运行故障诊断

运行故障诊断（精选十篇）

运行故障诊断 篇1

在新能源不断开发利用的背景下, 燃机已经成为原动机中的重要成员, 其在结构方面更加紧凑, 运行过程更加稳定可靠, 在快速启动的基础上能够有效的带动负载, 且热效率较高, 所以在一些能源部门以及电力部门得到了广泛的应用。燃机的运行特点符合了当下国家的政策号召, 不仅运行效率高, 并且污染小, 在节能减排方面是比较好代表。但是一旦燃机发生故障, 将会产生严重的安全事故, 并且造成一定的经济损失, 所以做好燃机的故障分析以及运行维护非常关键, 是企业能够安全稳定运行的重要基础。

1 燃气轮机智能诊断方法

1.1 基于规则的专家系统诊断方法

这种诊断方法相对来讲比较保守, 在早期的故障专家诊断系统中比较常见, 主要是利用以往发生的故障以及征兆总结出来的经验, 然后将这些经验通过更加直观的方式表述出来。基于规则的故障诊断方法更容易让人接受, 相关的知识表达都比较简单, 所以在诊断速度方面比较快, 数据的存储空间较小, 在编程和系统开发方面更加简便。但是这种诊断方法也存在一定的缺陷, 因为系统中存储的故障诊断都是以前的经验, 也就是说只有发生过的故障才能够诊断出来, 而对于新的故障模式在系统中还没有与之相匹配的原型, 所以无法检测, 这在故障检测方面容易造成误诊或者诊断失败, 影响到燃机运行的安全性。

1.2 基于神经网络的诊断方法

从映射的角度分析, 故障诊断的实质是建立从征兆到故障源的映射过程。人工神经网络的优点是高度非线性、高度容错和联想记忆等。但是, 人工神经网络应用于故障诊断也存在许多不足, 诊断方法属“黑箱”方法, 不能揭示出系统内部的一些潜在关系, 无法对诊断过程给予明确解释。网络训练时间较长, 并且对未在训练样本中出现的故障无诊断能力, 甚至得出错误诊断结论, 这些都增加了神经网络在实际应用中的困难。

1.3 混合智能故障诊断方法

根据不同的发动机系统参数, 结合智能故障诊断方法的特点采用多种方法的诊断系统称为混合诊断方法。具体智能诊断方法的选用原则根据发动机各系统故障的征兆以及故障状态下的历史数据来决定。通过选择恰当的模糊隶属函数, 将测量参数表示成对某个模糊子集的隶属度并传递给神经网络进行诊断, 得到的是对各种故障原因严重程度的表示, 这样的结果可以使得现场工作人员采取更加有效的措施。

2 高温部件的损伤机理

2.1 热疲劳

热疲劳主要是指燃机中的部件在受到热应力变化时, 对零件材料产生的破坏现象。出现热疲劳主要是和燃机的运行程序有一定的关系, 在燃机启动、加速、升负荷、降负荷以及停机的过程中, 所产生的温度变化都会对零件产生不同程度的损坏, 对于高温部件尤其明显。燃气透平叶片经受高温的重要区域, 在点火以及升负荷的过程中, 因为在叶片的边缘首先受到进气侧的影响, 所以温度上升较快, 叶片就会产生压缩应变, 而当停机时, 进气侧的冷却降温会导致叶片温度骤然下降, 所以在叶片边缘会产生拉伸应变, 在这种循环状态下, 透平叶片就会出现裂纹, 长此以往, 裂纹面积不断扩大, 严重时就会导致叶片断裂。

2.2 蠕变

燃机高温部件在高温环境中的长期运行使其发生蠕变。部件基体材料长期工作在高温环境下, 金相组织逐渐变化, 晶界弱化, 材料持久强度和抗蠕变性能明显下降, 出现塑性变形。

2.3 氧化和腐蚀

为了保护燃机高温部件的安全性, 在基体材料的外部会涂上一层保护层, 但是由于高温部件需要在高温的状态下长期运行, 所以表面的涂层容易被侵蚀而脱落, 从而导致基体材料暴露在高温环境下, 对于基体材料产生氧化以及腐蚀, 影响到燃机运行的安全性。

3 燃机高温部件的运行维护技术

3.1 内窥镜检查

利用内窥镜检查能够有效的降低维护成本, 提高燃机的运行效率。通过内窥镜能够检测出燃机内部高温部件的运行状态, 看其是否存在烧蚀、裂纹以及涂层脱落等现象, 然后根据检查到的结果, 制定出合理的检修计划, 从而有针对性的购置更换备件。这种检查方式为检修计划的制定提供了有利的依据, 减少了不必要的检修次数, 在降低检修成本的基础上, 有效的提高燃机的运行效率。

3.2 在线运行参数监测

在线监测在技术上更加先进, 通过在线监测能够及时的掌握燃机的运行状态, 从而及时发现燃机的故障。在线监测的运行参数主要包括燃机负荷与对应的排气温度、振动数据、燃料流量和压力、排气温度及其分散度的变化等。在获取监测数据后, 建立一个高温部件在正常运行状态下的基准数据, 然后在燃机运行的过程中, 将采集到的数据与基准数据进行对比, 如果与基准数据之间存在较大的偏差, 就说明部件的状态出现异常, 可以对故障进行快速的排查与诊断。燃机排气温度及其分散度的监测尤为重要, 原因在于大部分燃烧系统故障均首先体现在排气温度分散度的变化上。所以应该加强对排气温度场的监测力度, 如果对比数据出现较大的变动, 则说明燃机的运行状态出现恶化的迹象, 需要及时检修。

3.3 金属监督

燃机高温部件的金属监测分为非破坏性监测和破坏性监测, 前者主要有目测 (窥镜) 、萤光、磁粉、超声、X射线 (工业CT) 、电涡流等方法, 后者则是从受检高温部件取样进行金相分析、材料力学性能试验和热处理性能试验。燃机高温部件的金属监督, 需要建立非破坏性监测手段;建立高温部件的技术档案, 熟悉所选用材料的性能及长期运行的组织性能变化情况;掌握和熟悉燃机维修手册对高温部件的控制标准。

4 结束语

燃机运行的稳定性与安全性对企业的经济效益具有直接的影响, 所以应该加强对燃机故障的检测与维修, 尽量减少故障的发生, 提高燃机运行的效率。为了确保燃机运行的安全性, 需要建立完善的故障维修体系, 做好检修计划, 提高故障维修人员的专业技术水平以及综合素质。根据企业的实际发展情况, 需要建立一套完善的燃机故障诊断系统, 通过智能诊断, 对于存在的异常现象能够提前发出预警, 减少故障的发生几率。智能故障诊断系统能够快速准确的对故障部位进行定位, 从而减少维修的时间, 提高燃机的运行效率。随着新技术、新工艺的应用, 燃机的故障率会不断地下降, 为我国工业的发展创造有利的条件。

参考文献

[1]王延辉.影响燃气轮机启动时间的因素和出现的故障[J].科技创新导报, 2011 (14) :112.

