發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法分析

羅睿

摘 要：為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，電氣設(shè)備的安全運行是非常關(guān)鍵的一步。發(fā)電廠的電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在發(fā)電廠的生產(chǎn)和運行中起著至關(guān)重要的作用。通過總結(jié)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷分析方法，實現(xiàn)電廠電氣設(shè)備的狀態(tài)維護，提高設(shè)備運行的安全性和可靠性具有重要意義。為了將技術(shù)提高到一個新的階段，不僅需要正確的處理方法，還需將電器設(shè)備分類找出各自對應(yīng)的最合適的方法。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.148

1 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

電力系統(tǒng)是國家的主要經(jīng)濟收入的重要組成部分，在電器的運轉(zhuǎn)過程中受到任何的干擾和影響都可能導(dǎo)致電氣設(shè)備的狀態(tài)不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生設(shè)備故障也因此會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。狀態(tài)維護的關(guān)鍵因素有狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測主要包括以下環(huán)節(jié)：檢測信號，收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)和狀態(tài)診斷。隨著微處理器的興起和新的抗干擾傳輸技術(shù)，電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)迅速發(fā)展。如：溶解氣體監(jiān)測系統(tǒng)用于發(fā)電設(shè)備的油，局部放電和泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。這些設(shè)備的成功開發(fā)使得可以在線監(jiān)控發(fā)電廠設(shè)備的全部狀態(tài)。

在過去十年中，一些新的理論和方法，如：主成分分析，小波變換，數(shù)據(jù)挖掘算法，非線性理論，模式識別等已成功應(yīng)用于故障診斷。通過對數(shù)據(jù)的分析，找出其規(guī)律，然后根據(jù)數(shù)據(jù)方法的描述做出推斷，及時分析和處理發(fā)現(xiàn)的缺陷，避免產(chǎn)生重大故障。

2 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)主要分有局部放電在線監(jiān)測技術(shù)，油色譜監(jiān)測技術(shù)和介電損耗監(jiān)測技術(shù)這三種。

2.1 局部放電在線監(jiān)測技術(shù)

發(fā)電廠電氣設(shè)備大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣水平也不盡相同，因為不均勻的電場分布導(dǎo)致較高的局部電場。制造工藝的粗糙，惡劣的運行條件都會導(dǎo)致局部放電現(xiàn)象，繼而逐漸發(fā)展成為嚴重的故障。以變??壓器為例的局部放電監(jiān)測方法如下：超聲波檢測，測光，化學檢測，脈沖電流法，射頻檢測法等。例如超聲檢測法的應(yīng)用：超聲波傳感器位于變壓器油枕壁上，變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波可由傳感器接收?？梢苑浅＞_地監(jiān)測局部放電的大小和位置。壓電傳感器是通常用于超聲波測試的超聲波傳感器，并且選擇70至150KHz的頻率范圍。這完全避免了變壓器的核心噪聲和機械振動噪聲。超聲波測試方法的另一個優(yōu)點是它可以較少受到電干擾，因此它已被廣泛用于局部放電。迄今，一些超聲波檢測傳感器并不會對電磁產(chǎn)生很強的干擾，靈敏度低，會大大增加檢測的困難。在過去數(shù)十年中，電子放大技術(shù)、聲電轉(zhuǎn)換元件的效率都有了顯著提升，靈敏度超聲檢測技術(shù)也發(fā)展的日新月異。

2.2 油色譜監(jiān)測技術(shù)

油色譜是一種非常復(fù)雜的檢測方法，通常用于設(shè)備絕緣測試。其主要原則是電和熱會使電氣設(shè)備中的油和材料老化或者分解，產(chǎn)生一些氫氣、一氧化碳和二氧化碳等低分子氣。當裝置內(nèi)部發(fā)生放電故障時，這些氣體的產(chǎn)生速率加快。不同類型的故障會產(chǎn)生類型不同的氣體，故障的程度不同產(chǎn)生氣體的水平也不同。

2.3 介損監(jiān)測技術(shù)

