故障模式分析（共12篇）
故障模式分析 篇1
船舶柴油机本身工作条件差，它是在高温、低速、振动等条件下运行，其结构复杂，结构系统多，船舶在不同的海况航行，各种零部件处于较为恶劣的工况下工作。同时由于海水和其它酸性或碱性物质的腐蚀，各种金属颗粒发生的摩擦或磨损。船舶柴油机各个系统发生故障的可能性较大。有些故障可以在主机运行中根据故障症状直接检修排除。有些故障必须停机或紧急停航进行抢险才能排除，这无疑会给船东或承租人带来较大的经济损失。因此对该船舶柴油机进行运行情况调研及掌握必要的故障处理方法，尤其是对其常发故障的船舶主机进行总结和分析，有助于积累船舶柴油机维修管理的经验，也有利于船舶公司机务管理部门进行备件采购，建立科学的维修保养体系，为整个公司船队的轮机管理人员提供及时的技术保障和支持。基于此，本文对一次船舶NTA-855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析并提出相应的处理方法，论文的分析过程和结果有利于充实船舶柴油机的监测和诊断技术储备，这对于降低船舶维修费用、提高经济性、可靠性、提高营运经济性有着重要的意义。
1 船舶柴油机故障主要模式分析
针对船舶柴油机及系统设备的使用情况笔者进行全面调查，收集到了具体故障案例。综合起来分析，可得出结论发现：柴油机的常见故障原因不是一个具体的单一的，而通常是由各种原因综合造成。结合故障实例可具体分为如下故障模式：A：过度磨损;B：材料强度不够;C：腐蚀;D：振动;E：人为管理因素;F：其它模式。按以上的故障模式，对柴油机统计，进而分析得出其故障出现率，见表1所示：
通过表1结果分析看，虽然这种统计不完全，但可得出故障发生的趋势，因而可初步得出如下结论：
1)柴油机的故障比率较高的是磨损引起的，其比率达到了37.5%。而磨损主要又是因为金属颗粒或装配不当或零部件老化等造成的。2)对于因材料强度不够的故障，主要表现在零部件的疲劳断裂和裂纹，在其调查的故障案例中占25%，这类故障可在材料选型和设计上予以解决。3)对于船舶柴油机因振动引起的故障，因为在现场通过振动监测来判断故障难度较大。故一般只能对机器进行定期检查，实行视情检修以提高机器可靠性。4)对于人为因素引起的故障，在其调查的故障案例中占15.7%。可以说船舶柴油机的故障与轮机管理人员的素质和日常的维修保养计划有很大的关系。因此对于此类故障应着力进行公司的维修保养体系的建设，实现全面计划质量维修和视情维修。
2 船舶柴油机磨损故障概况及现场处理
2.1 康明斯NTA-855系列柴油机故障分析
本文分析实例中的故障船舶柴油机为康明斯的NTA-855系列，用在1400吨的内河集装箱船上，是船舶的主要的动力。该船舶在某次航行期间，检修时观测到如下故障：正常空转柴油机时，烟囱没有发现黑烟。但是当把齿轮箱带上时，就出现很大的黑烟，而且油底壳里面有柴油(经测量发现)。初步怀疑造成的原因：柴油机的PT喷油器损坏。采取的具体做法为：马上对柴油机进行较全面的检查和拆装。根据排气管各自的含柴油的量，按照经验对第二、三缸进行“手术”。拆开发现其活塞顶上有大量的积碳，而且进气管口和排气管口都有较多的柴油和积碳，并且PT喷油器崩脱，在喷油器前沿处有类似直线的裂纹。在检查中还发现凸轮轴喷油凸轮二、三缸有明显的磨损。据此确定造成的原因是：柴油机的PT喷油器损坏和喷油时刻调整有错。为了节省时间，现场的做法是先把新的气缸盖和PT喷油器换上，并对喷油正时和气门间隙作出准确的检查和调整，以保证公司船舶的生产按时进行。
2.2 喷油正时的检查调整和气门间隙的调整
正确的喷油时间对保证发动机达到额定功率和正常的工作是非常重要的。喷油正时的检查和调整是根据活塞与喷油器驱动推杆的相对位置关系来确定的。康明斯发动机燃油系统在调整好PT喷油器时，还应调整气门间隙。调整气门间隙一般采用逐缸法调整，这里同样存在着调整方法烦琐的弊病。可利用展开图法进行调整，不仅可以简化操作，节省工时，提高准确性，而且还有助于操作者正确理解配气机构的动作与发动机工作过程间的相互关系。在实际工作中，还可以在调整喷油器的同时调整气门间隙。
3 船舶柴油机磨损故障实例分析及处理方法
上小节实例分析了船舶柴油机磨损故障概况及现场处理，本小节将对该磨损可能的机理进行分析并提出处理方法。本实例中根据故障概况，出现的磨损为船舶主柴油机的磨损为气缸套与活塞环及活塞之间的磨损，其主要磨损形式有摩擦磨损、磨料磨损和腐蚀磨损。
1)摩擦磨损。气缸在工作时，活塞环压向气缸套的正压力大大超过活塞环本身的弹力，特别是第1道活塞环处压力最大，使环与气缸套之间的摩擦力增大。2)磨料磨损。空气中的灰尘等杂质微粒、机油中的杂质颗粒以及摩擦磨损产生的金属磨屑等会使气缸套磨损大为加剧，特别是空气带入的磨料对气缸套磨损的影响最大，对气缸套造成的影响。坚硬锐利的磨料从空气滤清器进入气缸后首先作用于第一道活塞环与缸壁之间，使气缸套上部磨损严重。3)腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物，生成矿物酸和有机酸，附在气缸壁上。其中有机酸是碳氢化合物燃料燃烧时生成的，矿物酸则是燃烧时生成的气体溶于燃烧时生成并附于缸壁上的水分形成的。在柴油发动机低温频繁起动和燃烧不完全时酸性物质容易生成，使气缸产生严重的腐蚀磨损。由于生成的酸首先作用于气缸上部，因此，腐蚀磨损也使气缸上部磨损严重，特别是第1道活塞环上止点处磨损量最大。
对于这些磨损的故障，基本的解决方法为：1)清洗润滑系统、润滑油过滤、保证供油充分和提高凸轮表面硬度或表面进行耐磨处理;2)提高凸轮副接触精度和制造精度，凸轮副材料合理选择，磨合工序合理，保证油品质量和油路畅通;3)从设计、加工、装配三方面严格保证活塞、汽缸等部件之间的装配精度和间隙预留。本文实例在现场的做法是把新的气缸盖和喷油器换上就是一种从装配方面解决故障的方法。
参考文献
[1]郭江华, 侯馨光, 陈国钧.船舶柴油机故障诊断技术研究[J].中国航海, 2005.
[2]甄凯玉, 罗明权.柴油机PT燃油系统结构与维修[M].机械工业出版社, 2000.