[2]宋宏海, 黄治国.燃气轮机产业发展现状及策略分析[J].中国军转民, 2011 (8) :98.

电力运行故障“三不放过”等 篇2

1、事故查不清不放过。

2、事故责任者和群众没受到教育不放过。

3、没有整改措施不放过。

变电所交接班制度

1、接班人员应按时到达岗位，做好接班准备工作。

（1）查看上一班记录，听取上一班值班人员的运行介绍。

（2）查看仪表、工具，并在交接班记录本上签名。

（3）检查设备运行情况。

2、下列任何情况下均不得进行交接班：

（1）上一班运行未交代清楚。

（2）设备故障影响运行，影响营业时。

（3）领班未到。

（4）接班人员酒后上班。

3、有以上现象应及时向主管报告。

大商迈凯乐物业管理有限公司

工程部

一九九九年七月

变电所值班制度

1、值班人员必须坚守岗位，不得擅自离岗，按规定定期巡视设备运行情况，如离开值班室去巡视和抄表应告知同值班人员。

2、密切注意设备运行状态，做到腿勤、眼尖、耳灵、手快、脑活，及时发现和处理隐患。

3、值班人员接到维修报告时，应及时通知有关人员前往处理。

4、发现设备故障，当班人员无法处理时，应及时报告上级人员组织处理。

5、值班人员因情况需要调班时，必须事前报请主管同意。

变电所安措计划

1、定期做好绝保试验。

2、定期做绝保工具的试验。

3、每两年进行一次电工培训学习。

4、每年进行两次全面清扫，保持卫生。

大商迈凯乐物业管理有限公司

工程部

电力设备运行发热故障的诊断及检修 篇3

【关键词】电力设备；发热故障；诊断及检修

1.电气设备故障诊断的目的

设备故障诊断的目的：（1）保证设备安全，防止突发事故；（2）保证设备精度，提高产品质量；（3）实施状态维修，节约维修费用；（4）避免设备事故造成的环境污染；（5）提高企业设备的现代化管理水平，给企业带来较大的经济效益和良好的社会效益。

2.检修前的调查研究

对于电气设备经过一段过程与时间运行，会产生各种各样的故障，电导致设备停止运行影响生产，严重的甚至会造成人身、设备事故。其故障大致可分为两大类：（1）具有外特征直观性的故障，如电动机、电气明显发热，冒烟，散发焦臭往往是电动机，电气绕组过载，线圈绝缘下降或击穿损坏，机械阻力过大或机械卡死，短路或接地所致。（2）没有外特征的隐性故障。这类故障时检修的难点，也是主要故障，其主要问题在电气线路或电气元件本身。如电气元件调整不当、损坏或电气元件与机械操作杆配合不当（如磨损）、松动错位，电气元件机械部分动作失灵，触点及压接线头接粗不良或松脱，导线绝缘磨破，元件参数设置不当或元件选择不当等原因所致。

调查研究是设备检修的前奏，是故障分析的第一手资料，调查研究正确、全面、对检修工作往往起到事半功倍的效果。调查研究的主要方法是问、闻、看、听、摸、拽。

（1）问。询问设备使用者故障发生前的情形、异常现象、以往病史情况、故障前有否操作失当或某操作杆、按钮失灵或误动作等。如果是初次检修该设备，还应向使用者了解各操作机构的功能、控制关系、操作顺序等为分析电气故障，迅速查找故障点提供依据。（2）闻，是否有绝缘漆、塑料、橡胶等过热、烧焦的刺鼻气味。（3）看，察看熔断器的熔体是否熔断，触点是否烧熔或烧灼。如果再现故障（注意不能扩大故障），看接点间有无火花。（4）听。电动机、继电器、控制变压器、电池阀等电器的机械动作机构在运行或动作中是否有异常声音。（5）摸，切断电源，用手背（如果温度过高烫手，人可本能地迅速缩回，避免烫伤）触摸电动机外壳、电器线圈等，判断其是否有明显的温升与局部过热现象。（6）拽，切断电源，轻拽电线是否松动。通过调查研究，一般来说，具有外特征直观性一类故障可找出；对较熟悉的电气设备的电力还可大致确定故障范围。

3.在排除故障的过程中，要遵循以下原则

（1）从故障现象的确定来分析、检测和判断，都要保持清醒的头脑。“运筹帷幄，决胜千里”。正确的分析，可以起到事半功倍的效果。不要遇到故障，拿起表就测，拿起工具就拆，要养成良好的分析、判断习惯，要做到每次测量均有明确的目的，即要知道测量的结果能说明什么。

（2）一般情况下，以设备的动作顺序为排除故障时分析、检测的次序，以此为前提先检测电源，再检查线路和负载，先检查公共回路，再检查各分支回路；先检查控制回路，再检查主电路；先检查容易测量的部分（如电气箱内），再检查不容易检测的部分（如设备上的器件）。例如B2012A型龙门刨床出现刨台不能“前进”，也不能“步进”。分析：出现这种情况，说明电机扩大机、直流发电机、直流电动机及励磁机构，均是正常的。电机组工作正常，交流控制电源正常，刨台自动循环回路中交流回路、直流回路的公共部分正常，刨台“步进”、“步退”，直流回路的公共部分正常。故障范围应在：交流回路、“刨台步进、前进控制”回路和直流回路的刨台步进和前进两条支路。

确定故障范围后，根据工作原理，直流回路的工作靠中间继电器触头控制，而中间继电器的线圈在交流回路，所以应先检查交流回路。检查交流回路时应先观察继电器的动作情况，若按下步进按钮和前进按钮，继电器线圈均不得电，可用电压法或电阻法先检查前进继电器线圈、后退继电器联锁点、后退按钮常闭触头、前进换向行程开关常闭触头即导线的连接等公共部分的线路，后检查步进按钮、前进按钮、自动循环继电器常开触头及它们的连线。确定交流回路正常后，对直流回路进行检修，先观察中间继电器得电后，给定电源供电的时间继电器线圈是否得电，以判定中间继电器这个触头及连线是否良好。测量时间继电器触头后级的直流电压是否正常，以判定时间继电器的触头是否良好。这些部位正常后，若故障现象仍存在的话，可用电阻法和电压法分别测量直流回路中“步进”、“前进”两条支路，并处理故障点。

