-2020工控机为基础, 此工控机能充分满足坦克火控系统的实际工作环境对系统可靠性、实时性的要求, 可扩充多个卡板与多种外设相连以完成更多任务, 且体积小, 便于携带。系统工作时, 工控机的输入端口与火控计算机、炮控箱的测试端口相连, 对反映火控计算机、炮控箱重要技术参数的电压值进行采集, 来实时获取火控系统技术状态的情况, 并通过显示器将系统监测情况实时显示出来, 工作过程简单可靠。如图为系统工控机实时测得的炮控箱内8组电压数据的变化情况:
4 系统软件设计
软件开发平台采用labwindows/CVI集成开发环境进行开发, 遵循风格统一、简单直观、功能完善、操作简便的软件设计原则, 依照设计目标, 以模块化设计方案将软件划分为3个子模块, 达到操作简便, 易于升级的效果。软件程序流程图如图所示:
4.1 数据管理模块
数据管理功能完成的主要任务是:通过设置判定火控系统处于工作状态的电压门值来选取有效数据, 对每次系统评价和故障预测的结果进行整理保存;根据使用者的需要查询数据;完成相关信息的远程传输。
4.2 系统评价模块
系统评价模块基于一个新的火控系统技术状态指标体系进行, 给出对火控系统技术状态的整体评价。该指标体系为了实现对火控系统的综合评价, 所选取的指标中一部分指标参数来源于指定时间段内监测系统测量得到的各部件实时电压数据, 此类指标参数在火控系统工作后保存于监测系统中;另一部分指标参数来自将该火控系统的工作履历, 进行系统评价前由测试人员输入进监测系统。指标数据输入完毕后, 通过软件中的数学模型计算得出对火控系统技术状态的综合评价并保存。其工作流程如下:
4.3 故障预测模块
故障预测是本监测系统的一个重要功能。火控系统的作用就是提高武器的射击精度和反应速度, 当火控系统技术状态发生变化时, 武器系统射击精度会收到影响, 监测系统以指定部件运行数据的特征值为基础, 结合火控系统的使用环境 (环境温度、振动强度等) , 与数据库中相应的故障征兆集特征值进行对比, 判断得出预测部件发生故障的趋势以及严重程度。其工作流程如下:
5 结论
经测试实验证明, 火控系统状态监测设备可以在坦克训练中全过程实时监测火控系统技术状态。系统使用简单, 携带方便灵活, 在野外行车环境下可靠性高, 能够经受住高低温、风沙、强烈振动等恶劣因素的影响。通过对系统进一步的无线通信设计, 可以传输数据到监测终端, 使监测终端获取坦克分队火控系统技术状态情况。
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在线状态检测技术 篇5
[摘 要]从现在的状况来看，继电的设备保护已经不适用现在的发展需求了。因为随着电力系统发展的速度，所以继电的设备保护也在迅速得到了增加，这种情况的发生不仅让相关的工作人员的工作量大大的增加，同时也很容易造成检修质量的下降。本文首先对继电保护设备在线监测与状态检修上面进行了简单的分析，同时阐述了继电在线监测的研究，为现实提供了一定的基础。最后对继电保护设备状态检修研究。
[关键词]继电保护设备；在线监测；状态检修
中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0191-01
一、继电保护设备在线监测与状态检修进行的分析
在目前的状况来看，微机结构保护装置已经替代了电磁型的保护装置，微机不但具有较强的自检功能，同时也可以在实现保护装置中对逆变电源、CPU模块、I/O连接口以及对模块的巡查以及诊断的功能之一。可是，现在的继电保护装置不够先进的同时还是不具备相关数据的远传以及能够在线自检的这个功能。所以，如果要想在线监测来完成对该继电保护装置继电连接点的情况的话，那么，回路接线监控相对来说比较困难的，但是，这也是阻碍继电设备检修的一个重要的原因。从而为状态检修推出了一个主要的因素之一。
二、对继电保护设备在线监测的研究
在线监测技术是通过多种化来监测的，主要就是通过很多检测、测量以及各种分析方法来对设备运行的状态来进行一定的估评，对设备发生的异常进行相应的技术处理。一般来说，对继电保护设备在线监测基本需要以下情形：
1、同一时间不可能发生很多的故障，并且设备的损坏程度在不断的增加。
2、设备的相关参数进行一定的检测，设备的参数就能够在第一时间反应出该设备的运行状态是否是出现故障。所以，设备异常情况的发生以及还在持续时，该在线监测系统就能认定出继电保护设备在此发生了故障。总而言之，继电保护设备在线监测的基本原理就是，通过传感器设备以及相关的设备来反应把要被检测的参数传输到计算机中间去，从而根据数据以及经验确定来进行对参数的对比，然而就可以准确的判断出被检测的设备运行的情况。
三、对继电保护设备状态检修进行研究