故障模式分析 篇2
方法：启动计算机，当看到“请选择要启动的操作系统”消息时，F8键，显示Windows高级选项菜单时，使用上下箭头键选中“安全模式”，然后按ENTEr键。
若要解决潜在的与环境有关的问题，以安全模式或带网络支持的安全模式重新启动计算机。如果该问题出自一个不依赖网络连接的程序，则使用安全模式。如果该问题是网络问题(包括浏览器问题)，则需要启动到带网络支持的安全模式。
使用 Sigverif 确定导致故障的驱动程序
经过 Windows 硬件质量实验室 (WHQL) 测试过的驱动程序一般不会导致问题，它们都有数字签名作为标志。那些没有数字签名的驱动有可能导致故障，使用签名验证工具(Sigverif.exe)找到没有数字签名的文件，具体测试%Windir%System32Drivers 文件夹中的文件就可以了。使用运行框输入 sigverif 就可以启动界面。
单击高级，单击查找其他未经过数字签名的文件，单击浏览，浏览到 WindowsSystem32Drivers 文件夹，然后单击两次确定，单击开始。显示的是计算机上安装的所有未经数字签名的驱动程序的列表。
需要确定到底是哪个文件导致的故障，新建一个文件夹BAK，然后把上面显示的未经签名的驱动程序移动到里面，重新启动计算机（未经签名的驱动程序已经不在 WindowsSystem32Drivers 文件夹中，所以不再起作用了），然后测试程序或其他功能看看是否仍出现相同的错误消息或问题。每次将与同一个程序或设备相关的驱动程序一起放回 WindowsSystem32Drivers 文件夹以确定问题的原因。 对那些导致故障的的驱动，坚决关闭（禁用），方法是：开始-运行-%systemroot%system32compmgmt.msc /s-确定-设备管理器-双击该设备，在设备用法列表中单击不要使用这个设备（停用），然后单击确定。当然可以先试一下“从供应商那里查找该设备的更新驱动程序”选项以更新启动程序。相应的服务通过管理工具中的服务关闭掉。也可以用下面的方法：开始-运行 %systemroot%system32services.msc /s-确定-双击该服务，在启动类型列表中单击禁用，然后单击确定。
使用 Msconfig 解决配置问题
启动 Msconfig：开始-运行-Msconfig-确定。Msconfig包括下列文件和设置的首选项：
System.ini 文件
Win.ini 文件
Boot.ini 文件
设置为在启动过程中加载的程序（这些程序在启动文件夹和注册表中指定）
环境设置
国际设置
反复启动并指定加载某项和其中的行，可以排除那些与配置无关的问题，
Windows 没有 Msconfig 文件，可以从 Windows XP 系统下复制一个来用。不要用Windows 98 下的 Msconfig 文件，因为 98 下的 Msconfig 文件不能识别 Windows 2000 系统的System.ini等配置文件。
清理注册表启动项
Windows XP 启动时会加载一些参数，包括：
程序菜单上的启动文件夹
注册表中所有用户的 Run 行
注册表中特定用户的 Run 行
注册表中所有用户的 load 项
启动文件夹图标是从两个位置加载的Documents and SettingsAll UsersStart MenuProgramsStartup 和Documents and Settingsuser nameStart MenuProgramsStartup
要在注册表中删除所有用户的 Run 行的值
单击开始，单击运行，键入 regedit，然后单击确定。
HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionRun
HKEY_CURRENT_USERSOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionRun
HKEY_CURRENT_USERSOFTWAREMicrosoftWindows NTCurrentVersionWindows中的load 中的值
清理时先要备份相关配置，其中启动文件夹通过复制的方法备份，注册表通过导出的方法备份，确定导致故障的相关项后，将正确的项合并并导入注册表中。
测试用户配置文件
有时候，用户特定的信息可能被损坏，但同一台计算机上的其他用户没有问题。若要确定是否是这种情况，请以新用户的身份登录，或者创建新用户帐户，然后测试新登录。有时候，某些程序只有在您用默认管理员帐户登录时才能正常工作。较早的程序可能出现此现象。如果默认管理员配置文件被损坏，则重新安装 Windows 以更正此问题。所有用户特定的配置信息（显示在HKEY_CURRENT_USER 项中）都存储在 Documents and Settingsuser name 文件夹的tuser.dat 文件中。
如果使用了自动登录，请在启动时同时按注shift键，这样就可以重新选择用户了。
还有启用“VGA 模式
故障模式分析 篇3
关键词：配网自动化 故障 处理模式 比较
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0015-02
近年来，我国在城乡电网改造取得了非常显著的成果；但是，仍然可以看到，在城乡配网自动化方面，其工程的浩大与庞杂，不但需要可靠的设备供应，还需要与可行的优化方案相结合才能使其发挥出更大的效益；配电网络是关键的供电环节，也是保障用户用电安全的重要防线；而对配网自动化中故障处理有助于为其安全运行提供关键性保障；以下就从故障处理模式方面展开具体的分析比较，以提高对其理解能力。
1 概述
配网自动化主要是通过计算机、通信、电子等技术达到降低成本、提高供电能力的手段，实现了在配电网方面的设备远程控制、协调、监视；通过配网自动化系统的建设，可以有效地使故障得到及时的发现与排查，并得到及时的维护与修复，如此，可以大大缩短故障定位时间，增加用电的时长，减少工作量，为抢修赢得了时间，减少了抢修时间，进一步提了高用电可靠性。
比如，为大量增加的用电客户提供安全可靠的用电质量与用电时间，可以很好地应对来自用电负荷增长带来的种种困难；而且，由于电网布局的复杂化，其运行的工作量较大，维护时的工作量更大，然而，这一系统的实现，不但有效缓解了这些问题，还可以为用户提供更为安全可靠的用电服务；再如，在保证其正常运行的前提下，根据运行方式的固定化而加以优化，也可以使其时效性得到增加。
2 故障处理模式的分析比较
实践经验与调研结果表明，配电网频发故障，往往是导致集中于电力系统的实际运用过程中易发生问题的主要因素，能够影响到电力系统的正常运作。通常情况下，通过设置断路器的处理方法，使其在故障出现时，利用断路器进行跳闸，达到保护电力系统安全运行的目的。通过应用断路器造成超级跳闸、多次跳闸，因此会形成对故障的判断，主要方法是利用馈线开关，对其进行负荷开关安装，结果是利弊同时存在，比如会因此导致“失误停电”，对人们的日常生活带来影响。以下通过从主站监控式处理模式与基于重合器的馈线处理模式，以及基于系统保护的馈线处理模式的比较，可以认识到更具优势的处理方法，具体如下。
2.1 主站监控式的馈线处理模式
首先，在每个开关安装馈线终端单元，正常情况下，该单元能够采集运行信息，通常包括开关位置、电压、功率、负荷等；并透过通信技术、计算机技术，在自动化的配网系统中进行数据或信息传输，实现远程发送，达到自动化控制的目的。
其次，能够实现远程控制道闸的操作，如故障前记录信息、故障后记录信息，在故障后能够根据数据库进行信息的有效分析，得到原因讨论，为制定方案提供必要的数据依据，以优化供电方案；也能够为隔离措施的具体实施提供具体的区段，电力恢复效果极佳。
第三，该处理模式的核心在于集中控制，并通过各大功能实现故障的有效切除。比如，重合闸功能、RTU遥控功能、电能保护功能等，时间短，几十秒隔离、几分钟恢复电力供应；其普遍性强，应用范围较大，也易于推广，加上近年来电能质量监测装置、补偿设备的加装，使其如虎添翼；其缺点在于对通信网络的过度依赖。
2.2 基于重合器的馈线处理模式
首先，重合器在应用中具有典型性，因此基于重合器的馈线处理模式就相对容易理解；它的功能或作用以切除短路电流为主；一旦配网存在风险或出现故障后，重合器就能够通过其作用实现电流的切段。
其次，在实践应用中，要求与分段器的配合，分段器的优势作用在于关合短路电流，因此，当二者有效结合的情况下，对于故障的判定-隔离-线路恢复-电力供应提供了完整性，避免了主站式模式下的过度依赖于通信网络的弊端。
第三，重合器-分段器的联合虽然避免了主站式模式下的缺点，但其自身也存在劣势；具体来看，主要是在联合工作状态下，电压时间型分段器开关分段不一定能够达到及时有效，需要前者保护；而与流脉冲计数型分段器的联合工作中亦是如此；所以，切断时间长、对保护装置依赖性强、分断重合器后故障范围随之会扩大。
2.3 基于系统保护的馈线处理模式
首先，系统保护模式主要是以分布式智能配自动化为核心，利用分散安装、网络通信达到区域性馈线的全线速动保护。与主站式相同，开关中配备、安装有馈线终端单元，差别在于三相故障、相间故障后，系统保护模式就会进行功率方向启动、判定，使现场总线-邻近馈线终端单元实现通信，以比较的方法达到故障发生区段的明确确定，再进行开关跳开，达到对故障的隔离目的。
其次，透过原理分析，可以认识到该模式与高压线路纵联保护间的相似性，表现在目的相同方面，而通信方式中则有对全分布式母线保护模式经验的充分理解应用；另一方面，它的一次性诊断、隔离、恢复方式，完全体现了反应快、可靠性强、时间短、不影响电能质量、停电范围最小化、避免了主站-子站间的联动，安全高效，优势显著。
最后，根据该模式的实现方式，对于馈线终端单元的相鄰性依赖最大，硬件水平要求高，而且，必须具备较强的电网通信能力，所以，在这方面，既是挑战也面临着很大的机遇，我国可以借助这个发展趋势，对其进行不断的技术优化，从而推动大中型城市配网自动化水平的提升。
在配网自动化中，3种不同的故障处理模式各有其优势与缺点，但总体上讲，不同的模式具有其自身的针对性；而且，通过对其在未来的发展展望以及趋势分析，能够窥见更多的是希望与创新发展，所以，应该借助时代的改革、创新、发展大潮流，加大研究力度，增加实验频率，完善故障处理模式。
3 结语
总之，在新时代就要坚持与时俱进的精神，在配网自动化、智能化发展的新阶段，真正做到对可持续发展理念的贯彻与执行；同时，需要对故障处理模式认真分析、细致比较，从而在实践中缩短故障定位时间，减少抢修时间，提供安全可靠的电网运行环境，从而达到节省人力，提高其一体化进程；另外，还应该改善管理模式、完善管理方法、增加管理效率；最后，需要注意的是，要透过对配网自动化故障处理模式的分析比较、优化等，为配网自动化、系统化发展提供重要的依据，推动电网智能一体化的全面发展。
参考文献
[1]郑永松.配网自动化中故障处理模式的分析比较[J].中国高新技术企业，2014（26）：92-93.
[2]杨玺.配网自动化中故障处理模式比较[J].黑龙江科技信息，2016（9）：51-52.