（3）测量某一支路时，可从电源向负载方向逐步测量检查。比较熟练后，可以直接从线路中间某些位置进行检测，可较迅速地缩小故障范围，直至找出故障点。

（4）进一步缩小故障范围，找出故障点，并排除故障。

对故障点的处理要合理、可靠，要根除故障。如对热继电器动作，不但要使热继电器触头复位，而且要查出过载的原因并处理；对熔体熔断，不但要跟换新的熔体，而且要查明熔体熔断的原因并处理，应向有关人员说明应该注意的问题。

4.一些特殊电磁量及诊断方法

（1）轴电压：运行时转轴两端的电位差。设计和正常运行的电机设备其值很小。当电机设计、调整存在问题，电机出现故障的情况时，电机往往会出现较高的轴电压，轴电压产生的原因通常有：磁通脉动，通常由磁路不对称或磁场畸变引起；单极效应；电容电流等因素。轴电压含有交流分量、直流分量和高频分量，必须进行频谱分析。

（2）负序不对称电流 ：出现可能原因有：①三相负荷不对称；②发生不对称故障。

（3）电气试验测量结果：对试验结果的分析与判断能发现可能存在的电气故障隐患。

（4）感应电势的微分探测。

采用微分探测线圈，安装在定转子间气隙或固定于定子槽内，由于探测线圈的感应电势正比于转子各槽漏磁密波的微分，从感应电势波形图可以判断对应各槽有无匝间短路。

5.结语

综上所述，对于电气设备故障与检修，不可忽视机械对电气控制的影响。许多电气设备的电气元件的动作是由机械、液体压力来推动的，因此，在电气故障检修之前，应注意检查调整和排除机械、液压部分的故障，这对电气检修是很有帮助的。

【参考文献】

[1]李敬梅主编.电力拖动控制线路与技能训练.中国劳动社会保障出版社.

汽轮发电机运行故障诊断与预防 篇4

目前, 中国主要发电形式仍然是火力发电。中国火力发电的发展从火电装机容量可显而易见, 近年来已达8×108k W。目前, 运行中火力电机组所呈现出的特点是高参数、大容量。随着火力发电发展及火力发电系统不断完善, 作为火力发电系统心脏的汽轮发电机的正常运行是保证火力发电系统稳定性与安全性的关键。汽轮发电机运行故障及相关安全事故是目前火力发电系统运行过程中比较常见的问题, 要想促进火力发电系统发展就必须解决汽轮发电机运行故障与事故的发生问题。本文将主要针对汽轮发电机几个运行中的故障进行详细分析, 探讨相关解决对策[1,2,3]。

1 汽轮发电机运行过程中主要故障及相关诊断方法

汽轮发电机由于部件结构复杂且在运行过程中所涉及方面较多, 通常会产生运行故障, 且故障分布部位各不相同, 不同类型故障发生的频率及严重性也有所差别。以下将对汽轮发电机几个主要故障及其诊断方法进行分析。

1.1 定子绕组故障及诊断

中国近年来采取的大型汽轮发电机的冷却方式多为“水—氢—氢” (定子绕组水内冷—转子绕组氢内冷—定子铁芯氢冷) 方式[4]。在相对落后的设计与制造工艺下, 对生产流程、工序控制及检验维修相关工序的质量管理出现较大问题, 加上发电机在运行过程中所承受的热应力及机械应力影响, 出现定子绕组接地和短路故障, 严重影响发电机正常运行。定子绕组故障多见于绕组端部, 主要的故障类型可分为7个:a) 定子引线及线棒的铜导体因为运行疲劳, 出现断裂现象;b) 定子冷却水回路出现堵塞现象;c) 接头焊接工艺质量未能过关, 造成接头在短期内出现损坏, 影响设备正常运行;d) 定子绕组出现漏水现象;e) 绕组端部紧固件在运行过程中出现磨损现象;f) 定子绕组绝缘部分出现故障;g) 在运行过程中, 定子绕组出现遗留金属异物, 影响正常运行。

1.2 转子绕组故障及诊断

匝间短路故障、对地绝缘故障、集电环- 电刷装置烧损及热变形等是转子绕组故障的主要类型。造成转子绕组匝间短路及接地故障的主要原因包括五点:a) 运行中转子绕组出现过热现象, 引起绝缘破坏;b) 由于制造工艺问题, 造成局部缺陷, 未能正常工作;c) 冷却器出现漏水现象, 焊渣、金属异物在运行过程中进入转子绕组, 影响正常运作;d) 水内冷转子绕组出现堵塞现象, 局部设备无法冷却, 温度过高, 烧损匝间绝缘;e) 运行中的机械应力仪器热应力造成绝缘损坏。热变形的主要产生原因是汽轮发电机组在运行过程中受到机械作用及热膨胀而产生变形现象。在残余变形作用不断加强的情况下, 转子绕组端部及槽部发生损坏, 会出现接地故障或匝间短路现象, 在这一现象程度加深的状况下, 引起绕组断裂[5]。

1.3 定子铁芯故障及诊断

这一故障主要的产生原因是制造与装配工艺出现问题。在制造过程中, 硅钢片表面绝缘漆厚度及硅钢片自身厚度与设计要求的偏差、铁芯装压过程中冷热压次数及压力的大小、冲剪及去边缘毛刺工艺、两端压指的高度偏差等都会引起定子铁芯故障。另外, 长期变电磁力作用下的定子电机铁芯叠片会出现部分或整体松弛现象, 有效铁芯片间常选绝缘破坏、出现局部过热及片间短路现象。这一现象影响下, 容易出现发电机安全故障。

1.4 负序电流绕损转子故障及诊断

汽轮发电机的一般运行状态为三相负荷对称状态。因此, 不对称故障是三相负荷出现不对称状态中的短暂运行状态问题。在单相重合闸动作过程中, 电力系统通常会出现两相短路及单相接地故障。发电机出口开关在任何状态下未能同时切断三相负荷操作时, 也会出现上述现象。在发电机不对称状态中, 定子绕组中会同时存在正、负序电流及电压。负序电流会产生反向旋转磁场, 造成转子铁芯、阻尼绕组、励磁绕组内部电流量增加, 引起铁耗及杂散铜耗。发电机组在这种情况的运行下会出现转子过热及效率下降问题, 情况严重时会烧毁转子。同时, 在继电保护不正确及相应故障处理不到位情况下, 会出现严重安全事故[6]。