（1）状态检修的分析。状态的检修主要的就是对整个系统保护装置状态的一个检修过程，在检修过程中主要就是控制回路上的电以及电流输出的这两部分。比如，在交流、直流这两个系统之中就要检测到整个回路的完整以及绝缘性；在逻辑系统的判断中就包括了软件功能以及硬件的逻辑判断等等。这有这样，状态检修设备对电力系统的各个环节才能够起到检测的作用，然而就避免“盲目”这种情况出现，检修技术就得到了很好的用处。
（2）状态检修优点分析。与周期的检修相比较，状态检修相对来说就具有以下的优势：
1、有相当明确的目标，状态检修是根据情况来进行相应的检修的，所以具有针对性，在对继电保护设备进行相应检修的时候，它是有目的和方向来进行检修的，而不是盲目的来进行。可以通过它来对继电保护设备进行综合的分析，判断出继电保护设备是否有维修的部分，为之后的故障项目作出一个合理检修规划。
2、检修质量要有一定的保证，质量有所保障之后从而就节约了检修的成本。以往的检修，在检修过程中不仅要对继电保护设备的停运，并且在进行维修的时候要一点一点的来进行相应的检测然后在进行维修。这样的情况就降低了继电保护设备的功率，然而就将耗费大量的人力以及物力资源。而使用状态检修这一个先进的方法，就与刚好相反，不需要对相关的设备进行停运，同时还能进行检修，这样就节约了较大的成本，这可是一举两得之事。
（3）对继电保护设备状态检修的技术进行分析。
1、故障检修是比较基础的。相对状态检修来说，能立刻马上检测出继电保护设备的故障这才是基础。所以，在检测的过程之中一定要保证信息是不是准确性，从而能够发现设备之中所存在的不同问题，然而将进行各方面的分析，实现设备的最佳时期进行的维修。
2、综合性分析是核心内容。状态检修的核心就是对继电设备所运行的相关状态进行综合性的分析。而在进行综合分析的时候，主要的部分就是对相关信息的采集。因为只有数据信息得到完整化才能对继电保护设备的运行状态作出第一时间的反应，从而就可以更好的掌握继电保护设备的运行状态以及它们的发展趋势，让状态检修在继电保护设备上更加的有效。
（4）自检的设备和保障状态检修的第二次回路状态来实现的。随着现在科学技术的不断发展?c创新，自检的设备就运用在了继电保护设备之中。该设备运用也较为广泛。自检功能的实现主要就是计算机技术相关人员设计出的一种软件程序，平时该设备出现的小故障，它就可以自动进行自检，这个功能的出现，检修设备的成本就节约了很多。之外，保障回路的第二次检修是状态检修的难上之点。可是，如今计算机的发展比较先进，PLC就可以对该功能进行逻辑编程，就可以对该功能进行实现，这样就保障了对二次回路检修有了进一步的发展。
四、结束语
随着电力系统发展的不断加入，电网结构就变得越来越复杂起来，对此继电保护设备就是对电力系统安全进行一个保障的重要线索之一，于此就使用在线监测与状态检修的方法来对设备的安全性进行一定的保障，它的意义就相当的重要。可是，在我国发展状态检修的过程中还出现很多的问题，这些问题的出现就需要进一步对状态检修的改善以及深层次的研究。所以，继电保护设备在线监测和状态检修研究，让状态检修符合现在电力系统发展的需要，让状态检修在国家得到更好的发展。
参考文献
电气设备在线监测与状态检修技术 篇6
电能是科学进步和经济发展的基石, 电力产业在我国社会中占有重要地位, 保障供电稳定至关重要。电力检修是电力运行管理中的重要内容, 保障检修有效性对提高设备稳定性, 保障电网安全、可靠运行具有重要意义。
1电气设备在线监测与状态检修技术
虽然电气设备在线监测与状态检修技术方面我国仍处于起步阶段, 不论技术上, 还是理论上仍有所欠缺。为了提高我国电力自动化水平, 十二五期间国家电网投资五千亿进行了电力系统自动化研究, 这使得我国电气设备在线监测与检修技术水平得到了大幅度提升[1]。目前该技术功能已基本能够满足电力发展实际需求, 被广泛应用到了变电站、配电网、电能表、交互终端、输配电等领域。通过对在线监测技术够实现变电站自动运行, 不仅降低了变电站运行成本, 节省了人力物力, 更保障了供电质量, 减少了供电人为干扰因素。通过该技术能够完成电气设备自动故障诊断, 监测中一旦发现电气设备, 便会发出警报, 同时采取隔离措施, 对故障设备从系统中进行自动隔离, 并将故障点反馈到控制中心, 控制中心在接收后可根据故障点信息及时对故障设备进行维护, 这大大提高了故障维护效率, 缩短了维护时间, 避免了停机维护[2]。另一方面, 通过在线检修技术能够实时对电气设备电压、电流、频率进行控制, 避免电气设备出现电压波动闪变、波形突变等问题, 有效保障了电能质量。电气设备在线监测与状态检修技术是随着信息技术发展起来的新型电力技术, 由于电力系统中电气设备种类及数量众多, 加之供电状态日益复杂, 传统监测、检修技术已无法发挥有效职能, 在线监测优势十分明显。
2电气设备在线监测与状态检修技术的应用
2.1 GPS监测技术