汽车故障的规律和模式分析 篇4
本文详细分析了汽车故障的各种模式, 故障产生的原因和故障发生的规律, 对于研究和分析故障规律, 降低故障率都有很好的指导意义。
汽车故障是指车辆在运行中发生异常现象, 由于一种或几种原因使车辆的动力性、经济性、可靠性和安全性发生变化, 逐渐地或突然地破坏汽车的正常工况。
1. 汽车故障的模式
汽车故障的表现形式称为故障模式或故障现象, 故障模式是查找故障原因和进行故障分析的基础。确定故障模式有助于正确理解要维修的是什么, 所以对故障模式的描述要清楚具体, 不同车辆有不同的故障表现形式, 汽车故障的主要模式有损坏型、退化型、松脱型、失调型、堵塞和渗漏型、丧失功能和性能衰退型。
1) 损坏型
指零件本身损坏, 如裂纹、断裂、烧蚀、 (绝缘) 击穿、擦伤、龟裂、点蚀、磨损超限等。
2) 退化型
指非金属零件的损坏, 如橡胶油封、塑料零件等的老化, 润滑油变质, 油漆老化脱落等。
3) 松脱型
指连接件丧失原有的紧固力, 如螺栓、铆钉等松动, 焊接处开焊等。
4) 失调型
包括压力不当 (如润滑油或压缩空气压力过高或过低) 、间隙不当 (如配合间隙不符合技术要求) 、行程不当 (如踏板、操纵杆、方向盘等的行程不符合技术要求) 。
5) 堵塞和渗漏型
由于管路中有异物阻挡或油路有汽化现象, 使液体或气体不能流动或流动不畅;由于密封失效, 导致漏油、漏水、漏气等。
6) 丧失功能或性能衰退型
整车或总成的功能完全丧失, 如喇叭不响、灯不亮、离合器打滑、制动失灵等;整车或总成的性能衰退, 如动力性、经济性、制动性下降等。
7) 异响型
指发动机或传动系统各总成发出不正常的响声。
8) 过热型
指发动机、变速器、液压油、冷却液等的温度超过正常工作温度。
2. 汽车故障产生的原因
1) 设计制造缺陷或薄弱环节
现代汽车结构设计方面的改进, 制造中新工艺、新技术、新材料的应用, 以及加工装配质量的改善, 使汽车的性能和质量有了很大提高, 减少了新车在一定行驶里程内的故障率。但是, 由于汽车结构复杂, 各总成、组合件、零部件的工作情况差异很大, 不可能完全适应各种运行条件, 使用中就会暴露出某些薄弱环节。
2) 配件制造质量问题
由于汽车配件的消耗量日益增长, 配件制造厂家也越来越多, 但由于设备条件、技术水平、经营管理等各不相同, 生产的配件质量就会有差异, 装配到车上后就会产生不符合标准的现象, 最终导致车辆出现故障。
3) 燃料、润滑材料品质的影响
合理选用燃料、润滑材料是汽车正常行驶的必要条件, 使用不符合要求的燃油及润滑材料, 是导致车辆故障的一个成因。如要求使用93号汽油而选用了90号汽油, 将会使车辆燃烧突爆, 行驶无力, 气缸损坏。冬季选用凝点高的柴油是导致供油系统故障 (甚至柴油机不能起动) 的主要原因。任何车辆不采用专用润滑油, 都将使发动机发生早期磨损。
4) 道路条件及气温、湿度等环境的影响
汽车在不平路面上行驶, 其悬架部分容易损坏, 连接件容易松动, 轮胎易爆胎, 从而引起相关部位的故障。高温易使汽油发动机供油系统产生气阻;高湿度容易使电气系统产生漏电、短路等故障;经常在市区或山路行车, 由于传动、制动部分工况变动次数多、幅度大, 往往易导致早期损坏。
5) 管理使用不善的影响
由于管理、使用不善引起的故障占有相当高的比重, 如:新车用了不清洁的汽油, 导致供油系统不来油或来油不畅, 发动机运转无力或起动困难;不按磨合规定进行磨合, 或者干脆不执行磨合规定;行驶中不注意保持正常温度;装载不合理等。
6) 不执行计划预防保养制度、保修质量差的影响
随着汽车行驶里程的增加, 各零部件都将产生磨损变形、疲劳损伤、松动等, 在一定的运用条件下, 这种自然损伤是有规律的, 若根据这些规律去确定保养周期、项目, 认真执行保养作业, 就会延长车辆的使用寿命, 最大限度地减少故障;反之, 不去探索这种规律或者不认真执行适应这种客观规律的计划预防保养制度, 以及保养质量不高, 都会影响汽车的使用寿命, 增加故障率。
3. 汽车故障的规律
所谓故障规律, 是指汽车或总成投入使用后, 故障率 (λ) 与使用时间 (t) 的关系。如图1所示, 由于明显的几何方面的原因, 该曲线又叫浴盆曲线。故障率与使用时间的关系曲线 (λ (t) ) 分为三个阶段, 即早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。
1) 早期故障期
即汽车或总成投入工作的初期, 设计不良, 制造质量差, 安装不正确, 调试不当, 操作维护失误等均会引起车辆早期故障。这个时期的特点是故障率较高, 但故障率随时间的延长而下降, 属于故障递减阶段。
为了减少汽车或总成的早期故障, 主要应排除设计、制造中的缺陷, 应用成熟技术, 严格工艺规程, 加强走合期的使用、维护和管理, 严格执行有关新车 (或大修车) 走合的各项规定, 同时应提高使用人员的素质, 减少由于操作失误而引起的人为故障。早期故障期一般为汽车的保修期, 如载货汽车的早期故障期是0～2000km。
2) 偶然故障期
浴盆曲线的中间部分为偶然故障期, 进入此期间的特点是故障率低, 而且趋于稳定 (接近常数) , 属于故障率不变期。
偶然故障期内故障产生的原因, 一是偶然因素 (如材料缺陷、操作失误、装载失控、润滑不良、维修欠佳、产品自身的薄弱环节等) 造成的, 二是一些零件合乎规律的早期损耗引起的。在偶然故障期发生故障的时间是随机的, 难以确定, 但从客观上看, 故障发生的概率是遵循一定规律的。
为了减少偶然故障期的故障, 延长汽车或总成的使用寿命, 首先在设计制造方面应提高产品应有的抗负荷能力, 尽量消除各种因素的随机误差;其次在正常使用期内, 应执行正确使用、定期检测、强制维护和视情况修理的方针, 以降低故障率, 维持并保证汽车的完好技术状况和工作能力。
3) 耗损故障期
即浴盆曲线的右侧部分, 该时期的特点是故障率随时间的延长上升得越来越快, 属故障率递增型。在这一期间, 汽车或总成由于老化、磨损、疲劳等原因, 引起性能参数变化, 振动增大, 出现异响等, 此时应考虑对汽车或总成进行大修, 更换将要失效或已失效的零部件, 恢复其功能。这样可抑制故障率的上升, 使汽车进入一个新的工作循环。
汽车从新车投入使用到最终报废, 其整体技术状况或工作能力将不断恶化, 故障率呈上升状态, 若按目前国产载货汽车经济使用寿命50～60万km, 其间允许大修二次, 则整个经济使用寿命期间的λ (t) 曲线走势如图2所示。
准确确定车辆何时进入耗损故障期, 对维修工作具有重要意义。应当指出, 并非所有汽车零部件都具有三个故障期, 都呈浴盆曲线的形状。有些零部件只有一个或两个故障期, 如图3所示, 因此采取的预防故障和维修决策也有所不同。
对于发动机、曲柄连杆机构等部件, 其故障模式属于磨损、腐蚀、疲劳、材料老化等, 与工作时间密切相关, 因此λ (t) 曲线如图3中的a) 所示。
对于前桥、电子产品等, 由于设计完善, 技术成熟或经过早期故障处理, 加上与时间有关的故障模式起主要支配作用, 因此其λ (t) 曲线如图3中的b) 所示。
有些故障模式, 如油、电路故障与工作时间无关系或关系不大, 这些零部件的λ (t) 曲线如图3中的c) 所示。
即使具有图3中a) 所示的故障规律的总成或零部件, 由于可靠性、安全性、环保性要求很高, 有时在耗损故障期尚未到时就已安排修理, 所以耗损故障期表现不出来, 则呈现如图3中d) 所示的规律。对于一些紧固件, 基本上只有两个故障期。
对于质量低劣的汽车零部件, 其故障率自始至终都很高, 寿命很短, 因此呈现出图3中e) 所示的规律。
4. 结论
故障模式分析 篇5
农业机械化专业机械故障诊断与维修课程教学模式探析
面对全球性经济危机,普通农业高等教育人才培养和就业面临极大考验.因此,以机械类课程为主的传统的农业机械化专业已经不能够适应当今人才培养的需求,必须构建培养复合型人才的培养模式以促进教育不断发展.“机械故障诊断与维修”是农业机械化专业的主要课程,也是学生毕业后面临强大就业压力的重要突破口,为此,必须根据科学发展观的`要求来建立培养创新人才的课程内容体系,应用现代化教学手段和方法,改革传统的授课和考核方法,提高学生综合素质,促进当代大学生全面发展,为农业工程学科的人才培养提供基础保障.