判斷電氣設(shè)備絕緣性能的重要指標是電氣設(shè)備的介電損耗。介電損耗監(jiān)測主要用于電容器件。在確定介電損耗時，主要基于介電損耗因子tanδ。在分析交流電壓作用下電氣設(shè)備的絕緣性能時，可以將其視為并聯(lián)或串聯(lián)電路進行分析。該方程可用于通過分析介電損耗相量圖來表示介電損耗。

3 電廠電氣設(shè)備故障診斷方法

電氣設(shè)備故障有三個主要特征：分別是隱性、顯性和區(qū)域性。許多電氣設(shè)備故障沒有明顯的外部性能，通過例行檢查很難找到它們，而一些電氣故障具有明顯的外部特征。它可以在日常檢查過程中及時發(fā)現(xiàn)和采取。許多電氣設(shè)備具有多個部件，這些部件需要對這些區(qū)域進行大量檢查以確定故障的確切位置并增加對電氣設(shè)備進行故障排除的難度。

3.1 狀態(tài)分析法

狀態(tài)分析方法是指基于電氣設(shè)備的故障狀態(tài)進行分析和診斷的方法。電氣設(shè)備運行過程主要分為這幾個階段，也叫做運行狀態(tài)，比如電動機。該操作可分為幾個過程，例如啟動，運行，正向旋轉(zhuǎn)，反向旋轉(zhuǎn)，制動和停止。在一些電氣設(shè)備運行的狀態(tài)下，故障頻率非常高，設(shè)備在一定狀態(tài)下的運行狀態(tài)是電氣設(shè)備故障分析的主要依據(jù)。

3.2 圖形分析法

每一套電氣設(shè)備都由相應(yīng)的設(shè)計圖紙設(shè)計完成。這些設(shè)計可在電氣設(shè)備故障排除中發(fā)揮重要作用。電氣設(shè)備有原理圖、施工圖、系統(tǒng)圖和位置圖等，諸如此類許多類型的圖紙，例如。在電氣設(shè)備的故障診斷中，有必要對圖紙進行綜合分析，以掌握圖紙的關(guān)系。

3.3 單元分析法

多個單元的運轉(zhuǎn)組合而成一套完整電氣設(shè)備，每個單元運行特定的功能。電氣設(shè)備一旦發(fā)生了故障，則表示其中一個單元功能已丟失。在對電氣設(shè)備進行故障排除時，設(shè)備的功能應(yīng)分為幾個特定的??單元，以便在較短的時間內(nèi)準確確定故障的位置。

4 變壓器振動故障分析

4.1 振動信號診斷法

當電力變壓器的鐵芯產(chǎn)生移位，松動和變形等故障時，變壓器不再是正常振動信號的狀態(tài)。而出現(xiàn)高頻成分，不同振動程度的鐵心位移、松動和變形與高頻的變化成正比。當變壓器磁芯改變時，信號的能量分布相應(yīng)地改變。

4.2 變壓器振動故障診斷方法的應(yīng)用

基于對振動信號故障診斷方法，若對時域信號頻譜進行分析，明顯看出各分量幅值出現(xiàn)明顯變化，因此判斷變壓器是否出現(xiàn)故障，通過進行測試確定其損壞程度。

5 結(jié)論

在這個階段，電氣設(shè)備在線監(jiān)測的應(yīng)用研究仍然缺乏實踐經(jīng)驗。許多監(jiān)測系統(tǒng)還不夠完善，需要繼續(xù)優(yōu)化改進，建立相應(yīng)的檢測標準體系，進行實踐和應(yīng)用研究。通過總結(jié)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷分析方法，實現(xiàn)電廠電氣設(shè)備的狀態(tài)維護，提高設(shè)備運行的安全性和可靠性具有重要意義。受限于狀態(tài)監(jiān)測的準確性，電氣設(shè)備故障在實際診斷過程中，還有賴于豐富的運行檢修管理經(jīng)驗。因此在總結(jié)了前人的經(jīng)驗，同時遵守規(guī)定原則的條件下診斷維修，才能提高進行電氣設(shè)備故障診斷時的效率，保障電氣故障診斷的質(zhì)量。保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

[1]田丹.發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷[J].黑龍江科學，2017，8（12）：56-57.

[2]樊長飛，李芳，孫蕾.電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（03）：5.