GPS监测技术是新型的电气设备状态安全监测技术, 通过该技术能够实现对电气设备进行自动故障检测。GPS监测技术中包含:SCADA系统与监视控制系统。该技术是通过记录电磁暂态分析故障, 来实现对电气设备运行状态进行监测。该技术并不会像其他故障录波仪器进行监测时产生数据冗余问题, 因此数据有效性被大大提高, 并且GPS监测技术与通信技术的融合实现了监测数据同步传输, 这大大提高了电气设备检修效率和质量, 且在数据传输后会自动产生监测记录, 更为总结故障发生原因提供了科学参考资料[3]。该技术在电力系统维护中发挥着重要作用, 有效提高了电气设备运行可靠性, 确保了电力系统稳定运行。该技术同步方式为:通过钳形传感器触发外同步, 从电气设备接地线上获取同步信号, 若外同步无法触发, 则以50Hz固定频率触发内同步。在软件功能方面, 通过4个特征值判断电气设备局部放电情况, 监测特高频信号, 实时显示被监测信号变化趋势, 可直观判断电气设备状态变化情况, 通过图谱便可识别故障点, 为故障判断提供了重要依据, 大大提高了电气设备放电故障识别效率。
2.2红外检测技术
电气设备工作状态与热有着密切关系, 一旦电气设备发生故障, 例如短路、接触不良等故障都会导致设备发热、温度升高, 极有可能导致电气设备烧毁。红外检测技术是近些年新兴的在线监测技术之一, 是一种相对成熟的在线监测技术, 属于非接触式检测技术, 相比传统技术安全性更高, 监测有效性和准确性更好, 甚至可检测出设备细微温度变化, 可在毫米大小目标上检测其温度分布, 确定故障情况。红外检测技术是当前最为理想的在线监测技术, 该技术的应用对电气设备发热故障判断起到了关键作用。在变压器状态检测中红外检测技术可检测各部位接头、冷却装置控制元件运行温度, 对监测变压器潜伏性故障有着很大帮助, 例如诊断箱体涡流、油路系统、冷却装置、变压器内部等故障效果十良好, 不仅能够实现远距离在线监测, 更具有故障精准定位、定量功能。在变压器内部监测时由于故障点位置较深处于油内, 很难通过传统方式监测, 便可利用红外检测技术, 但由于变压器内部结构复杂, 所以在监测时需适当结合其他技术, 例如光纤监测等。红外监测技术原理是红外线技术, 红外线是一种看不见的光线, 由英国科学家发现, 高于二百七三度的物质均能发出红外线, 不同状态和温度的物质会散发出不同波长的红外线。电气设备本身就属于热源, 运行时会产生热效应, 正常热效应并不会对电气设备安全运行产生影响。
3结束语
电气设备故障不仅会影响供电稳定性和可靠性, 更会造成电气设备损坏, 甚至造成火灾等一系列问题。这将直接提高供电成本, 影响电力企业运营, 保障电气设备运行可靠性至关重要。通过以上分析不难看出在线监测技术的优势, 不仅可以提高监测有效性和准确性, 更降低了维护成本, 缩短了维护时间, 加强在线监测技术的应用势在必行。
参考文献
[1]张群所.我国变电站电气自动化系统控制改进策略研究[J].中国信息技术教育, 2011, 10 (26) :198-201.
[2]蓝红莉.浅析我国电力系统在线监测技术的开发及应用前景[J].海南科技信息学院, 2011, 12 (02) :113-125.
在线状态检测技术 篇7
关键词：电气设备,在线检测,状态检修
电能是促进经济发展以及科技发展的重要因素, 在社会中占有十分重要的位置。电气设备的在线检测与状态检修是电力运行管理中的重要内容, 以此提高供电的稳定性和可靠性, 促进电网的安全运行。
1 电气设备的在线检测与状态检修的分析
电气设备的在线检测与状态检修技术在我国发展的时间比较短, 其理论和技术都在一定程度上存在着缺陷。为了能够提高我国电力自动化的水平, 我国在十二五期间加大了投资力度, 投入了五千亿的资金在电力系统研究方面, 从而促进了我国电气设备的在线检测和状态检修技术得到了显著的提高。从目前来看, 在线检测和状态检修技术能够满足电力需求, 并被广泛的应用于配电网、电能表、输配电、变电站、交互终端等方面。通过在线检测技术, 能够促使变电站的自动运行, 这不仅降低了运行成本, 节约人力和物力, 而且还保障了供电质量。同时, 通过在线检测技术, 还可以实现电气设备故障的自动诊断, 在检测中一旦发现设备故障, 便会自动发出警报, 并采取隔离措施, 将出现故障的设备进行隔离, 将故障的出现点反馈到控制中心, 反控制中心根据故障点信息对设备进行故障, 这在一定程度上提高故障维护效率, 缩短了维修时间。除此之外, 通过在线检测技术, 能够合理控制电气设备电流、电压、频率, 避免电气设备出现电压波动闪变、波形突变等问题, 从而为电能质量提供重要的保障条件。电气设备的在线检测与状态检修技术是新兴技术, 在现代电力系统中, 具有十分明显的优势。
2 电气设备的在线检测与状态检修技术分析