作 者：孙勇 李文哲 王金武 Sun Yong Li Wenzhe Wang Jinwu 作者单位：东北农业大学,黑龙江,哈尔滨,150030刊 名：东北农业大学学报(社会科学版)英文刊名：JOURNAL OF NORTHEAST AGRICULTURAL UNIVERSITY(SOCIAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：7(5)分类号：G642.0关键词：农业机械化 机械故障诊断与维修 教学模式
故障模式分析 篇6
摘 要：在加工中心出现典型故障时，将故障能够以时间变量定义为一个模糊变量，考虑到在故障发生时具备的不可预料的随机性，所以新建在这种情况下加工中心的故障模型。运用这种在随机模糊条件下的模糊模拟技术，并得出一个相对典型的故障模型，对这种故障模式出现的频率与发生的条件做出统计和计算，有效的对此型号加工中心有所掌控，能够在一定程度上预防此种故障的发生，并总结出对加工中心影响相对更大的故障模式。
关键词：随机模糊条件；加工中心；故障模式
一、定义
（一）模糊变量。模糊变量μ是一条从可能性空间（Θ，P
（Θ），Pos）到直线R上的函数，也就是从可能性空间（Θ，P（Θ），Pos）到实数集的函数。可能性，可信性，必要性这三项测度在可能性空间—可能性Pos（A）测度是发生的可能性；必要性是与上述描述的可能性Pos（A）中的A事件的对立集合；可信性是可能性和必要性两项测度的平均值。
模糊变量的取值是可能性空间到实数集的函数。根据本文中模糊变量的概念，假如模糊变量的分布为已知类别，可以将数控机床的某部位设为随机模糊变量ξ，（x≥0）时概率密度为Φ（x）=1/θexp[-x/θ]，或者在x小于0时Φ（x）=0。其中θ是不确定参数，如果存在足以定量的数据，可以对θ进行估算，以得出相应的取值和信任范围。
（二）平均机会测度。随机事件本质上是具有随机性，不确定模糊变量的，随机模糊事件发生的机会也具有相应的随机性和模糊性，是一个函数。设ξ为可能性空间（Θ，P（Θ），Pos）的模糊向量，则根据上文描述内容：
Ch{f（ξ）≤0}（α）=sup{β∣Cr{θ∈ΘPr{f（ξ（θ））≥β}≥α}
随机事件的本原机会在（0，1]到[0，1]的函数为以上的{f（ξ）≤0}。
Chα{f（ξ）≤0}= 01∫Ch{f（ξ）≤ 0}（α）dα为{f（ξ）≤0}平均机会，平均机会是为了对这种随机模糊变量的随机事件进行对比和排列而定义出的模糊事件的取值。同理假设ξ为可能性空间（Θ，P（Θ），Pos）的模糊向量，随机事件{f（ξ）≤0}的平均机会为
Chα{f（ξ）≤0}= 01∫Ch{f（ξ）≤ 0}（α）dα为{f（ξ）≤0}随机事件的平均机会。
二、计算和数据处理
加工中心故障可以分为指数分布，威布尔分布以及正态分布，这是根据加工中心故障的事件情况分出以上三类。即便是只有一种故障模式在加工中心发生作用，这种故障模式也会符合指数分布或者威布尔分布或者正态分布中的一种分布模型。下面将根据10台加工中心的故障数据，且频率大于4 的典型故障模式，对以上10 台故障加工中心进行分析和统计。如1202元件受损；0301液气油泄漏；0504刀失调；0603位移超程；0802出现不正常声响等。符合步威尔分布模型，得出数据结果η=818.03且m=1.4734，所以相应的概率分布数：
F（x）=1-exp[-（x/818.03）1.4734]。
根据以上数据参数的结果用统计法计算出故障发生频率，如表
表 典型故障模式发生机会
三、结果
通过分析每一种故障模式，得出实际情况和以上进行的排列和频率对比并不相同，频率大的发生率较高的故障未必会真正经常出现，所以不能够严格按照发生频率比来分析故障模式的发生情况。通过以上内容发现，文章研究的此种型号加工中心最常出现的是0407，刀库失调问题，经过观察图表得知，0407这种故障模式的发生机会和发生频率足够针对这种状况制定相应的应对措施，这也是模糊条件作用。为了能够有效解决刀库失调问题，应该在硬件上采用相对精度较高的元件，并进行更严格的前期检测，使得工作更加严谨预防问题出现。由于数控机床例如刀库或者机械手等部件相对复杂精密，所以结合故障模型预防故障出现也是值得探讨的问题。
四、讨论
对故障发生进行建立故障模型，综合考虑事件发生的不确定性和随机性，并以模糊理论进行分析，将多种故障模式进行排列和计算，得出发生故障的频率，可以在一定程度上预防故障的发生，也是数控机床加工中心能够相对稳定的工作保证。
参考文献：
[1] 孙博. 加工中心模糊可靠性研究[D].吉林大学，2009.
故障模式分析 篇7
随着电力电子技术的快速发展,电力电子设备技术广泛应用于国防军事和工业生产。同时电力电子电路的故障问题也越来越突出,电力电子设备一旦发生故障,可能造成装置或系统的损坏甚至威胁到生命财产安全。因此,对电力电子设备进行故障模式的研究,尤其是应用自动故障诊断技术,具有现实意义和经济意义。脉宽调制(PWM)逆变器由于其主电路结构简单、控制电路灵活等诸多优点得到迅速发展。其功率半导体器件及其控制电路是最易发生故障的薄弱环节,可靠性问题一直没有得到有效解决。在MATLAB/Simulink环境下完成了对PWM逆变电路的仿真,得到各种故障状态的输出波形,并分析故障波形的特点。
1 故障模式及特征
逆变器故障,是指系统的运行处于不正常状态(劣化状态),即逆变器相应的行为(输出)超出容许范围,使逆变器的功能低于规定的水平。据统计,80%的控制系统失效都源于元器件的故障。
逆变电源的拓扑结构如图1所示。
它的主要功能是将直流电压转换为交流电压,采用SPWM控制策略,调压控制器采用数字式PID控制,适时调节逆变器输出的电压幅值,以满足实际要求。系统主回路采用IGBT作为开关器件,为了减少输出电压的谐波,逆变器输出皆有串联谐振滤波电路。
逆变电源上的开关元件通常有独立的基极驱动电路驱动,驱动电路单元的故障通常表现为驱动电源失效、元件击穿或开路。逆变电源在实际运用中出现比较多的故障是功率半导体元件(IGBT)的开路与短路故障。短路故障存在的时间比较短,而且短路故障下的波形相对简单,因此,仅对IGBT的开路故障作分析。多个故障同时发生的可能性很小,即别的故障不会因为己经发生的故障而发生,在仿真分析时单独处理各个故障。假定开关元件为理想元件,直流环节电压不变,同时最多只有两路桥臂发生故障,这样的故障可以分为五大类,如表1所示。
2 逆变电路故障模式
故障诊断时选择有效的故障测试点至关重要。电力电子电路中包含故障信息的关键点信号通常具有周期性。研究分析表明,电力电子电路输出电压包含了电路的故障信息,是一个关键的测试点,通过适当的变换可以实现故障诊断。分析时将故障定义为晶闸管不导通,包括晶闸管开路、串接熔断器熔断、触发脉冲丢失等故障,统称晶闸管故障。
三相PWM逆变电路的仿真如图2所示。
根据图2的仿真可得逆变器输出电压、电流波形分别如图3、图4所示。为便于分析,电压波形取0.14~0.18s的2个周期,电流波形取0.14~0.2的3个周期。
2.1 单管故障仿真及结果分析
单管发生开路故障,这时只有同桥臂上的另一个功率管继续工作,而与故障管并联的二极管是否导通取决于该相电流的极性。以V1、V4桥臂为例,如果功率管V1发生开路故障,iLa>0,VD1截止,为维持iLa方向不变,VD4立即导通续流,且开通到iLa为零。直到iLa的给定信号变为负值时,V4被施加驱动信号,V4和VD4轮流导通。如果VT1发生故障时iLa<0,V1不工作,此时VD1续流导通,电感电流正半周没有波形,其它两相出现变化。
单管开路故障时输出电压的仿真波形如图5所示。
当IGBT故障后会达到稳定状态,并呈周期性变化,且在任意故障状态下输出电压的波形都不相同。例如A相中的IGBT出现故障:V1开路,A相输出电压正半周没有波形,其它两相出现畸变现象;V4开路,A相输出电压负半周没有波形,其它两相出现畸变现象。B、C两相与A相完全一致。
逆变器中有6个功率管,任一功率管开路故障都会引起逆变器输出电压、电流信号发生突变。输出电压信号便不再对称。
2.2 同一桥臂的两个IGBT故障仿真及结果分析
同一桥臂两个功率管同时开路时,该桥臂只有与之并联的二极管续流导通,续流导通哪个二极管取决于该相电流极性。如果V1、V4同时发生开路,该相电流iLa>0,则VD4续流导通,反之VD2续流导通。仿真波形如图6所示。
同一桥臂双管发生故障时,UAB、UBC、UCA中总有两项波形对称,且相位相差半个周期。
图7为逆变电源的触发信号图,正常状态下一个周期内,每个时刻有3个IGBT同时触发。
以A相桥臂断路故障为例,当V1和T4发生断路故障时,一个周期T内逆变电源的负载等效电路如图8所示。
从负载等效电路图中,可以看出,无论何时,都有UAB=UCA成立,因此,仿真波形完全正确。可以得出结论:当双管发生故障时,总有两相电压输出波形相同。
