電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目：電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專科起點本科 專 業(yè)： 年 級： 年 春/秋 季 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日專心-專注-專業(yè)內(nèi)容摘要文中分析了電氣設(shè)備的在線監(jiān)測和故障診斷，論述了高壓斷路器、變壓器、金屬氧化物避雷器、電容型設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)，探討了電氣設(shè)備在線監(jiān)測的意義與維修意義，在線監(jiān)測技術(shù)是在被測設(shè)備處于運行的條件下，對電氣設(shè)備的狀況進(jìn)行連續(xù)或定時的監(jiān)測，電氣設(shè)備的故障診斷的方法，探討了電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況和電氣設(shè)備的在線監(jiān)測的發(fā)出趨勢和存

2、在的不足。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；在線監(jiān)測；故障診斷；發(fā)展趨勢；技術(shù)不足 目 錄1 緒論1.1 課題的背景及意義 近年來，國內(nèi)外電網(wǎng)大面積停電事故時有發(fā)生，原因大多與電網(wǎng)設(shè)備存在問題和電網(wǎng)運行問題有關(guān)。為防止電氣設(shè)備自身故障導(dǎo)致電網(wǎng)事故采用在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)來對電氣設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和診斷，已成為發(fā)展方向，并引起各方面的重視。加強電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)的研究及開發(fā)，在應(yīng)用中不斷完整，使之真正成為防止電網(wǎng)事故大面積停電的第一道防線。電氣設(shè)備的狀態(tài)檢測與故障診斷對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行有著十分重要的意義。通過對電氣設(shè)備進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測，可對設(shè)備的可靠性隨時作出判斷，從而能早期發(fā)現(xiàn)潛伏

3、的故障。因此對電氣設(shè)備絕緣早期和突發(fā)性故障進(jìn)行在線檢測和診斷，對設(shè)備安全運行狀態(tài)進(jìn)行綜合評估具有現(xiàn)實意義。為了保證電力設(shè)備質(zhì)量，在設(shè)備投入運行前都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，基本消除了由于質(zhì)量而引發(fā)的事故，為了發(fā)揮電氣設(shè)備的最大生產(chǎn)能力，常常需要進(jìn)行日常的科學(xué)管理和維護(hù)。目前，在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成為了電氣設(shè)備運行中不可缺少的一種技術(shù)之一，因此分析電氣設(shè)備在線監(jiān)測和故障診斷要點非常有必要，這是提高電氣設(shè)備運行效果的必要工作1.2 國內(nèi)外研究和發(fā)展動態(tài)1.2.1 在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)發(fā)展概況 國外對電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的研究，始于20世紀(jì)60年代。各發(fā)達(dá)國家都很重視，但直到7080年代，隨著傳

4、感器、計算機、光纖等高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，設(shè)備在線診斷技術(shù)才真正得到迅速發(fā)展。我國對電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的重要性也早已認(rèn)識。60年代就提出過不少帶電試驗的方法，但由于操作復(fù)雜，測量結(jié)果分散性大，沒有得到推廣。80年代以來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，我國的電氣設(shè)備在線診斷技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展。由于我國工業(yè)發(fā)展迅速，用電一直緊張，加之部分設(shè)備故障率較高，因此，對于推行在線診斷技術(shù)以提高電力系統(tǒng)的運行可靠性更為迫切。1.2.2 在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)發(fā)展方向 20世紀(jì)60年代，國外就已經(jīng)開始了對水電廠電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的研究，隨著傳感器、計算機、光纖等高新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，設(shè)備

5、的在線檢測技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，對于水電廠電氣設(shè)備的監(jiān)測與故障檢修的重要性，60年代就已經(jīng)提出過不少帶電監(jiān)測方法，但遺憾的是，這些方法由于操作復(fù)雜，測量結(jié)果分散性很大沒有推廣下去。隨著高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，進(jìn)入到80年代以來，我國的電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展。再加上，我國現(xiàn)在處于發(fā)展階段，工業(yè)發(fā)展迅速，用電一直很緊張，我國現(xiàn)在目前的設(shè)備并不是很先進(jìn)，有些設(shè)備很容易出現(xiàn)故障，這就造成了我國對于推行在線監(jiān)測技術(shù)和提高電力系統(tǒng)運行可靠性的要求更加迫切。 由于在線監(jiān)測技術(shù)中的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的難度，目前，不論國內(nèi)還是國外，多數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)的功能還比較單一，不能全面對水電廠電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)