2.1 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电气设备状态安全检测技术, 通过GPS检测技术可以对电气设备故障进行自动检测。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, 以此实现对电气设备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GPS检测技术与通信技术有效的融合在了一起, 以此实现了数据的同步传输, 充分保障了电气设备的检修质量和效率, 并且在数据传输以后会自动产生检测记录, 为故障发生原因的分析提供了参考依据。GPS检测技术在电力系统中, 具有不可或缺的作用, 能够提高电气设备的可靠性, 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电气设备的放电情况进行有效的判断, 为故障判断提供了参考资料。
2.2 红外检测技术
热与电气设备有着十分紧密的联系, 一旦电气设备出现故障, 都会提高设备的温度, 导致设备发热, 从而容易损坏电气设备。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, 将其运用在电气设备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变压器的状态监测中, 可以检测出冷却装置控制键元件、各个部位接头的温度, 同时还能检测出变压器的潜伏性故障。在检测变压器内部的时候, 由于故障点的位置较深, 传统检测技术难以检测, 因此可以利用红外检测技术, 但是由于内部结构较复杂, 因此可以在此过程中合理结合光纤检测等技术。
3 结束语
当电器设备一旦出现故障的时候, 不仅会影响到电网运行的可靠性和稳定性, 而且还会导致电气设备的损坏, 严重者甚至还会导致火灾的出现等问题, 从而提高供电成本阻碍电力企业的发展, 因此保障电气设备运行的稳定可靠性是非常重要的。所以, 需要我国不断创新, 才能使得在线检测和状态检修技术在电力应用过程中, 得到长期的发展。
参考文献
[1]王金兰.浅谈电气设备在线监测与状态检修技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2015, (22) :8850-8850.
[2]梁耀宗.状态检修与高压试验人员应对策略[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012, (17) .
[3]吉亚琴.浅谈电气设备状态检修[C].2010年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集.2010:288-293.
在线状态检测技术 篇8
随着国民经济的飞速发展, 现代电网的规模、技术水平和复杂程度大大提高, 对电网的供电可靠性和继电保护装置的维护水平提出了更高的要求。传统的继电保护装置状态检修采用定期检修的模式, 状态检修周期固定, 并且继电保护装置状态量信息数据依赖于人工采集, 无法达到在线状态量监测采集, 从而无法实现在线状态检修评价和辅助决策分析。
另外在传统的装置状态检修方式中, 要在有限的检修时间内完成较多检修项目, 检修重点分散且无针对性, 检修效率不高, 在实际操作过程中存在着“检修不足”和“检修过量”的问题, 导致继电保护装置检修质量水平不高。该研究就是针对继电保护装置进行在线检修状态评估, 根据评估的结果自动生成检修策略分析, 从而提高继电保护装置状态检修工作的效率和水平。
1 设计原理
通过研究具有通用性的变电站继电保护装置状态评价的理论方法, 以用来解决变电站传统的继电保护装置状态评价的局限性、僵化性、非动态性等缺陷和不足。运用智能化程度高的自动化继电保护装置状态监测技术和设备自诊断技术, 对继电保护装置及其二次回路的重要部分进行实时和非实时采集;基于电网继电保护装置评价导则, 运用自适应和智能化的评价算法模型, 对继电保护装置进行状态评估和监测预警;并最终依据状态评估的结果辅助用户制订继电保护状态检修策略。
基于算法库的继电保护在线状态检修决策分析设计思路如图1所示。
2 关键技术与实现机制
2.1 建立变电站继电保护装置状态检修辅助决策分析平台
系统基于OSA-CBM标准架构设计, 提供可视化平台自动化建模工具, 能够进行二次开发, 具有强大的业务过程描述能力, 能够满足各种管理需求。主要实现包含继电保护装置状态量数据构建、状态评价流程处理、监测预警、通用算法构建、评价导则构建和检修决策分析等单元。其整个业务流程概括为设备状态量数据构建、实时监测预警、状态评价、风险评估、检修策略、检修建议、设备评价报告等几个环节;其中, 数据构建主要是通过保护设备内部功能单元实现获取状态量数据, 并完成元数据的校验和建模;评价导则构建过程包含状态评价导则、检修策略、监测预警规则的建模;状态评价流程处理过程包含状态评价、预测评估和风险评价。
2.2 建立行业内标准化和实用性的继电保护装置状态评价体系