从以上故障仿真中还可以得出,当一个功率开关器件发生故障时不仅该器件所在相的输出电压波形发生畸变,而且还会对其它未发生故障相的输出电压波形产生一定影响;当有多个功率器件同时发生故障时,对其它未发生故障相的输出电压波形也会产生影响。
3 结语
通过对PWM逆变器进行故障仿真,得出了在单管和单桥臂双管故障的波形,根据波形变化特点,分析了故障模式下的输出特征。
基于仿真分析的方法便于获得各种故障模式下的输出特征,为实际系统的故障诊断提供依据。
摘要：分析PWM逆变器的结构及故障特性,利用MATLAB软件建立其故障仿真模型,对逆变器各种故障仿真波形进行分析,根据输出波形可以识别故障。
关键词：PWM逆变器,开路故障,故障特性
参考文献
[1]肖岚,李睿.逆变器并联系统功率管开路故障诊断研究[J].中国电机工程学报.2006,(04)
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[4]陈志东,刘川禾.基于BP神经网络的某型坦克火控系统故障诊断专家系统[c].第18届中国控制与决策学术年会,2006
[5]戴鹏,蔡云,宋中仓,等.基于标幺化均值的PWM逆变器开路故障诊断[J].变频器世界,2012,(03)
[6]崔博文.电动机变频调速系统故障检测与诊断技术研究[D].西北:西北工业大学,2002
[7]崔博文.基于小波神经网络的逆变器功率管开路故障诊断[c].第二十九届中国控制会议,2010
故障模式分析 篇8
1 故障模式分析
在分析设备故障时, 一般从设备故障的现象入手, 通过故障现象找出原因和故障机理, 对机械设备而言, 故障模式的识别是进行故障分析的基础之一。
故障模式一般按发生故障时的现象来描述。由于受现场条件的限制, 观察或测量到的故障现象可能是系统的, 如电机运转不正常;也可能是某一部件, 如传动箱有异响;也可能就是某一具体零件, 如链板传动轴断裂、油管破裂等。因此, 根据设备构造层次的不同, 其故障模式又互为因果关系。例如, “传动箱损坏”这一故障模式是它上一层“轧机不能开动”的原因, 又是它下一层故障模式“螺旋锥齿轮断裂”的结果。各故障模式的层次的反映如表1所示。
故障模式不仅是故障原因分析的依据, 也是设备研发过程中进行可靠性设计的基础。如在产品设计中, 要对组成系统的各部、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害分析, 以确定故障模式的严重等级和危害度, 提出可采取的预防改进措施。因此将故障的现象用规范的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的基础工作。
2 热轧带钢机械零件常见的故障模式
热轧带钢机械零件常见的几种故障模式, 如表2所示。
3 轧钢机械典型零件的故障模式
3.1 齿轮联轴器的故障模式分析
从齿面磨损、内齿圈的轴向移动、对口螺栓折断3方面逐次进行齿轮联轴器的故障模式分析。
3.1.1 齿面磨损
齿轮联轴器油量不足或缺油, 或油脂使用不当, 造成了油脂钙化, 导致齿面间无法正常润滑, 或润滑不好均会产生齿面磨损。处理方法为:更换新润滑脂, 定期注入合格的润滑脂油、防止漏油, 当油量充足时, 便可避免磨损发生。
3.1.2 内齿圈产生轴向位移量, 断齿现象
两轴水平度及同轴度误差太大, 超过了联轴器所能补偿的范围, 使得轴齿与内齿啮合不正确, 造成局部接触, 出现了附加力矩。而这个附加力矩可以分解为轴向力。当作用于内齿圈上时, 这个力的大小视偏差的大小而定, 与偏差成正比, 偏差愈大, 力愈大, 造成了齿轮联轴器内齿圈产生轴向位移。如果位移量偏大将无法控制, 导致了齿轮磨损严重, 甚至断齿, 内外齿无法啮合, 直至不能转动。处理方法为:重新找正联轴器两端, 可将减速器侧重新找正, 或将另一侧重新找正。首先查找出偏移误差较大的部位, 先测量出联轴器向哪侧偏移, 即测量主轴的水平度与同轴度和减速器主轴的水平度与同轴度, 重新按质量标准找平找正, 即可消除故障。
3.1.3 对口螺栓折断
两轴的水平度、同心度误差大, 造成联轴器转动时产生扭矩, 和上述内齿圈产生轴向位移量, 断齿现象的原因基本相似, 连接螺栓除受到正常作用力影响外, 还受到附加扭矩的影响, 因而使之折断, 这是主要原因。导致这种原因多因为减速器主轴左右的水平度高差大;或者螺栓直径较细, 强度不够或螺栓材质较差也会造成螺栓折断现象。
3.2 圆锥齿轮的故障模式分析
江西洪都钢厂有限公司热轧带钢分厂生产的产品规格为:厚×宽 (H×B) = (1.2～4.5) mm× (100～235) mm, 共有3架立辊轧机控制带钢的宽度, 因轧制合金钢时冲击载荷和轧制负荷较大, 传动箱内的圆锥齿轮偶有损坏, 因此, 快速、有效地判断圆锥齿轮的故障模式, 对设备的更换和改进大有益处。
下面将以该热轧带钢厂中轧区域第一架立辊轧机主动圆锥齿轮根部断裂为例, 从断面端口分析到金相检验逐层次进行故障模式分析。
3.2.1 宏观检验
断面分析:观察断面有无明显变化, 如断口附近有明显变形, 断口上有剪切唇边, 则为延性断裂的特征;反之, 断口截面无明显变形, 又无剪切唇边的属脆性断裂;故障部件受交变应力, 断口上又能找出贝壳或者海滩花样属疲劳断裂。还有其他种种外貌特征均可作为判断相应故障属性的依据。断裂宏观图如图1所示。
3.2.2 金相检验
金相检验是故障分析过程中必不可少的分析手段。观察试样的显微组织, 边部为回火马氏体 (图2) , 过渡区为马氏体和上贝氏体 (图3) , 中部为回火索氏体 (图4) 。断齿试样经硬度检测和金相分析, 测得断齿的渗碳层深度为1.2～1.6 mm, 边部硬度为45～50HRC, 心部硬度为33～34.5 HRC。由此可看出, 心部硬度基本符合要求, 但边部硬度和渗碳层深度完全不符合技术要求。
3.2.3 讨论分析
经分析, 得出结论为: (1) 轮齿根切断裂的主要原因是铸造质量不符合图纸要求。 (2) 渗碳层深度和边部硬度不够, 根部应力集中, 由于使用强度超过齿轮的疲劳强度而发生根部断裂现象。
4 结语
故障模式不仅是故障原因分析的依据, 也是设备设计、改进过程中进行可靠性设计的基础。在设备改进过程中, 要对组成系统的各部、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害性分析, 提出可能采取的预防改进措施, 减少因设备故障带来的停机率, 因此故障模式分析是设备故障分析过程中必不可少的一项基础工作。
参考文献
[1]濮良贵, 纪名刚主编.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2002
[2]机械工程手册编委会.机械工程手册[M].北京:机械工业出版社, 1979
[3]汝元功, 唐照民主编.机械设计手册[M].北京:高等教育出版社, 1995
故障模式分析 篇9
关键词：电压稳定,失稳故障,模态分析,参与因子
2009年,广东内部电网的500 kV主网架构尚未足够坚强,外网注入功率比重较大,负荷高度集中使得网络潮流分布不均衡,外环部分的潮流轻,内环网架潮流很重,电网承受大扰动的能力减弱。
在电网电压失稳故障模式分析中,国内外在理论上和实际工程应用中均已进行了较为广泛的研究[1,2,3,4,5,6,7,8],文献[1]比较全面地介绍了电压失稳的现象、分析方法和应对措施。文献[2]从静态分析和暂态分析两方面对北京电网进行了全面的电压安全性评估,但仅从无功补偿和切负荷角度进行电压稳定分析。文献[3,4]提出运用模态分析来评估大型电力系统的电压稳定问题,迄今运用模态分析已成为比较广泛的分析方法。文献[5]提出了改进的模态分析方法,引入了新的概念和指标,考虑了无功和有功对系统电压稳定的影响。文献[6,7]针对2005年广东电网暂态电压稳定问题进行了分析,但仅提出运用静止同步补偿装置(STATCOM)和紧急功率调制来解决电压稳定问题。
本文在静态分析时采用模态分析来确定静态电压稳定节点,并提出了失稳模式中基于网络潮流的粗略筛选策略,可对模态分析确定的薄弱环节进行有益的补充。在对筛选出的电压失稳故障模式进行动态仿真后,提出了相应的应对措施,并对不同措施进行了组合、优化和分析。
1 电压失稳故障及其故障模式分析策略
在电力系统的运行和规划中,分析各种事故状态下系统的电压稳定性是一项基本任务。对于复杂的大电力系统通常包括上千条支路和节点,因而有大量的预想事故需要分析。这类预想事故不仅仅只是因短路故障引起的设备或线路的投切,也包括设备单纯的开断故障,有时也指一种不正常的运行方式,例如相对于系统基态可能有多个设备同时退出。在这些预想事故中只有少数故障对系统的电压稳定性有着重大的影响,故这类预想事故可称为失稳故障。失稳故障表示系统不存在故障后的稳定运行点(与动态过程无关)。