2 汽轮发电机运行过程中主要故障的预防措施

针对上述汽轮发电机运行故障问题, 在汽轮发电机的制作及安装过程中, 需进行严格把关, 注意相关技术要点, 做好预防措施。

2.1 定子绕组故障预防措施

a) 对定子绕组线棒的成型与胶化进行工艺改善, 对鼻部的切向及径向、端部的渐开线进行固定;b) 测定水路堵塞状况, 采取超声波流量计检方式或热水流试验, 依据运行要求对内冷水质进行严格控制, 检查水冷系统检温计指示是否正常;c) 对线棒接头焊接工艺质量进行严格检验, 整形处理相关导线, 保证接头光滑;d) 依据实际应用情况对接头进行改进, 严格控制焊接质量, 检测空心铜线质量, 完善定子绕组绝缘引水管布局;e) 定期检修定子紧固线紧固情况及定子端部线圈磨损情况, 并进行及时处理;f) 对定子绕组绝缘性能进行定期检测;g) 避免安装过程中在定子内部遗留金属异物, 安装过程中仔细检查定子绕组的相关线圈夹缝[7]。

2.2 转子绕组故障预防措施

依据实际运行状况对转子通风结构进行重新设计与改善, 及时处理导体通风孔堵塞、错位的问题。对转子绕组铜线上的杂物进行及时清理。对绕组端部绝缘工艺进行及时改进。检修过程中注意对绕组绝缘老化问题进行仔细检查及及时处理。在运行过程中, 加强对设备的维护工作, 避免转子绕组长期在过热状态下运行。对转子滑环周围碳粉进行定期清理, 对滑环正负极性进行及时更换。对电刷及集电环滑动接触中的气垫现象进行及时处理, 保证并联运行的电刷上的电流均匀分布。通过微分探测线圈方式对转子绕组进行在线监测, 及时预警匝间短路现象。采用专业设备对电刷火花进行在线监测, 避免集电环小室被油污侵入。

2.3 定子铁芯故障预防措施

对制造过程进行严格监测。认真去除冲压后的硅钢片边缘毛刺。为避免叠压过程中绝缘损坏问题, 对压装力度进行严格控制, 以保证定子铁芯的压装质量。在机组检修过程中, 对穿心螺杆及定位筋螺杆的螺母松紧程度进行检查, 确保螺母的紧度。通过铁芯耗损及升温试验对铁芯故障进行检查, 通过红外热像仪对定子内膛铁芯表面温度分布状况进行测量, 查找故障点。

2.4 负序电流绕损转子故障预防措施

采取负序保护装置对稳态负序电流进行实时监测。配备报警设备, 对负序电流异常状况进行及时预警。对断路器制造质量进行严密控制, 对运行过程中断路器的三相状态进行检测, 配备断路器失灵保护装置。对断路器三相异常问题进行及时处理, 通过减小汽轮机输出功率及发电机励磁电流来降低负序电流。保证器件质量, 对灭磁开关进行定期更换, 针对无刷汽轮发电机进行有效的灭磁处理。

3 结语

由于汽轮发电机是火力发电系统中的关键, 汽轮发电机所产生的故障会造成大面积停电事故及设备损坏、电网安全问题等, 不仅为火力发电厂带来较大经济损失, 还为用电安全及火力发电行业的发展带来了较大阻碍。通过对汽轮发电机几个运行中的故障进行详细分析, 探讨了相关的故障诊断及预防对策, 为汽轮发电机正常运行提供了有效保障。

摘要：为了促进火力发电正常发展, 主要针对汽轮发电机运行中的几个故障进行详细分析, 探讨相关解决对策, 希望为类型相同或相似汽轮发电机的正常运行提供有价值的参考。

关键词：汽轮发电机,运行故障,诊断,预防

参考文献

[1]李天波.汽轮发电机运行故障诊断与预防[J].科技信息, 2013, 17 (30) :134.

[2]李强.汽轮发电机的安装与故障分析[J].中外企业家, 2014, 36 (30) :220.

[3]王宏生.汽轮发电机运行故障诊断与预防[J].科技创新与应用, 2015, 13 (32) :110.

[4]王喜斌, 曹宏玉.汽轮发电机运行故障诊断与预防[J].民营科技, 2013, 11 (32) :4.

[5]张光达, 尹正军, 谢炜, 等.大型汽轮发电机状态监测与故障诊断系统的开发与应用[J].山东电力技术, 2010, 1 (30) :6-9.

[6]孙伟.大型汽轮发电机振动故障诊断与分析[J].中国新技术新产品, 2014, 3 (32) :121.

故障诊断读书报告 篇5

碰摩诊断案例分析综述

Diagnosis of Rubbing Fault Case Analysis were Review

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摘要

随着机组精度的不断提高，动静间隙的不断缩小，并受到不平衡、不对中、热弯曲等的影响，经常发生转子碰摩故障。本文以机组故障为实例，通过振动信号的时域、频谱以及转速三维谱图分析，对机组的碰摩故障进行分析诊断。

关键词：故障诊断；时频分析； 理论分析

Abstract The paper discuss the important problem in software development——requirements analysis.Developer and user always ignore the communication, it causes directly the software does not meet the good demands of the user, and cost a lot of time and money.Moreover, it affects the performance of the software.So, the requirements analysis is important in the early time of the development.This paper mainly discusses the requirements analysis’s influence on the system design from requirements develop, requirement management, and requirement program.Keywords：software requirement, requirement analysis, system design

目 录 振动信号的分析方法.................................................................................................................1

1.1 频域分析..........................................................................................................................1 1.2 三维频谱图分析..............................................................................................................1 2 转子碰摩故障特征.....................................................................................................................1 3 故障实例.....................................................................................................................................1

3.1 烟气轮机组碰摩故障诊断...............................................................................................1 参考文献...........................................................................................................................................1 振动信号的分析方法

1.1 频域分析

频域分析能通过了解测试对象的动态特性[1]，对设备状态作出评价，准确而有效地诊断设备故障并进行故障定位，为防止发生故障提供分析依据。

频谱分析可以解决以下问题：

（1）求得振动参量中各个频率成分和频率分布的范围；

（2）求出振动参量各个频率成分的幅值或能量，从而得到影响设备运行状态的主要频率值及其对应的幅值。

1.2 三维频谱图分析

三维频谱图对于分析振动故障是很有用的手段，特别是以转速作为第三维的三维频谱图，能较清晰地显示各倍频分量随转速的变化情况。清楚地显示出基频、二倍频、三倍频等诸分量随转速升高时的分布情况。转子碰摩故障特征

高速叶轮机械发生转子碰摩故障时有许多明显的特征，如表 1所示。

表 1 高速叶轮机械转子碰摩故障特征

特征参数 主特征频率 常伴频率

故障特征

低次谐波、高次谐波、组合谐波 工频（一倍频）故障实例

3.1 烟气轮机组碰摩故障诊断

某烟气轮机组（结构简图如图 1所示），在正常检修后开车时发现前端振值较大且不稳定，并呈持续缓慢上升状态，停机时振值已达再次试运时进行了跟踪测试。机组转速在低于时振值及相位均稳定且随转速变化不大，轴心轨迹稳定；转速达到（电机投用）后轴心轨迹开始变得杂乱，且烟机前端水平向振动明显增大；频谱图上三倍频处出现一个振动频带，且随转速上升振动能量越来越大，时域波形有明显的削波现象。