依据国家电网公司制定的行业内标准化, 并兼顾其实用化要求, 设计一套针对继电保护装置的状态评价体系。对继电保护装置、相关辅助设备及二次回路进行梳理, 明确完成保护功能关键作用的环节;分析相关环节的主要故障模式和相应特征量, 明确实现完全状态检测所需提取的状态信息集合。同时, 结合当前状态检修的实际情况, 对部分状态检测的系统根据其状态信息缺项, 提出指导性检修建议。
2.3 实现自适应和智能化的变电站状态检修算法体系
保护装置状态评价计算和监测预警的分析过程, 主要依赖于算法库动态算法的建模过程, 主要包括状态量算法、评价分量算法、状态评价算法、检修策略算法、监控预警算法等类别。由于保护设备的评价算法的多变性, 如采用固定程序算法模式进行设计, 会使系统应用的扩展性带来限制, 无法适用于不同的评估场景和类型, 故本系统算法公式以各类指标模型为基础, 实现状态检修评价算法的灵活配置和满足不同复杂计算公式的技术特性。基于灵活配置的算法模型库, 动态匹配状态评价设备类型, 动态加载计算方法, 除了评价分量指标算法的数据来源是状态量以外, 状态评价和检修决策算法的数据来源都是上一步算法的输出。实现基于表达式解析计算模式, 支持用户自定义变量、常量和函数, 包括许多常用的数学函数和常量。
2.4 实现变电站继电保护设备关键状态信息自动化采集和告警检测技术
继电保护装置状态量信息实时采集处理及传送是实现继电保护装置在线状态监测和评价的最关键过程。继电保护装置关键环节检测技术的运用实现了自动实时采集运行状态信息、自检状态信息和在线检测信息 (主要包括信号采集功能、数据传送功能和数据处理功能组成) , 通过前置装置现有的通讯口, 按照标准定义的通信规约实时把状态量信息传送至继电保护信息主站, 通过数据质量校验, 把数据转储到状态检修应用系统中, 从而完成保护装置状态量元数据的构建。保证设备的实时状态检测的同时, 也要保证原有系统的可靠性和持续性。继电保护设备关键状态信息的在线检测技术的实现, 将推动继电保护系统的智能状态检修技术的发展, 为最终实现继电保护设备可靠的实时状态检修奠定基础。
3 业务功能实现
系统基于PI3000应用平台进行建设, 主要涉及地市公司和网省公司管辖保护装置的状态检修评价。其中主要包括8大功能模块:综合展示、监测预警、状态评价管理、算法库管理、模型定义、数据维护、查询统计、专业报告、调度任务管理等。数据采集接口主要包括在线状态量采集接口和PMS基础数据接口。
继电保护在线状态检修决策分析系统整体逻辑设计如图2所示。
4 结语
本文从实际出发, 结合现场实际特点, 制定了继电保护设备继电保护状态检修风险评估方案, 并成功地将其应用到实际状态评估工作中去。加强了继电保护专业设备巡检以及变电运行人员设备巡视工作, 部分单位利用该系统对设备状态实现了远程在线监控, 使得继电保护设备的运行情况和健康水平可控、在控。对电网中各种保护装置风险水平进行科学的评估, 大大提高了继电保护装置状态评估水平。
摘要：介绍了继电保护在线状态检修决策分析的设计原理, 从实用的角度对其运用的关键技术和主要研究内容进行了详细阐述, 并就最终研究形成的继电保护在线状态检修决策分析系统的业务功能进行了描述。
关键词：在线状态检修技术,状态评价,人工检修
参考文献
[1]DL/T995—2006继电保护和电网安全自动装置检验规程
[2]GB/T14285—2006继电保护和安全自动装置技术规程
[3]DL/T769—2001电力系统微机继电保护技术导则
[4]国家电网公司.继电保护状态检修状态评价导则
浅议变压器的在线状态监测技术 篇9
关键词：变压器,在线状态监测,油中所含气体,接地电流,绕组变形
由于供电网络承载的电压不断升高以及输送能力的增大, 作为供电体系中核心设备的变压器, 其出现故障会使供电体系的稳定性受到极大影响。过去, 供电体系对变压器的日常维护就只是简单的预防性以及事后维修, 不过, 进行预防性维修的时候, 必须停电, 会降低电力供应的稳定性;而定期检修时有些被更换的组件其实还可以继续使用, 从而导致了运行成本的提高。所以, 过去惯用的维护方式已经不适应当前供电体系的发展, 出于确保供电的稳定和可靠, 业内人士发展了体系中设备的在线状态监测以及故障检测等技术。
1 局部组件放电的在线监测
该项技术是按照超声波原理把高频声波传感器安置在油箱的表面, 用以监测局部组件、电弧等发生放电情况而出现的暂态声波显示。
按照行业的实际操作经验, 如果变压器局部组件的放电量只是几千p C, 那么其可以保持正常的运行;可是一旦局部组件放电量超过了1万p C, 那么就说明变压器已经出现了非常明显的绝缘漏洞。由变压器里面产生局部组件放电至绝缘保护结构被击穿需要一定的时间。针对局部组件放电实际检测到的阈值进行预警以及对历史放电量的变化推断, 能够了解变压器里面的实际绝缘情况。阈值预警机制是指如果高频信号的波动幅值以及各个周期的实际脉冲数量超过了预设的阈值, 同时脉冲的波形也已经突破了核定的宽度以及频度, 那么局部组件放电监测设备就会给出报警提示。
1.1 超声检测技术