如何快速又比较准确地辨识出失稳故障,需要采用简单而实用的快速分析策略来识别严重故障并估计它们的电压稳定边界。故障模式分析包含支路故障分析、发电机组故障分析和负荷节点分析,针对不同类型故障采用不同的分析策略。本文对于发电机组故障和负荷节点故障分析采用模态分析,针对支路故障分析采用两阶段分析策略,第一阶段以潮流计算为基础的分析策略,第二阶段同样采用模态分析。通过分析策略的筛选,可以得到所需的预想事故集以及薄弱节点和区域。
2 发电机组和负荷故障模式分析
发电机组和负荷采用模态分析来确定系统静态电压稳定薄弱点。模态分析[3,4,5,8]是通过计算潮流雅可比矩阵的特征值求出最小特征值及其特征向量。每一个特征值与电压和无功功率的变化模式相关,其大小反映了电压不稳定的相对量。特征向量用来描述模态,提供关于网络元件在每一个模式中参与程度和电压失稳机理的信息,其中与最小特征值相关的右特征向量的最大元素与系统内电压最灵敏的关键节点对应。
当特征模式为失稳模式或弱稳模式,参与因子越大,则该节点为系统失稳节点或最薄弱节点,从而可以得到关键机组和关键负荷节点。
以广东电网2009年夏季大运行方式(下称夏大方式)为例(本文算例均为夏大方式下,未考虑云广特高压线路投运),通过计算可以得到广东电网的关键机组和关键负荷节点,限于篇幅仅列出部分数据(见表1、表2)。
由表1可知,在关键机组中,无功备用容量较低的机组主要集中在茂名、德胜、台山、沙角C和广州抽水蓄能等。由表2可知,对电压稳定有关键影响的绝大部分负荷节点集中在广州、深圳等粤中地区,粤中地区因负荷快速增长导致无功不足而诱发电压稳定问题的概率最大。
3 输电线路故障模式分析
输电线路的最大负荷传输能力是系统电压稳定性的一个非常重要的因素。线路有功和无功功率损失的大小,即包含了线路输送容量大小的信息,也包含了线路电气距离长短的信息,它可以用来度量系统的电压稳定性。线路输送功率越大,电气距离越大,功率损耗就越大,反之则较小。所以,线路功率损耗能在一定程度上反映该线路在输电系统中的参与程度。因此,本文针对传输线路第一阶段所采用的以潮流计算为基础的分析策略,就是将无功损耗较大的线路或有功损耗较大的线路与输送功率大和电气距离短的线路退出运行,视为可能存在的失稳事故。
仅通过上述第一阶段策略,输电线路失稳故障分析则不够细致,因此可进一步采用第二阶段的模态分析,进行更为细致的故障失稳模式分析。
当无功注入量沿右特征向量ui的方向变化时(△Q=Kiui,Ki为比例系数,标量),引起电压幅值△U的变化为
式中:λi为特征值元素。
这样就可以求出特征模式λi下的输电支路无功损耗值,从而得到第j条输电支路对第i个特征模式的参与因子ρLji为
式中:△QLmaxi为特征模式下支路无功损耗最大值。
参与因子ρLji越大,无功负荷变化较小时仍会引起支路无功损耗越大。因而特别是在电压稳定性弱的区域内ρLji值较大的支路,是特征模式λi稳定与否的关键支路。
2009年部分500 kV关键线路如表3所示。
广东电网内部线路故障中,线路潮流重、参与因子大的线路对电网影响最大。同时由于外部馈入输电通道潮流比内网支路潮流要大得多,这也是影响电网稳定的关键因素。
4 广东电网失稳故障仿真分析及其对策
电压失稳模式理论上的分析通常采用静态分析,但是静态模式分析只能反映实际电力系统的粗略的故障位置及其大概趋势。如要比较准确地反映实际电网故障后系统表现的动态行为,则需要对失稳故障进行动态仿真。
4.1 计算条件
仿真软件采用中国电力科学研究院开发的BPA稳定程序,发电机模型采用E"d和E"q变化模型,考虑发电机的调压及调速系统,并计及机械阻尼转矩系数。负荷模型采用由恒定阻抗(30%)、恒定电流(40%)、恒定功率(30%)并计算频率特性因子的综合负荷模型。
判断电压稳定的标准:枢纽母线电压低于0.75 pu、持续时间在0.8～1.0 s为临界稳定状态;低于0.75 pu、持续时间超过1 s则视为失稳状态。
4.2 失稳故障动态仿真分析
通过静态分析,从大量的预想事故中筛选出失稳故障。根据动态仿真表明,输电线路发生“N-1”故障时,广东电网能够保持稳定;在关键线路的“N-2”故障下,广东电网失稳。具体的“N-2”失稳故障线路如表4所示。
在这些失稳故障中,绝大多数为耦合失稳,即同时存在功角失稳和电压失稳,仅有北郊-增城三永切双回故障时,北郊地区表现为单纯电压失稳问题。其中莞城、白花洞地区电压失稳表现为电压大幅度振荡,其原因为在“N-2”失稳故障后,莞城、白花洞地区成为电气孤岛。
4.3 失稳故障对策分析
针对失稳故障所采用的措施通常有切除机组、切负荷、投入无功补偿装置[9,10,11]、备用电源自投等。在交直流混合电网中,高压直流的动态运行特性[12,13,14](如直流调制)也是抑制失稳的一种有效措施。功角失稳后最有效的措施就是切除机组,而切负荷和投入无功补偿装置则是有效抑制电压失稳的措施。直流调制对改善功角稳定问题效果较好,但对于改善暂态电压失稳问题要根据情况来定。引起广东电网失稳的故障较多(见表4),限于篇幅这里仅对外部通道、内网故障和电气孤岛这3类典型失稳故障各举一例进行研究。
4.3.1 高肇直流系统双极闭锁故障
高肇正常输送功率为3 000 MW,双极闭锁故障同时切除换流站无功2 590 MW后,中断的功率自发地转移到西电东送的交流输电通道上,由于交流通道输电功率极限的约束,送端机组窝电,受端功率不平衡,导致功角和电压耦合失稳。这类故障通常会造成整个电网的功角和电压失稳,故障危害最严重。对于该类故障采取的措施主要有切除机组、切负荷和投入无功补偿装置等。
高肇直流系统双极闭锁故障下,本文采用3种措施的方案对该故障进行处理。
1)仅采取切除机组措施。需要切除纳雍1 600 MW机组。广东500 kV母线的暂态电压大于0.8 pu,系统电压减幅振荡衰减,但振幅较大,因此恢复时间较长。
2)天广、兴安直流系统调制方式采用双侧频率调制,同时只需切掉纳雍600 MW机组发电,系统可维持稳定,广东电网主网电压最低为0.912 pu。
3)天广、兴安直流系统采用双侧频率调制,同时在西电东送通道的薄弱节点贺州安装500Mvar动态无功静止无功补偿装置(SVC),提高交流输电极限。该方案实施后,贺州最低暂态电压达到0.758 pu,广东电网主网暂态电压最低为罗洞母线电压,也达到了0.897 pu。
在这3种方案中,方案3较前两种方案具有更强的经济技术优势。动态无功装置不仅提升了输电通道的功率极限,也改善了电网薄弱节点的电压运行水平。
4.3.2 北郊-增城故障
北郊侧线路三相短路切双回故障,广东电网没有发生功角失稳问题,但引起北郊地区暂态电压失稳。其中北郊地区的鹿鸣变电站、天河变电站、永福变电站、麒麟变电站暂态电压水平低于0.75 pu,持续时间达到或超过1 s,达到电压失稳标准。
由于北郊紧靠天广和高肇直流系统落点,故障后直流换流母线电压降低导致直流运行需要消耗更多的无功功率,而动态负荷的无功需求增大进一步使得北郊地区无功缺额变大,导致了北郊地区出现单纯的暂态电压失稳。
对于大负荷中心单纯的暂态电压失稳问题,最有效的措施就是切负荷和快速投入动态无功补偿装置。北郊地区电压失稳后采用切负荷793MW后,电网稳定。鉴于北郊地区电压未长时间持续下降,切负荷措施代价太大,因此在北郊地区采用SVC补偿。经计算表明,在北郊地区投入410 Mvar的SVC可使电网恢复稳定,如图1所示。
直流调制在抑制单纯暂态电压失稳的表现有利有弊。经仿真研究表明,在直流系统采用调制后,由于直流系统具有快速动态运行的特点,在故障初始期间会加剧地区无功不足,电压下降较不加直流调制时要低,但在恢复电压水平方面速度较快。与不加直流调制相比,北郊地区暂态电压失稳时间缩短了约0.2 s。在进行无功补偿后,有直流调制的节点电压恢复到1.0 pu的时间要短,但故障初期电压比仅投无功补偿要低。因此在单纯的暂态电压失稳中,采用直流调制要谨慎。
4.3.3 增城-莞城故障
2009年,在分区供电方式下电网正常运行时,莞城-白花洞线路并不投入运行。增城-莞城三相短路切断双回时,莞城地区为电气孤岛运行,电压呈大幅振荡。为维持莞城地区电网稳定,可采用以下对策。
1)莞城地区切负荷,切负荷量高达2 480MW,几乎是切掉莞城地区的全部负荷。
2)备自投及时投入运行。经研究表明,当备自投检测到该故障,0.5 s后投入莞城-白花洞备用线路,莞城地区不需切负荷,电压能恢复到正常水平,不会导致电压失稳问题。
3)该故障下,直流调制和无功补偿投入对该地区失稳问题没有实质效果。
5 结语
故障模式分析 篇10
本机器为双探头ECT,根据采集不同脏器,探头有两种模式可变换,平行或成90度,即‘H/L’模式。不同检查项目所要求探头的‘HOME’设置,是由采集主计算机发出指令,由手控盒进行选择设置,并执行完成‘L/H’模式变换。
1 故障排除案例
故障现象本次故障的出现,表现为一旦执行‘L’模式的HOME操作,支架显示屏便出现错误信息,蜂鸣器发出急促的连续的报警声音,这时再按手控盒任何按键均无反应,探头显示屏显示“Error#119”,出现“死机”状态,查相关资料显示:Error#119表示轴限位参数超出!