图 1 烟气轮机组结构简图

频谱分析得出的结论是机组存在严重的碰摩故障。解体检修发现，烟机叶轮上叶片根部锁紧销钉与隔板发生严重的整周碰摩，整周的销钉已磨损掉。修复叶片根部锁紧销钉并重新调整了烟机叶轮的位置后开车，机组振动恢复正常。结论

1.碰摩通常发生在不应接触的相对运动的表面，影响碰摩的因素比较复杂，在出现故障时，都会有故障特征，可通过振动信号分析对故障进行诊断。一般来说，转子与静止件发生摩擦时，受到的静止件附加作用力是非线形的和时变的，因此使转子产生非线性振动，在频谱图上表现出频谱成分丰富，不仅有工频，还有高次和低次谐波分量。碰摩严重时，各频率成分幅值迅速增大，转子失稳前频谱丰富、波形畸变、轴心轨迹不规则变化、正进动，转子失稳后波形严重畸变、轴心轨迹发散、反进动、时域波形有明显的削波现象。

2.在汽轮机起动发生动静碰磨时，要根据现场的情况灵活的采取措施，如果是轴封与转子碰磨，在条件许可或有把握的情况下，在较低的转速下可以通过“磨齿”的方法来扩大汽封间隙，减弱动静碰磨，但更换蜂窝汽封后发生动静碰磨，应视情况揭缸处理。

参考文献

变电运行常见故障问题初探 篇6

【关键词】变电运行；原则；措施

【中图分类号】TM771

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0313-01

前言

变电运行的主要目的在于能够实现电力系统中的设备的正常运转，在这个过程中要求工作人员实时做好相关的设备监测和维护，由于变电系统具有设备数量多、线路较为复杂、人员较为分散等特点，一定程度上增加了变电系统的故障发生几率。这种情况下，要求变电系统的工作人员要提高警惕，做好系统的故障巡检，因为一旦发生系统运行故障，不仅会严重的威胁用户的正常用电，还会给变电站造成较大的经济损失，并产生一定的安全威胁。下文中笔者将从几个方面，对变电系统运行过程中一些常见的故障问题进行分析。

1　处理故障的原则

1.1　“及时汇报”原则

所谓及时汇报，就是在发现系统运行异常的第一时间向有关部门汇报其故障的相关情况，以便上级单位根据故障的发生时间、位置和严重程度及时的做出应急处理方案，避免由于时间上的贻误导致的故障扩大和处理不及时造成的损失。在汇报的过程中，工作人员不仅应当详细的描述设备的故障形式，还应该对目前的系统运行环境做细致的阐述，另外还要对上级部门作出的应急指挥进行正确的服从和操作。

1.2　“合理隔离”原则

所谓合理隔离，就是在故障的抢修阶段，工作人员应该根据故障的危险性做相关的处理，也即是说如果设备的运行会危及工作人员和抢修人员的人生安全，应当及时的停止设备，如果必须启动，则要采取相应的安全措施，做好人身防护，即所谓的安全隔离。

2　变电运行设备常见故障原因和处理措施

2.1　变压器故障处理

变压器作为变电系统的最重要的运行设备，也是变电系统的故障的多发环节，一旦值班中的工作人员发现系统中的变压器存在运行异常的状况，应当马上向上级单位汇报。如果是变压器的油温存在异常，那么应当对多个温度计的显示结果进行对比，然后充分的考虑当时的天气环境和系统的运行负荷等原因，判断其油温的升高或者异常是否是由于冷却系统的故障导致的，如果确认，应当立即的停止变压器的运转，并及时进行修复。

2.2　断路器故障处理

就目前我国的变电站的配置来看，SF6断路器的应用范围最为广泛，这种断路器的最主要的应用特点就是如果压力存在异常，会发出，“SF6压力低”的报警信号，这时工作人员应该及时的赶到现场，认真检查断路器的运行情况，并对压力表的相别进行判断，然后指派专门的技术人员进行处理。一般来说，断路器的压力降至SF6时，应该根据断路器的分合闸的状态的不同进行不同的处理，首先如果此时分合闸的状态是说闭锁的，那么就说明断路器的压力异常是由于系统中的液压机构的运行问题导致的，处理的方式应该是断开合闸电源小开关，更换合闸装置；而如果报警发生时的断路器的分合闸的状态是开合的，那么就说明引发系统压力异常的原因是由于系统的电源失压导致的，这个时候工作人员不能随意的进程处理，而是要向上级单位申请相关的停电操作指示。

2.3　互感器故障处理

互感器作为变电系统中的又一个重要设备，也是故障的多发区，当工作人员发现系统的互感器存在异常的声响，并伴随有异味时，应当及时的检查互感器的运行电流和功率，如果此时的电能计量表无法正确的指示数值，那么可以初步的判断为互感器二次回路开路故障。工作人员应该对具体的开路部位进行检查，也就是查找有火花放电声、冒烟和烧焦现象的部位，并及时的做短接处理，以便恢复其运行，如果短接处理无法恢复互感器的运行状态，那么必须要及时的将故障信息上报，按照上级部门的指示操作。

2.4　站用变故障处理

当站用电源消失时，应检查备自投不动作原因，如有外接电源及时连接外接电源恢复供电，投入直流充电机、UPS装置，再恢复站用电、保障主变及监控系统正常运行。全站失压造成站用电源全失时，若无任何交流电源，则由蓄电池供断合开关、保护及自动化装置运行、事故照明。南蓄电池通过UPS装置向监控系统、GPS对时装置、关口表等设备供电。站用电源消失时应尽快恢复主变或外接电源，并按由次要到主要的顺序停直流负荷。处理过程中的任何时刻严禁任意两台站用变并列运行。

3　变电运行事故分析实例

分析与处理：此时全站处于正常运行接线方式下，由于35kV系统接线方式为中性点不接地运行方式。当出现线路单相接地时，故障相电压降为0。非故障相电压均升高3倍。变为线电压数值。由于此时系统仍处于对称运行状态下，加之35kV设备可承受线电压的数值继续运行一段时间，为保证对用户的持续供电。所以开关设计并不跳闸。但由于设备的寿命与过负荷的大小、时间密切相关，所以在此情况下只可坚持运行2h，在此期间必须尽快查到接地故障点，并进行相应的消除工作。经研究对该变电运行事故采取的处理技术措施如下：