借助安放在变压器油箱外面的超声传感器实际监测来自内部局部组件放电而产生的超声波, 从而确定局部组件放电的具体情况。一般使用压电传感器, 出于减小铁心产生的噪音以及变压器自身运行产生噪音的考虑, 我们通常会将频率设定在70~150k Hz之间。
超声检测技术一般用在定性监测有没有出现局部组件放电的情况, 借助电脉冲信号定位发生局部放电的源头。
1.2 光测技术
这种技术是借助局部放电出现的光辐射来检测。各种变压器油发生放电而产生的光波长度各不相同, 实现光与电互换之后, 借助检测实际产生的光电流属性能够对局部放电进行识别。尽管当前在实验室里采用这种技术可以很好的监测局部放电现象, 可是因为该项技术涉及的设备数量多、价钱高、灵活性差, 导致其在现实中几乎没有被采用。虽然这样, 我们还是在局部放电检测中应用了光纤技术, 把光纤放进变压器油里面, 如果变压器中发生了局部放电的情况, 那么就会产生超声波, 而这种波会使光纤被挤压, 导致光纤出现变形, 进而影响其折射率以及实际长度, 使用相应的解调器就能够测到超声波, 确定局部放电的位置。
1.3 电脉冲技术
这种技术是借助检测阻抗、变压器外表面接地线、绕组、铁心接地线里面因为局部放电而产生的脉冲电流, 并取得实际的放电量。该技术的核心就在于怎样科学识别以及防止干扰, 找出实际的局部放电信号。
2 油中所含气体解析
该项检测能够有效判断变压器的实际运行状态。变压器运行时, 许多原因都会导致内部出现故障, 像是局部组件温度过高、放电、绝缘纸失效等, 都有可能造成绝缘组件受损同时产生部分气体溶在油里, 故障的类型不同会导致释放的气体成分不同 (如表1) , 这样我们就可以借助解析油里的气体组成来推断实际发生以及可能会发生的故障。针对油里所含气体的在线监测, 可以准确显示变压器的实际工作情况, 让管理人员实时了解各个供电站主变压器的工作情况, 从而方便制定工作安排, 有效避免安全事故的发生。
整个系统的运作流程和工作原理见图1。在微处理器的协调下进行冷却热油、提取油中所含气体、转换流路、检测柱箱温度、气体取样、调整基线、搜集数据、数理分析和确定故障的步骤。
2.1 油气分离法
现今, 行业内还未能研究出可以一步到位解析出变压器油里所含气体的技术, 不管离线检测或者在线检测, 都需要把因为故障而释放的气体从变压器油里面提取出来, 之后进行具体含量的测定。由变压器油里面提取气体出来可以保证检测高效、准确。
离线检测技术下的气体提取方法基本就是溶解平衡法以及真空法, 上述方法的不足非常明显:不但程序繁琐、设计复杂, 而且气密性的稳定性不好。
在线分离基本上我们当前还是采取真空提取气体法、血液透析设备辅助等。
2.2 气体检测方法
按照实际的组成成分, 我们将从变压器油里面提取的气体分成以下几种情况:
单组分的组成成分检测基本上借助气敏传感器, 因为靶栅场效应管能够很好的感应到氢气的存在, 所以就采用其来作为单氢检测组件;部分燃料电池结构的传感器对于各类别气体也有不同的敏感性, 可以将其利用在判断变压器的故障上。
总的可燃气体含量检测借助催化燃烧型传感器, 其能够很好的感应可燃气体的存在, 不过气体中所含的CO会在一定程度上干扰对烃类气体实际数量的检测。
全组分气体的检测因为能够提供的数据相当全面, 和实验室中给出的结果完全吻合, 如果用来检测变压器整体的绝缘状况就非常方便。
3 铁心接地在线检测
这种技术条件下, 我们通常使用以下三种方法来实现铁心接地检测:监测绝缘油所含气体的色谱, 监测铁心部分导热, 监测铁心接地产生的实际电流。
国内的高校和供电机构共同研究, 开发出完备的铁心接地在线监测系统。该系统将电流检测法作为操作基础, 可以监测铁心的实际接地电流, 并通过电流互感器将其转变成接地线里面的电流传输信号, 开始时先将其转变成模拟的电压信号, 之后再通过采集卡将其转变为数字信号同时输进工控机, 其后工控机再对这些信号实行具体的解析与处理, 如果出现故障就及时进行报警提示。
4 在线监测技术未来的发展趋势
在线监测能够事先找出设备里面存在的潜在不足以及缺陷, 为实际检修工作提供辅助, 能够有效提升供电体系的安全性以及可靠性。所以, 这项技术在以后有巨大的应用空间和发展潜力。
最有可能的发展趋势是: (1) 从现在的对单台变压器实现监测发展为对整个供电体系进行在线监测, 同时按照系统中各主要设备的实际运作情况, 组织专家科学计算整个系统的最佳运行指标。 (2) 做到对远程设备实施监测。 (3) 整个监测系统与供电体系内的其它系统相连, 提升整个系统的可靠性以及稳定性。
5 结束语
尽管针对变压器的在线监测技术有了很大的发展和进步, 不过对于系统的结构选择、平时运行、数据分析、实际状态等还未能建立起规范的标准以及指南, 设备使用部门对在线监测系统的平时管理以及维护工作还存在很多不合要求的地方。另外, 针对避免干扰、保持设备稳定性、控制运行成本、提高运行收益等方面, 还有很多问题需要深入研究。由于供电技术的日新月异, 行业内各种新标准和要求不断颁布, 对于电力系统中各设备的在线监测肯定会成为以后高压设备实际工作状态检测研究的大方向。