分析排除在日常操作中出现“死机”时,一般情况下的处理方法有两种:即,①在开机状态从计算机主采单进入Maintenance执行“GANTRY RESET”指令;②完全关机后重新启动。
在以上两种方法都实施后,结果探头模式仍不能正确显示并执行,故障现象依然存在。
从机器整个工作状态看,采集工作站工作正常,GANTRY供电正常。问题可能是在支架部分电路板的寄存器中的程序参数出错无法给出正确执行指令,或者通讯电路某处接触不良,才造成本次故障的出现?
根据初步分析,拟分两步对机器进行故障排查:①先打开支架外壳,对有关电路板,连接线做全面仔细的检查与测量;②对探头部分的探头采集模式程序参数重新初始化,即将探头控制程序参数由采集工作站重新写入探头单元控制板可擦写存储器中。应该注意的是:进行这一步有一定危险性!因为要改写参数,所以需要特别小心。
按照分析排查方案,首先切断电源并打开机器外壳,将有关电路板重新拔插一遍,肉眼观察板子有无异样,确信没问题后重新开启电源,然后测量一下板子上的低压供电电源,这一过程如果没发现异常情况,关机恢复机器再开机,操作手控盒选择MODE执行方式,按home功能键,此时,故障现象依然存在,蜂鸣器发出急促的错误报警声,探头无法完成设置模式动作,依然“死机”!
接着实施第二种故障排除方案:
(1)重新启动一次机器,按提示设置Gantry,使gantry进入默认状态。此时如果不改变模式、不按HOME键,错误报警声此时不会出现。这时,在采集工作站主采单上任意打开一个在“H”下的功能菜单(如骨、动态、静态等),执行采集以测试计算机与GANTRY之间的通讯是否正常,若出现“Unknown Gantry Handler”提示,表示通讯错误(排除方法略),否则执行下一步。
(2)在采集工作站主菜单上方的选项中,选“OPEN”,出现下拉菜单点击“CLW”,于是在屏左下方出现指令写入对话框,键入:GSL回车,计算机便开始执行写入指令,这个过程大约需要10分钟。最后显示器出现“restore via host the gantry calibration”点击“OK”,接着又出现“restore via host the home position”,点击“Restore”。这一步完成后退出菜单重启计算机。
(3)从主菜单逐级进入“Maintenance→GantryH→Initialize→Gantry Home Positions”,点击Learn,观察探头功能显示屏有无变化,是否显示存储器中的mode内容,正常情况下,显示器翻页显示mode中内容时探头中发出伴随有节奏的“嘟..嘟”声。如果是,点击Restore,将数据保存,退出该菜单。
(4)在主菜单上再进入Maintenance,然后选“Gantry Reset”指令菜单,使探头再次进行复位启动,这个时候应细心观察探头显示屏上信息的显示情况,是否提示正常,接着在手控盒上按mode键浏览mode中内容,如果内容正确就选“L”模式,按home键观察探头执行与否,若能够执行说明前面工作成功完成,机器恢复了正常状态!
2 提示
(1)此HAWKEYE设备Gantry上设计有功能执行对话显示屏,探头、床的各种动作参数提示都会显示在上面,如果出现提示时,操作人员不读它就按手控盒的某个功能键,往往就会出错,轻者可通过重新“Gantry Reset”后,机器恢复正常状态。重者就出现本文的故障现象!
(2)必须严格按操作手册进行操作,弄清楚设备的基本原理[4]。如果两个技术员同时操作机器,出现“死机”的可能性会增多,本设备是程式化操作流程,只有在采集计算机上设置完采集条件后,再按支架显示屏提示进行Gantry的设置。如果一个人正在操作计算机设计菜单,另一个人同时在操作Gantry,这种操作最易造成机器故障!应加以重视。
摘要：简要分析了GE HAWKEYE设备在探头执行“L”模式功能时，出现错误提示而无法执行MODE功能故障现象的分析与处理，并提示在使用机器时应注意的两个问题。
关键词：医学影像设备,探头,医疗设备维修
参考文献
[1]钱英，等．核医学影像设备的新进展一带有符合线路的SPECT(简称SPECT-PET)[J]．医疗装备．2001，(12)：8-9．
[2]李积厚，等．GE HAWKEYE图像融合采集时NM无图像故障的分析与排除[J]．医疗设备信息，2003，18(4)：63-64．
汽轮机运行故障分析及故障排除 篇11
关键字：汽轮机 故障分析 故障排除
随着社会经济的不断发展，无论是在生活中还是在工作中，人类处处都离不开电力，因此，人类对电力的需求量也在逐年的增加。把电力的发展推入了另一个高潮。汽轮机作为电力发电的一部分，在发电过程中也占有一定的主导作用。因此，汽轮机故障的减少对于整个发电系统起着非常重要的作用。由于每天长时间的发电，汽轮机运行的时间过长，机器的磨损率就大，经常造成汽轮机的损坏，从而造成发电系统无法正常运行。在汽轮机的故障中，汽轮机组异常震动是汽轮机故障中最为常见的一种，造成这一故障的原因多种多样。查明这些故障的所在，成为维修汽轮机故障的前提条件。
1、汽轮机故障的原因分析
汽轮机作为火力发电中重要的发电设备，它不仅担负着企事业单位的发电供应，还担负着人们的日常照明供电的任务。由于汽轮机长时间的运作，往往会出现一些故障，如机械磨损、机械振动等等故障。其中汽轮机异常振动的故障在汽轮机故障中较为普遍，造成汽轮机振动的原因是多种多样的，只要跟机组有关的设备和介质都有可能导致汽轮机异常振动，因此，解决这些故障成为电力发电系统中较为重要的任务。下面有几点造成汽轮机异常振动的原因分析与排除的方法。
1.1由于气流激振导致汽轮机异常振动的现象与故障排除的分析。产生气流激振现象的特点主要体现在两个方面，一是在汽轮机的运行过程中，出现大量的低频电量，它是直接导致汽轮组异常的振动之一。二是振动的增大一般是受到运行参数的影响，例如，电量的负荷，振动的时候应该呈现突发性。造成这些现象的原因大概有三点：一是在汽轮机运行发电的过程中，由于叶片在运转的过程中，受到了不均匀气流的冲击直接造成了汽轮激振，从而导致汽轮机故障。二是对于较大的机组来说，由于它的末级比其它的机组要长很多，这样就容易造成气流在叶片膨胀末端产生流道紊乱的现象，这也是导致气流激振的原因之一。三是轴承在运转过程中也有可能发生气流激振的现象。针对气流激振这一现象的产生，有关部门采取了一系列的方法来解决此问题，首先要确定气流激振产生的部位及产生的原因，再根据这些原因找出相应的解决办法。可以采用低负荷率及避开产生气流激振的源头等方法来避免这一现象的产生。
1.2由于汽轮机长时间的工作，致使转子发热且变形，因此，转子的热变形也是导致汽轮机异常振动的原因，对此进行故障排除。由于热变形导致汽轮机振动的特征主要表现在一个大的方面。一般是由于一倍频振幅增加与转子的温度及相应的机器的参数有密切的关系，它主要是发生在汽轮机冷态启动的时候发生负电荷的阶段，在这个时候转子的温度普遍的增高，从而导致了转子严重的变形，随即一倍频的振动的频率也加大，这么以来就更加加大了转子的变形程度。
1.3汽轮机由于长时间不停的使用，就会产生摩擦，致使机器的磨损。下面针对摩擦振动做一系列的分析及故障排除。产生摩擦振动的主要特征表现在三个方面：一是在前面也说过，由于转子遇到高温就会产生变形、弯曲，从而产生机组的振动，同时也会产生新的不平衡力，因此，振动信号自始至终也没发生任何频率的变化，仍然还是工频，但是由于冲击及外部因数对汽轮机造成的影响，可能会出现一些分频、倍频、高频等现象，有时波形也会造成严重的影响。二是在发生摩擦的时候，汽轮机振动的振幅及相位都有一定的波动特征，而且它的波动时间相对较长。在机器摩擦较为严重的时候，幅值和相位的波动将会完全停止，则振幅就会急剧的增加。三是在汽轮机降速时一般比正常升速时大，停机的时候转子也会停止，这么以来测量大轴的摇晃程度就会比原来的值大很多。这三点也是导致汽轮机故障的原因所在。
2、针对汽轮机故障的原因进行故障排除
汽轮机在工作中难免会出现这样那样的问题，要想维修汽轮机，首先要找出故障可能出现的原因，然后再逐个的排除。进而找出真正出现故障的所在之处，再加以维修。