3.1　检查主变和线路遥信时发现1、2号主变发，电源15障、电源2故障、冷却器故障。而通过检查1号主变保护屏时还发现，告警、保护动作、跳闸位置A、跳闸位置B、跳闸位置c、保护1跳闸灯亮，记录后立即复归。

3.2　把1号站用变001、031开关拉开。检查111开关未跳闸原因，手动拉开或手动打跳，合上2号主变1120、2120接地隔离开关，合上012断路器，对10kv2母线充电无问题后，合上002、032开关。发现灯亮表明了2号主变风扇运行正常。

3.3　根据主变是110kV复压方向过流和110kV零序方向过流保护动作，应当先拉开101、102、104、106、108、BT断路器；接着检查保护范围内的设备是否出现故障。鉴于主变及10kV部分有差动和10kV复压保护，这步重点检查110kV部分。

3.4　如果发现108开关保护屏距离Ⅱ、Ⅲ段、零序Ⅱ、Ⅲ段动作。则拉开108断路器，如拉不开则将KK把手打到近控后拉开，再合上211、111断路器。

3.5　如果检查设备没有发现线路保护动作。则把断路器KK把手打到近控后拉开，再拉开102断路器，合上211、Ⅱ1断路器。若无出现问题。则合上已经拉开的断路器，联系调度合上102断路器。

3.6　合上211、111断路器后，检查110kV1母线无电压指示，则及时检查二次空开和保险，发现二次保险熔断。通过更换后一切正常。

4　加强操作员的专业素质培养

变电操作员的素质不仅指技术方面，还包括心理和安全意识方面的素质，每一方面都直接影响操作安全。对人员的专业素质的培养应该以个人为重心，结合集体培训，从实践出发，逐步提高。培训者应该积极引导操作人员积极总结思考，提高专业素质。首先应培养员工的责任感和压力，了解到自身工作的重要性，激发员工的主人翁意识，自觉提高专业素能。操作员要积极配合企业的管理，遵守管理规章，认真学习，努力提高自身的专业素能，熟练掌握各种安全问题的处理，压缩事故排除时间，避免安全事故的出现。

5　结语

综上所述，上文中笔者结合自己的工作经验，对变电运行中的常见故障形式以及解决措施进行了分析，希望能够引起有关部门的重视，提高我国变电站的运行安全性和可靠性，减少由于变电故障造成的安全事故和经济损失，从根本上最大限度杜绝变电运行故障，为我国社会主义经济建设和人民稳定安全的生活生产活动做出贡献。以上仅为笔者拙见，诸多不足，还望批评指正。

参考文献

[1]张庆春，对变电运行事故原因分析处理方式的研究[J]，2011

[2]舒东波，浅析变电运行事故发生的原因及防范帆[J]，2009

浅谈变压器故障诊断及运行维护 篇7

随着经济的飞速发展, 人们的生活水平有了一个质上的飞越, 城市建设的快速开展, 工农业生产和生活用电量加大, 为了适当时代发展的需求, 电网建设也在如火如涂的进行着, 以变电站为起点, 以高压输电线路、电缆等为线成网状结构的电网在城市伸展开来, 为千家万户带来了生活生产上的便利, 实现了电能的输送任务。

变压器作为电网结构中的核心设备, 通过对电压等级的转换实现了电能的输送, 为电网的正常运行发挥着重要的作用。变压器作为变电站中的核心设备, 承担着变电站电力负荷运转的重担, 由于变压器价格昂贵、结构复杂, 所以在日常对变压器的维护和保养工作也是十分重要的, 因为变压器一旦出现故障, 可能就会影响电网的正常运转, 如果更好的对变压器进行故障处理也是电力企业维修人员急切需要解决的问题, 为了保证变压器的正常运行, 除了日常的维护保养和巡视外, 还需要现场工作人员运用高科技的技术手段来对变压器的里外运行状态进行检测, 及时发现故障隐患, 及时进行修理, 以确保变电器的正常运转。下面就分别对红外热像仪及气相色谱分析这二项技术进行分析, 以供维修人员在工作现场得以正确运行, 维持设备的良好工作状态。

1 红外热像仪在变压器运行维护中的应用

1.1 红外热像仪的原理与特点

变电站的核心设备变压器在正常运行时会产生一定的热量, 这是属于正常使用过程中的热量, 不会引起机械故障的发生。但随着设备使用年限的增加, 长期的运转过程中某些部件难免会有灰尘及污物的於积, 生锈腐蚀及接确不良情况都会不断的出现, 一旦有这些情况出现时, 变压器在运转过程中会因接确电阻的增加而产生局部过热的现象。这局部热度过大时就会产生更多更强的红外线辐射出来, 红外热像仪就是根据电力系统这一特性使接收的红外线经光学系统会聚, 把接收的红外能落在系统的焦点上, 经光电转换, 将电力设备的红外能转变成电能, 再通过一系列的电信号处理, 所测电力设备的热图像就会出现在取景器上。红外热像仪通过以上步骤实现了无接确测温并自动成像处理后, 就能很清晰的根据异常的热状态找出电力设备潜在的故障点, 从而实现对故障的诊断。

1.2 应用实例

2011年09月, 在某110k V变电站运行人员对该站设备进行月度红外测温时, 发现#1主变压器变高A相套管局部发热, 发热区域呈环状。现场运行人员初步判定为套管局部积污, 导致发热。向上级汇报后, 领导迅速批示对该设备进行停电和故障处理。在故障处理过程中检修人员发现套管内积聚了很多的污垢, 检修人员对污垢进行了清理, 并对变压器自体内的套管进行了防污闪涂料的喷涂, 再对变压器进行启动后, 发现故障情况消失。

通过这一实例可以很清晰的体会到红外测温技术的便利, 这种技术能准确的弥补我们感官及触觉无法准确判断的缺点, 及时的判断出隐患的部分, 同时我们在使用红外测温仪时还要特别注意容易积污的高发部分, 对这部分要特别的注意存在的隐患, 及时的进行排除, 确保变压器的正常运转, 保证电网的安全运行。

2 色谱分析试验的应用

每半年, 就要对运行中的变压器取一次油样做色谱分析试验。变压器大多采用油纸复合绝缘。变压器内的绝缘油和有机绝缘材料随着运行时间的增加, 在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解, 并产生极少量氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等气体, 并溶解于油中。当变压器内部发生故障的时候, 气体含量将会剧烈增加。随着故障的发展, 当产气量大于溶解量时, 便有一部分气体以游离气体的形态释放出来。

变压器内部如果存在多数的乙炔气体, 就应判断此变压器存在着严重的放电故障, 需要对其进行停电检修。因为正常的变压器油中不含有乙炔气体, 这时就需要立即对变压器进行处理。