参考文献
[1]变压器局部放电在线监测技术分析.刘海萍等.中国农村水利水电.2007 (3)
[2]变压器局部放电在线监测技术.王东升等.东北电力技术.2007 (3)
在线状态检测技术 篇10
对于一些有发展性的缺陷, 特别是设备内部缺陷, 只有设备发热到一定程度后才能被发现。这样不但给设备缺陷的处理造成相应延误, 而且可能会对运行设备造成不同程度的损坏。普通的红外热成像检测停留在人工操作监测, 存储的热图像只能在后台PC机上进行分析诊断, 是间断性的分析控制, 不能对热分布场实时监控和诊断热像的故障性质等操作。对某些特殊场合如无人值守变电站运行设备的热状态监测, 若是人工操作的红外设备, 会造成劳动强度增加及诊断不及时等缺陷。通过远程控制的智能化的红外热像监控诊断系统, 可实现对设备状态实时不间断监控。
2 红外成像测温技术
2.1 红外热像仪测温原理
每个不处于绝对温度的物体, 都会以电磁波的形式向外辐射能量。不同物体甚至同一物体不同部位的红外辐射强弱均不同, 利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异, 热图像能够呈现目标物体各部分的辐射起伏, 从而能显示出目标的特征。
而红外热像仪就是将不可见的红外辐射变为人眼可见的热图像的仪器工具。目标物体发出的红外线透过特殊的光学镜头, 被红外探测器所吸收, 探测器将强弱不等的红外信号转化成电信号, 再经过放大和视频处理, 形成热图像显示到屏幕上。工作原理见图1:
2.2 变电站温度检测设备选择
针对电力系统而开发出的温度监控系统, 可实现对机房环境或电力设备的温度监测。根据现有测温检测设备的技术性能等级可分为:普通测温探头、红外测温探头、光纤温度传感器、焦平面移动式红外热像仪、在线式红外监控热像系统。根据各变电站实际业务需求, 220kV变电站以上都应配置监控时间更长性能更高的红外热像仪。
2.3 在线测温式红外热像仪
在线测温式红外热像仪是固定安装在监控现场的高性能红外测位设备。它可根据变电站管理的实际需求, 制定出一套完善的户外恶劣环境下的无人值守全自动在线监控解决方案。设备由于监控范围广, 设备密集, 应集成较高分辨率的红外探测器, 辅助以图像处理技术, 配置高清可见光以及大活动范围的云台。同时在后台进行实时诊断分析, 应配合使用功能丰富的监控软件平台和分析软件, 准确对电力设备的热故障进行预警, 保障电网运行的安全。
3 红外检测与诊断的功能
红外热像仪检测输变电力设备特别是其连接部位的运行温度, 是获取设备状态信息的关键手段。但长期以来, 传统使用手持式红外热象仪进行测试存在流程缺陷, 当检测部分线路、设备可能处在低负荷或备用状态运行, 检测结果无法真实反映设备的高负荷状态, 例如主变的备用侧以双回路、旁线回路的备用线路等, 会给安全运行带来隐患。某变电站主变场区内部署2台前端现场监测单元, 配置有红外测温仪、高速云台、控制箱 (电源适配器、光纤收发器等) 。可以实现多个监控单元的串行连接, 有利于对现场单元的新增扩展。后台设有主控通讯中心, 包括设有控制计算机、网络交换机、控制设备 (光纤收发器、矩阵控制器) 。对红外测温仪传输的图像数据进行分析、计算出温度值。当发现温度异常时将对设备图像存储并报警。根据监控目标的差异与环境的不同, 在系统中预置多个方位角和焦距信息, 并设定相应的辐射反射率、测量距离等工作参数, 以保证测温工作的及时性与有效性。
4 在线红外检测的判断方法
4.1 表面温度判断法
根据测得的设备表面温度值, 凡温度 (或温升) 超过标准者可根据设备温度超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质, 对在小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性。
4.2 相对温差判断法
对电流致热型设备, 若发现设备的导流部分热态异常, 应进行准确测温, 计算相对温差值, 对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备, 如果有条件改变负荷率, 可增大负荷电流后进行复测, 以确定设备缺陷的性质。当无法进行此类复测时, 可暂定为一般缺陷, 并注意监视。
4.3 同类比较判断法
在同一电气回路中, 当三相电流对称和三相 (或两相) 设备相同时, 比较三相 (或两相) 电流致热型设备对应部位的温升值, 可判断设备是否正常。若三相设备同时出现异常, 可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时, 应考虑负荷电流的影响。对于型号规格相同的电压致热型设备, 可根据其对应点温升值的差异来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差的判断依据确定。一般情况下, 当同类温差超过允许温升值的30%时, 应定为重大缺陷。当三相电压不对称时应考虑工作电压的影响