6、測。在線監(jiān)測技術(shù)將朝著以下的方向發(fā)展： 1、多功能多參數(shù)的綜合監(jiān)測和診斷，在線監(jiān)測技術(shù)必須能同時監(jiān)測能夠反映電氣設(shè)備的狀態(tài)的多個特征的參數(shù)。 2、形成一套完整的分布式在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)λ姀S整個電氣設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)測和診斷，以便于更好的省時、省力和省錢。 3、由于目前的在線監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和靈敏度不是很高，因此，在未來的發(fā)展中，在線檢測技術(shù)必須不斷的提高檢測系統(tǒng)的可靠性和靈敏度。 1.3 本文的主要內(nèi)容本文研究的是電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷。全文共分為四章，各章內(nèi)容簡介如下：第一章緒論，簡述課題的背景和意義、論題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹論文的主要內(nèi)容；第二章電氣設(shè)備的在線監(jiān)測，電氣設(shè)備在線監(jiān)測的

7、概述、論述高壓斷路器、變壓器、金屬氧化物避雷器、電容型設(shè)備的在線監(jiān)測；第三章電氣設(shè)備的故障診斷，電氣系統(tǒng)的基本框架、故障診斷方法、遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)；第四章在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的不足，在線監(jiān)測裝置的穩(wěn)定性、在線監(jiān)測和診斷系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、電氣設(shè)備剩余壽命的預(yù)測技術(shù)本文最后對全文進(jìn)行總結(jié)，并指出了研究課題的未來發(fā)展方向。2 電氣設(shè)備的在線監(jiān)測2.1 概述電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)是指在設(shè)備使用期內(nèi)連續(xù)不斷檢查和判斷設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢的系統(tǒng)。通常通過設(shè)備運行狀態(tài)量反映設(shè)備運行情況，首先獲取診斷對象的狀態(tài)信息，采集電力設(shè)備的電壓、電流、頻率、局部放電量以及磁力線密度等信號(包括正常信號和異常信號)

8、。根據(jù)表征設(shè)備狀態(tài)量的各種信號的不同特性而采用不同的信號采集方法,常用的采樣方法有：1）一次性采樣，每次只采集一個足夠數(shù)據(jù)處理所需長度的信號樣本。2）定時采樣，按事前整定的周期進(jìn)行采樣。3）利用發(fā)生隨機故障時的信號突變進(jìn)行自動采樣。4）根據(jù)故障診斷的特殊要求采取轉(zhuǎn)速跟蹤采樣、峰值采樣等特殊采樣方式。針對不同的電力設(shè)備和任務(wù)要求其狀態(tài)監(jiān)測方法也不同。2.2 高壓斷路器的在線監(jiān)測2.3 變壓器的在線監(jiān)測2.4 金屬氧化物避雷器的在線監(jiān)測2.5 電容型設(shè)備的在線監(jiān)測3 電氣設(shè)備的故障診斷3.1 系統(tǒng)的基本框架通常，電氣設(shè)備的在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)應(yīng)包含信息檢測及傳輸、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)識別、預(yù)報決策等多個單

9、元。1）信息檢測及傳輸：按照不同的檢測對象和診斷目的，選擇相應(yīng)的傳感器檢測出反映設(shè)備運行狀態(tài)的特征量信號， 并將其轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字電信號。對于集中在控制室監(jiān)測或具有遠(yuǎn)程診斷功能的在線監(jiān)測系統(tǒng)，需要將采集信息傳送到數(shù)據(jù)處理單元，要配置專門的信號電纜或光纖。2）數(shù)據(jù)處理：從檢測單元傳輸來的數(shù)據(jù)需要在前臺機預(yù)處理和后臺機進(jìn)行綜合處理及分析，其中包括抑制電磁場干擾、維數(shù)壓縮等，最終提取出能真實反映設(shè)備故障的特征量，為診斷提供有效的數(shù)據(jù)。3）狀態(tài)識別（即診斷）：對經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元處理后的有效數(shù)據(jù)，與規(guī)程（導(dǎo)則）、歷史數(shù)據(jù)、運行經(jīng)驗及專家知識等進(jìn)行分析比較，對設(shè)備故障分類，對故障部位定位，對故障嚴(yán)重程度判定