2.1汽轮机的发展的故障是多方面的，这就需要我们去逐个的排除故障的原因，找出故障的所在位置，再进行较为细致的维修。针对气流激振的特征，对其故障进行细致的查找及排除。气流激振这一故障的分析时间较长，一般需要半年到一年的时间才能查出来。它是通过记录汽轮机工作过程中机组每次的震动数据，机组产生的负电荷的数据等，把这些数据做成曲线的形式进行观察的。通过曲线的观察可以清楚的看到机组震动的变化趋势及范围，从中找出机组产生震动的原因，然后再采取相应的维修措施。遇到这类型的故障，一般是通过改变升降负电荷的速率来解决的。首先是要确定汽轮机组在工作中产生的气流激振的多少及机组在此期间的工作状态。然后再采取降低机组负电荷的变化率和避开产生气流激振的负电荷的范围等方式，来避免产生气流激振故障的产生，从而达到维修汽轮机组的目的。
2.2针对转子热变形的特征，对其进行故障分析及排除。前面所说的转子由于高温会产生两种变形，分别是永久性变形和暂时性变形，它们是两种完全不相同的故障，但是不管是那种转子热变形，其故障的原理都是一样的，都是由于转子质量偏心而产生的旋转矢量振动。在转轴弯曲过程中转速达到某个值时，转轴的振幅会自动产生一个“凹谷”，从而产生汽轮机异常振动。要想知道汽轮机发生的是那种故障，就必须了解它的内在原理。从汽轮机的内在原理中找出它可能导致振动的原因，从而再加以维修。不管是由于高温致使转子永久性变形，还是暂时性的变形，为了使机器能够正常的运行，都要更换新的转子，这样可以减小汽轮机的异常振动，从而避免了振动源头得产生，进而机组就不会产生异常振动。
2.3针对摩擦振动的特征，对汽轮机故障进行分析及故障排除。对于汽轮机来讲，由于摩擦产生的汽轮故障是非常常见的。汽轮机组的摩擦可能会产生机器的抖动、涡动等现象。但是最主要的原因还是转子的热弯曲。这一故障主要是由于重摩擦测温度高于轻摩擦温度，而导致的转子表面温度的不均匀，进而产生了一种新的转子摩擦故障。
3、总结
通过综上所述，我们不难发现，汽轮机的异常振动是汽轮机运行过程中较为常见的故障，也是汽轮机在工作过程中不可避免的故障。在汽轮机故障排除的时候，不要太过于急于求成，首先要寻找出汽轮机故障所在并加以分析，然后再进行故障排除，最后针对故障的特征加以维修。这是快速找出故障的有效方法，这样汽轮机的故障能够很好的得到解决。
参考文献
[1] 唐成全，孟凡玉，王建华. 汽轮机异常振动的分析与排除[J]. 黑龙江科技信息. 2011（01）
[2] 张存龙，宋丽莉，武霞，韩玲. 汽轮机常见故障及处理措施探析[J]. 中国石油和化工标准与质量. 2011（10）
[3] 鲍文，于达仁，胡清华，解永波. 汽轮机主汽阀、调节阀常见故障分析及诊断[J]. 汽轮机技术. 2000（06）
[4] 吴秀峰，周剑峰. 论汽轮机异常振动的分析与排除[J]. 黑龙江科技信息. 2009（32）
故障模式分析 篇12
1 系统组成框图及故障部位分析
根据该系统的组成结构、信号流程和实际运行故障规律, 将系统硬件部分按照功能划分为7子系统, 软件部分划分为3子系统, 对硬件、软件和环境造成的故障分为33种故障模式并建立了数据库, 对故障部位、次数、比例进行统计分析, 见表1。
从统计的数据看, 硬件故障占82.32%, 软件故障占17.68%, 软件较硬件稳定, 硬件故障多发部位为客户端, 其次是设备电源, 再次是服务器地面站GBT、GPS天馈线, 软件部分主要是应用软件和安全软件, 主要的故障模式为系统自身应用软件和自身研发的软件的兼容性问题以及防火墙软件与专用软件的不兼容问题导致联网失效。降低这几个主要部位的故障率, 是提高系统可靠性的关键。
2 系统故障模式与原因分类
目前, 关于该系统的故障模式和代码尚未有相关的法规标准, 为分析方便并探讨该类设备的故障模式、代码的规范应用, 本文基于对发生过的故障进行了故障模式和代码分类统计, 见表2;对故障原因进行了分类和统计见表3。
表2将该系统故障分为6种类型, 33种故障模式。由于本文重点是对运行分析故障原因, 而非进行产品设计提出改进措施, 因此, 故障类型和故障模式主要是针对在实际运行中监测到的故障进行的统计, 并未结合电子元器件寿命数据和可靠性框图, 也可能未完全涵盖该系统所有故障类型和模式。
从表3给出的数据分析, 系统故障的主要原因是硬件原因, 主要体现在设备老化和接口电路损坏以及板件故障, 由于该系统24 h工作, 工作应力较大, 元器件老化严重, 板件处理能力下降, 另外该系统是基于网络的, 公网与内网的运行质量不佳也是影响正常工作的因素, 硬件故障的第三个主要原因是接口松动。其次是环境影响, 主要是受电磁干扰严重, 主要干扰源来自同类型产品的外场试验, 系统抗干扰能力较弱, 环境影响的第二方面是由于连接公网, 受到病毒影响或恶意攻击。软件方面的原因主要是由于此系统软件和关键硬件均为进口, 对参数适配、用户注册、传输数据格式加密等均有严格要求, 后期自行开发的软件和硬件接入系统后引起的不兼容和工作不稳定。人为原因主要是由于此项技术正在逐步研究、开发, 维护人员的水平有限, 错误判断和操作, 基准数据和维护数据更新错误和不及时, 需加强培训。
3 关键子系统FMECA分析
FMECA (失效模式、影响及危害性分析) 作为分析系统可靠性的技术已经被如航天、汽车制造、产品研发等领域广泛应用[5]。本文根据所建立的可靠性数据库, 运用FMECA的方法进行系统危害度的计算。首先对系统各子系统的危害度规定如下:GBT/GPS天馈CR1、GBT设备CR2、路由器CR3基站服务器CR4、交换机CR5、光配线架CR6、网络传输CR7、客户端CR8、设备电源CR9、数据库管理软件CR10、应用软件CR11、安全软件CR12。为突出重点, 本文略去了影响较小的故障模式的危害度计算。
子系统i以故障模式j发生故障致使该子系统发生故障的危害度CRij计算公式为[6]
子系统i对整个系统的危害度为
将式 (1) 代入式 (2) 得
式中:αij为子系统i以故障模式j发生故障而引起该子系统发生故障的故障模式概率;nj为子系统i第j种故障模式出现的次数;ni为子系统i全部故障模式发生的次数;βij为子系统i以故障模式j发生故障造成该子系统损伤的概率, 即丧失功能的条件概率, 根据国标推荐, βij=1表示该子系统肯定发生损伤βij=0.5表示该子系统可能发生损伤, βij=0.1表示该子系统很少发生损伤, βij=0表示该子系统无损伤[7];λi为子系统i的基本故障率, 是通过现场故障数据得到的平均故障, 其计算公式为
式 (5) 中:Ni为子系统i在规定时间内的故障总次数;t为子系统i在规定时间内的累积工作时间。由于该系统为24 h工作, 其在规定的时间内的累计工作时间为∑t=43 800 h。通过以上定义和公式计算, 得出ADS-B系统故障部位FMECA工作表, 见表4。
4 结论
(1) 该系统故障多发部位最重要的是客户端, 其次是设备电源, 再次是服务器和GBT、GPS天馈线, 软件部分主要是应用软件和安全软件, 以上部位是该系统可靠性运行的薄弱环节。降低这几个主要部位的故障率, 是提高系统可靠性的关键。
(2) 故障主要硬件原因主要是接口电路损坏、元器件老化、板件老化、接口松动、供电质量等, 引起系统不能正常工作的主要环境原因主要是干扰, 包括卫星导航信号干扰和人为干扰, 军方试验;软件系统的主要故障原因是系统自身应用软件和自身研发的软件的兼容性问题以及防火墙软件与专用软件的不兼容问题导致联网失效。改进的主要措施是完善防雷体系, 增配高质量的稳压电源, 防止电流冲击引起接口电路损坏, 增配备份板件, 改进机房环境应对老化现象, 增强抗干扰手段, 解决软件兼容问题和病毒防范。
(3) 从部位危害度看, 包括本地监控在内的客户端危害最大, 因为每种危害均会在客户端体现, 是实施飞行监控的最终部位, 应加强维护。另外, GBT是该系统的关键部件, 为安全考虑需增加备份。
(4) 对技术维护人员应加强培训, 减少误操作, 同时对数据库数据应及时进行维护, 避免数据更新不及时和参数失调引起系统精度下降甚至系统失效。
参考文献
[1] 国际民航组织 (ICAO) .ADS-B数据链的比较分析.第11次航行会议, 蒙特利尔, 2003
[2] Capstone.Capstone ADS-B Evaluation Report.Capstone Report, 2000
[3] 民航局飞标司.ADS-B技术在飞行运行中的应用.2008
[4] 民航局空管行业管理办公室.中国民航监视技术应用政策2010.11 AC-115-TM-2010-01
[5] GB/T7826—200X/IEC60812:2006系统可靠性分析技术——失效模式和影响分析 (FMEA) 程序
[6] 张海波, 贾亚洲, 周广文.数控系统故障模式、影响及危害度分析FMECA.中国机械工程, 2004;15 (6) :492