运行设备的油中H2与烃类气体含量 (体积分数) 超过下列任何一项值时应引起注意:

总烃含量>150×10-6

H2的含量>150×10-6

C2H2的含量>5×10-6

油中溶解气体分析的目的是用来检测变压器内部是否出现了潜伏性故障, 对变压器进行绝缘监督, 并预测其未来的运行状态。但造成油中溶解气体增长的原因是多种多样的。当根据油中气体分析认为可能存在内部故障时, 还应结合电气、化学试验结果和设备的试验检修记录来进行综合判断。

3 变压器的运行维护

日常维护人员需要实时对变压器进行巡视, 以便及时发现设备的隐患, 巡视过程中能变压器运行中的各种情况进行详细记录, 及时发现不安全的因素, 对变压器的故障起到提高预防的作用, 这是保证变电器正常运行的重要手段之一, 同时电力企业的现场检修人员还要定时对变压器进行维护和保养, 使变压器的运行一直维持在良好的状态。

3.1 日常巡视项目:

油温、温度计指示正常, 储油柜的油位与温度对应, 变压器上层油温:油浸自冷不超过85℃, 风冷不超过75℃, 各部位无渗漏油。

3.2 特殊巡视项目

3.2.1 过流过压时应监视三相电压、电流平衡, 并检查顶层油温与线圈温度, 检查冷却系统运行正常。

3.2.2 大风天气时, 检查引线摆动情况, 变压器顶盖、套管引线处应无杂物。

3.2.3 雷雨后, 检查套管与瓷瓶无闪络, 检查避雷器的计数器是否动作。

3.2.4 大雾天气时, 检查套管、瓷瓶有无放电以及电晕现象。

3.3 定期维护项目

当硅胶有三分之二变色时, 应及时更换;变压器停电时, 应对外壳、散热器、套管等部位进行清扫, 对风扇、轴承加润滑油;及时更换控制箱内已经损坏的加热器和灯泡;定期检测铁芯绝缘情况;定期对运行中的变压器进行油样化验。

4 结语

电网是人们日常用电的重要保障, 变压器又是电网中的核心设备之一, 所以维护变压器的正常运行状态对电网的安全运行起着至关重要的作用。所以在日常的正常运行当中, 应做好变压器的日常维护和保养工作, 同时应用好红外热像仪和气相色谱分析这二项高科技技术, 及时发现变压器运行中的故障隐患, 及时进行排除, 确保电网的安全平稳运行。

摘要：电力系统为人们的生产和生活提供必须的用电支持, 作为电力系统的重要组成部分的变电器, 在电力输送过程中发挥着重要的作用, 变压器在日常电压的等级转换及正常运转过程中难免会发生故障, 如果更好的对变压器的故障进行很好的处理, 也是电力企业面临的主要问题, 对变压器的故障首先在重视和加强对变压器日常的维护和管理, 保障变压器的正常运转。本文结合生产实际范例, 总结了变压器的日常巡视维护项目以及故障检测手段, 对于如何做好变压器的日常维护和消除潜伏性故障工作具有一定的参考价值。

关键词：变压器,巡视维护,故障检测

参考文献

[1]110 (66) kV～500kV油浸式变压器 (电抗器) 运行规范.国家电网公司.[1]110 (66) kV～500kV油浸式变压器 (电抗器) 运行规范.国家电网公司.

[2]普恩平, 唐上林.红外热成像技术在电力系统故障诊断中的应用[J].电力技术.[2]普恩平, 唐上林.红外热成像技术在电力系统故障诊断中的应用[J].电力技术.

[3]变压器油中溶解气体分析和判断导则[J].中华人民共和国电力工业部.[3]变压器油中溶解气体分析和判断导则[J].中华人民共和国电力工业部.

运行故障诊断 篇8

对电厂中的电气设备运行进行故障诊断, 是一项较为长远的工作, 相关人员不仅要具备专业的职业技术, 还要具有专业的职业道德素养, 不断提升自身, 加强责任观念, 严格按照相关规定进行工作[1]。为了提高自身的专业技术, 相关人员要积极的参与到电厂中组织的专业技能培训班中, 不断提升自身的专业技术, 为电厂提供专业的技能服务。由此可见, 进行电厂电气运行的故障诊断, 对于电厂的发展具有十分重要的作用。

2 电厂电气运行中存在的故障分析

2.1 发电机滑环碳刷冒火

机械设备处于高速运转的状态中, 很容易造成发电机滑环碳刷冒火的现象, 如果此时没有及时发现并采取手段进行解决, 那么会直接造成发电机内部出现冒火的现象, 进而导致发电机损坏, 如果严重的话还会造成发电机高速运转状态下停机, 对发电机的性能造成影响, 同时也为电厂的造成一定的经济损失。

2.2 发电机机身温度过高

在电厂中, 如果发电机长时间处于运行状态下, 会直接造成发电机内部磨损加大, 机器内部温度过高, 热量产生过大, 那么如果在此时没有及时的进行散热处理, 热量难以散发, 会导致发电机内部出现故障, 如果状况严重, 将会直接影响发电机的运行, 以致于出现发电机报废的现象, 为电厂造成损失。然而对于发电机温度过高的现象, 可能并不仅仅是机械磨损或是电压不稳造成, 发电机内部的绝缘部位零件破损也会造成内部温度过高, 为此, 相关人员要在机器检查时, 保持谨慎的工作态度, 对发电机进行全方面的检测, 对事故发生的准确性进行保障, 并且及时的采取解决对策, 以免造成更加严重的事故。

2.3 厂用母线电源切换存在故障

燃机电厂中会有一些备用电源, 其主要的用途是为了在断电时做准备;主电源失去, 将备用电源自动投入运行, 并采取一定的措施对其进行控制, 然而备用电源接入时会导致电压上升, 为此则会对发电机的使用年限造成影响, 若没有及时进行切换也会造成厂用辅机跳闸, 增加发电机启动时间, 甚至使运行发电机跳闸。

2.4 电气系统接地不合理

若电气系统在运行的过程中出现短路的现象, 通常情况下要通过接地处理的方式进行解决, 以免过流现象导致电气设备出现损坏, 如果电气接地出现故障, 其中较为常见的原因还包括地下的引线找到腐蚀, 或者是接地网断线解网造成。

3 电厂电气运行故障诊断应对建议

3.1 针对发电机滑环碳刷冒火的应对建议

(1) 将各个电气设备中的压簧统一化处理, 选择统一型号以及质量的压簧, 将各个电气设备中的压簧压力进行统一化处理, 进行合理的调整, 保证产生压力的平衡, 与此同时, 将各个滑环碳刷的阻值进行统一。