10、。4）預(yù)報決策（或在線評估）：對狀態(tài)識別診斷出的故障，由決策支持系統(tǒng)根據(jù)預(yù)置的閥值進(jìn)行報警或由預(yù)測分析軟件對故障的發(fā)展趨勢和設(shè)備絕緣安全運行時間（或稱剩余壽命）等進(jìn)行評估推測，為狀態(tài)維修決策提供依據(jù)。3.2 故障診斷方法針對電力設(shè)備故障的多樣性以及一個故障多種征兆，介紹幾種診斷方法:1)利用多傳感技術(shù)和信息融合處理技術(shù)診斷某種故障不同的故障表象。多傳感技術(shù)利用多個傳感器從多側(cè)面、多角度觀測同一對象，即針對同一故障的多種故障表征，多層次多領(lǐng)域(時域、空間域、頻域)采集不同的特征量，選擇故障反映靈敏度高的狀態(tài)信息量，從而較全面的分析診斷故障。信息融合技術(shù)是將來自多傳感器的數(shù)據(jù)按照一定的準(zhǔn)則加以分析

11、和綜合的數(shù)據(jù)處理過程。因同一設(shè)備故障在不同特征空間的不同反映之間存在著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用融合技術(shù)“求同去異”可提高電力設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷的準(zhǔn)確性。但信息融合基本理論尚不完善，該診斷方法還有待研究。2)基于特征空間矢量的故障診斷方法，可通過對故障誤差的學(xué)習(xí)實時修正故障特征量。這種診斷方法具有一定的自適應(yīng)能力，適合于具有不確定性和慢時變性的復(fù)雜對象的故障診斷。其實質(zhì)是將每次的故障征兆矢量作為原先驗征兆矢量集中的一個新的先驗征兆矢量，并根據(jù)自適應(yīng)算法修正故障特征矢量。故障先驗征兆矢量不確定時，則需要人工判斷第一次故障。3)針對電力設(shè)備的固有特性以及在線監(jiān)測狀態(tài)信息量不足導(dǎo)致的不確定性，可考慮采

12、用模糊理論中的最大隸屬度原則診斷故障原因，判斷故障類型，將狀態(tài)信號與模糊數(shù)學(xué)方法結(jié)合起來分析故障的隨機性和模糊性問題。除了上述方法外，還可以結(jié)合人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法診斷故障，系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法診斷故障。3.3 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)4 在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)存在的問題4.1 在線監(jiān)測裝置的穩(wěn)定性在線監(jiān)測裝置的穩(wěn)定性是推廣及應(yīng)用的關(guān)鍵，其中既有技術(shù)問題，也有制造工藝的問題。1）元器件的老化：在線監(jiān)測裝置所用的元器件種類多，特別是電子元器件在現(xiàn)場惡劣環(huán)境下運行，在電力系統(tǒng)過電壓、 短路故障等沖擊作用下易于損壞。 如前臺機(含傳感器及輔助電路元器件)直接安裝在設(shè)備上或附近，不僅環(huán)境因素復(fù)雜

13、，而且連續(xù)高溫或大范圍的溫度變化對元器件的壽命和穩(wěn)定性影響很大。后臺工控機質(zhì)量不高，沖擊負(fù)荷對主板電路和控制器件的危害很強，死機現(xiàn)象時有發(fā)生。2）電磁兼容性：雖然研究者和制造商們花了很大的力氣研究防電磁干擾的問題， 但從目前的技術(shù)水平看， 就在線監(jiān)測本體而言， 采用硬件與軟件結(jié)合、 以軟為主的主導(dǎo)思想對解決從強電磁場干擾信號完全淹沒中提取微弱在線監(jiān)測信號已有諸多的措施，在實驗室已經(jīng)可以做到非常高的精度。但問題在于對不同變電站的干擾源及其傳播路徑需要作出對應(yīng)的分析，并采取相應(yīng)的措施。 因此，需要在總結(jié)運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上， 制定相應(yīng)的出廠和安裝完后交接時的電磁兼容性試驗標(biāo)準(zhǔn)。3）現(xiàn)場維護(hù)：由于在線監(jiān)