4.4 档案分析判断法
分析同一设备在不同时期的检测数据, 找出设备致热参数的变化趋势和变化速率, 以判断设备是否正常。
4.5 图像特征判断法
根据同类设备在正常状态和异常状态下的热谱图的差异来判断设备是否正常。
5 电气设备热危害缺陷分析
5.1 电阻损耗 (铜损) 增大故障
电力系统导电回路中的金属导体都存在相应的电阻, 因此当通过负荷电流时, 必然有一部分电能以热损耗的形式消耗掉, 由此产生了设备的发热。在理想情况下, 假如导电回路中的各种连接件, 接头或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻, 那么连接部位的电阻损耗发热不会高于 (甚至低于) 相邻载流导体的发热。然而, 一段某些连接件, 接头或触头应连接不良, 造成接触电阻增大, 该连接部位与周围导体部位相比, 就会产生更多的电阻损耗发热功率和更高的温升, 从而造成局部过热。运行试验表明, 引起导电回路不良连接的主要原因有以下几种:
1) 导电回路连接结构设计不合理。
2) 安装施工不严格, 不符合工艺要求。
3) 导线在风力舞动下或者外界引起的振动等机械力作用下, 以及线路周期性加载及环境温度的周期性变化, 也会使连接部位周期性冷缩热胀, 导致连接松弛。
4) 长期裸露在大气环境中工作, 受污染和侵蚀, 造成接头电接触表面氧化等。
5) 电气设备内部触头表面氧化, 多次分合后在触头间残存有机物或碳化物, 触头弹簧断裂或退火老化, 或因触头调整不当及分合时电弧的腐蚀与等离子体蒸汽对触头的磨损及烧蚀, 造成触头有效接触面积减小等。
5.2 介质损耗 (介质) 增大故障
除导电回路以外, 有固体或液体 (如油等) 电介质构成的绝缘结构也是许多高压电气设备的重要组成部分。用作电器内部或载流导体附近电气绝缘的电介质材料, 在交变电压作用下引起的能量损耗, 通常称为介质损耗。由于绝缘电介质损耗产生的发热功率与所施加的工作电压平方成正比, 而与负荷电流大小无关, 因此称这种损耗发热为电压效应引起的发热。
即使在正常状态下, 电气设备内部和导体周围的绝缘介质在交变电压作用下也会有介质损耗发热。当绝缘介质的绝缘性能出现故障时, 会引起绝缘的介质损耗增大, 因此导致介质损耗发热功率增加, 设备运行温度升高。引起绝缘电介质材料介质损耗增大的原因包括:固体绝缘材料材质不佳或老化;液体绝缘介质性能劣化、受潮以及绝缘介质本身的化学变化。
5.3 铁磁损耗增大故障
对于由绕组或磁回路组成的高压电气设备, 由于铁芯的磁滞、涡流而产生的电能损耗称为铁磁损耗或铁损。如果由于设备结构设计不合理、运行不正常, 或者由于铁芯材质不良, 铁芯片间绝缘受损, 出现局部或多点短路, 可分别引起回路磁滞或磁饱和或在铁芯片间短路处产生短路环流, 增大铁损并导致局部过热。另外, 对于内部带铁芯绕组的高压电气设备 (如变压器和电抗器等) 如果出现磁回路漏磁, 还会在铁制箱体产生涡流发热。由于交变磁场的作用, 电器内部或载流导师体附近的非磁性导电材料制成的零部件有时也会产生涡流损耗, 因而导致电能损耗增加和运行温度升高。此类发热属于电磁效应引起的发热。
5.4 电压分布异常和泄漏电流增大故障
高压电气设备在正常运行状态下都有一定的电压分布和泄漏电流, 但是当出现某些故障时, 将改变其分布电压和泄露电流的大小, 并导致其表面温度分布异常。此时的发热属于电压效应发热。
5.5 缺油及其他故障
油浸高压电气设备由于渗漏或共他原因 (如变压器套管未排气) 而造成缺油或假油位, 严重时可以引起油面放电, 并导致表面温度分布异常。这种热特征除放电时引起发热外, 通常主要是由于设备内部油位面上下介质 (如空气和油) 热性参数值不相同所致。
5.6 故障监测标准流程
在变电机组中, 在重负荷运行前应进行一次检验, 在正常运行时每一周进行一次一般检测。在重负荷 (迎峰度夏) 运行期间每天应监测一次。对运行在220KV以上的变压器、断路器、隔离开关、互感器、并联电容器、避雷器、电缆终端进行一次精确测温, 对原始数据进行图像存档。
6 结束语
综上所述, 红外热像状态监测故障诊断技术在变压器、高压断路器、高压隔离开关、互感器、并联电容器等变电站电气设备运行、检修中的运用, 可以迅速、连续地反映设备全生命周期环境下带电运行状态。根据大量采集的历史数据进行比对分析, 预示运行设备可能存在的潜伏性的热故障, 及时提出处理措施, 延长设备的服役期, 降低运行风险和成本, 实行自动化和科学化设备管理。
参考文献
[1]DL/T969-2005变电站运行导则[S].北京:中华人民共和国国家发展和改革委员会