14、測的傳感器及前置放大器等輔助器件， 在長時間復(fù)雜而惡劣環(huán)境中運行后， 電子器件因老化而使相應(yīng)特性及靈敏度發(fā)生變化，光敏、氣敏等傳感器件敏感性降低，機構(gòu)部件不靈等，都會使檢測的數(shù)據(jù)發(fā)生偏差，需要定期重新設(shè)置標(biāo)定、檢修或更新。 因此，在線監(jiān)測裝置廠商需要給出可靠的免維護(hù)時間或更換周期， 需要建立自己產(chǎn)品分布的信息管理網(wǎng)站和高水平的快速反映維護(hù)隊伍， 用戶也要有從事在線監(jiān)測裝置維修與檢測的專職工程師。4.2 在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化由于在線監(jiān)測技術(shù)及裝置還處于研發(fā)階段，監(jiān)測的技術(shù)、方法和診斷軟件都在不斷完善和改進(jìn)，加之市場競爭導(dǎo)致相互溝通少， 因此在線監(jiān)測裝置與診斷裝置的標(biāo)準(zhǔn)化問題都不可能很快建立

15、。1）監(jiān)測裝置：從發(fā)展趨勢來看，應(yīng)當(dāng)盡早制定一個采用現(xiàn)場總線技術(shù)的行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)通訊規(guī)約，建立標(biāo)準(zhǔn)化的庫標(biāo)準(zhǔn)和完善的信息管理系統(tǒng)，使各個廠商之間的產(chǎn)品都具有開發(fā)性、 可擴展性和互換性。這樣，既可以讓用戶從不同特色廠家優(yōu)化組合一個監(jiān)測裝置的各個單元， 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，又可以減少廠商的維護(hù)隊伍，同時用戶也可以及時進(jìn)行搶修。2）診斷系統(tǒng)：眾所周知，在運行條件下獲得在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與離線試驗數(shù)據(jù)之間有一定差異， 不能把在離線試驗診斷標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)作為在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。 就目前而言，通常采用橫比(同類設(shè)備相比)、縱比(同一設(shè)備的趨勢分析)和綜合分析(綜合在線與離線歷次數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗) 相結(jié)合

16、的診斷思路是可行的。4.3 電氣設(shè)備剩余壽命預(yù)測技術(shù)5 結(jié) 論總結(jié)本次論文所做工作，取得的成果，指出還有哪些不足和需要改進(jìn)的地方、課題的未來發(fā)展方向等等。結(jié)論是整篇論文工作的總結(jié)。結(jié)論是在理論分析和設(shè)計結(jié)果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析、歸納的過程而形成的總觀點。結(jié)論必須完整、準(zhǔn)確。參考文獻(xiàn)1 張萬山，王小四.空氣質(zhì)量的研究.環(huán)境學(xué)報，2000，34(6):13-17.2 張完善.有色金屬材料.第二版.大連：金屬工業(yè)出版社，1998.89-90.3 張完善，劉六，等.第五屆科學(xué)管理國際會議論文集.北京：管理工程出版社，2001.18-19.4 張完善，劉六.校園環(huán)境與學(xué)風(fēng)建設(shè).城市日報，2002年3月5日，第2版.5 Borko H, Bernier C L.Indexing concepts and methods.New York: Academic Pr.,1978.說明：1.同學(xué)需按此格式（字體為五號、宋體），把論文中引用的他人的文章或書籍，標(biāo)記下來，參考文獻(xiàn)要求至少四篇以上。2.參考文獻(xiàn)中所列的論著，應(yīng)按文