(2) 相关人员要对电气设备进行及时的检查与维修, 如果在检查的过程中发现其中滑环碳刷发生了损坏, 那么技术人员要及时进行更换与维修, 如果发现其中有污垢等, 则要及时对其进行清理。

(3) 相关人员在工作的过程中要定期检查发电机内部的压簧与滑环碳刷等部门, 对其使用状态进行检测, 如果发现有发热现象, 那么要及时进行检修, 并对其进行散热处理。

3.2 针对发电机机身温度过高的应对建议

若电气电厂中的电气设备规格较小, 具体的容量比负荷的实际容量低, 那么极有可能造成发电机机身温度过高, 那么若其中热度并没有及时的进行疏散, 发电机内部的零件则面临老化的危险, 影响发电机的正常运作, 进度造成发电机电压波动幅度过大的现象。针对发电机温度过高的现象, 因为可能与发电机本身的通风散热情况联系较大。那么针对此现象, 专业技术人员要对发电机进行定期的检测与维修, 将其中已经老化的电源线以及零件进行及时的更换, 并且及时检查发电机中的散热通风现象, 出现问题及时解决, 及时检测发电机机组的运行状况, 如果必要的话, 可以启动冷却系统, 解决高温现象, 进而使发电机的电压维持在稳定的状态下, 保证发电机可以正常运转。

3.3 针对厂用电源切换异常的应对建议

(1) 针对电源快速切换较快存在的问题, 可以采取以下措施进行解决, 因为我国的燃机电厂中采用的断路器主要是少油式开关, 其切换时间主要为0.3s左右, 其切换的时间比较长, 并且缺乏安全性, 为此, 相关电厂要及时进行对断路器进行更换与更新, 对电源开关进行及时的更换, 将其更换为真空断路器或是合闸速度快SFG断路器, 以此对电源切换的安全性进行保障。

(2) 针对电源快速切换较慢存在的问题, 可以采取以下措施进行解决, 因为现阶段我国燃机电厂中的电源切换生产是存在一定限制的, 保证母线电压的处于合格的状态下, 才能实现电源的自动切换, 很容易对电源切换造成影响。为此, 相关人员要在电气设备进行使用之前, 对其进行检测, 保证发电机组处于高压的状态之下, 能够进行自动切换, 以免切换影响发电机使用年限, 以此保证发电机的平稳运行。

3.4 针对电气系统接地不合理的应对建议

电气设备对于燃机电厂中设施的安全运行具有十分重要的作用, 在现阶段我国范围内的电厂在电气接地材料上主要是运用钢材, 然而在设计以及材料质量的影响下, 很容易造成材料出现质量问题, 导致材料腐蚀, 由此提高电厂中安全问题的发生。为此, 为了保证电厂中接地线的质量, 技术人员要对可能造成腐蚀的原因进行研究, 全面提升钢材接地面积, 并且积极采取防腐措施, 延长电厂中接地系统的使用年限。另外, 技术人员要定期对接地系统进行检测与维修, 如果发现其中存在腐蚀、锈蚀的现象, 要及时对其进行更换;定期对全厂接地网接地电阻多点测量, 保证接地网接地电阻合格, 以此保证电气设备的安全平稳运行。

4 结束语

综上所述, 文章中针对电厂运行的故障诊断, 对其应对检测进行了分析, 希望在此基础上能够全面提升电厂中设备的性能与质量, 保障电量的平稳供应与运行, 为电厂的可持续发展奠定良好的基础。

参考文献

运行故障诊断 篇9

关键词：低压配电设备,故障诊断措施,运行监控系统,电力系统

低压配电设备是电网系统的重要组成部分, 主要与低压配电屏、开关柜、照明箱、开关板等设备连接在一起, 可保障低压电网的安全和可靠供电。由于电力需求的增加, 低压配电设备承受的负荷也在增加, 且电网具有点多、线长、面广的特点, 管理起来有很大的难度。低压配电设备的故障诊断和监控维护一直是我国电力系统研究的主要课题, 为了进一步保证社会运行的稳定性, 应提高低压配电设备的性能, 制订有效、合理的应对措施, 避免发生重大故障。

1 低压配电设备常见的故障类型

1.1 自身原因造成的故障

电压较低的配电设备在经过长时间运行后, 会出现一系列常见的问题, 比如开关的控制板无法开启、弹簧失去弹性无法恢复原位、机械构造形状扭曲、供电路线老化等。其中, 最常发生的是供电路线老化问题, 该问题会导致电能无法自动储存和开关设备出现移转。一旦电能的输送发生问题, 就会发生断电故障, 且短时间内无法被修复。如果发生构造形状扭曲, 则会导致电路中断, 由于低压配电设备的多数辅助开关都在负荷开关里, 所以, 一旦开关发生问题, 就难以恢复全部设备。

1.2 人工操作原因造成的故障

部分低压设备修理人员的维修水平较低, 在设备发生问题时, 无法准确、有效地判断故障原因, 且未认真分析设备的整体状态, 进而出现错误判定和错误操作, 导致断电的时间延长。比如, 部分低压配电设备的修理人员在修理过程中只注重效率和速度, 在修理前未断开母线连接的开关, 导致主要和次要路线闭锁, 或未将负荷开关正确地连接到轨道上, 导致负荷开关失去备用电能, 发生扭曲。

1.3 日常维护不到位造成的故障

在低压配电设备运行过程中的日常维护, 一般都是以清洁为基础。清洁的范围包括运行环境和防护表面。要注意低压配电柜、直流电源柜、电力变压器的检查, 检查完后应该进行绝缘电阻测试, 进行一次回路处理。还可以借助红外线进行测温, 测试低压配电柜内的连接线和开关以及各类接插件, 看其温度是否超过70℃。如果在日常的检查维护中发生问题, 则应该立即采取措施, 防患于未然。定期进行低压配电设备的测试和检查, 是保障其正常运行的关键。

2 低压配电设备的日常修理和监控

2.1 定期测试和检修

低压配电设备自身原因造成的故障较为常见, 为了预防此类故障的发生, 维护人员应定期测试设备的运行状态。如果发现设备开关失灵或存在其他问题, 则应立即更换开关。在维护过程中, 维护人员应随身携带备用开关, 从而提升维修效率和保障设备的不间断运行。此外, 维护人员还需做好清洁和检查工作, 比如, 可用高纯度的酒精在低压配电柜的端子和瓷瓶绝缘位置进行擦拭, 定期为机械部件添加润滑油, 并检查低压补偿电容器是否有漏油现象;查看电力变压器的油槽和表面是否整洁, 查看整个电气连接是否牢固、散热器表面是否生锈、是否有污垢等, 检查接地电阻是否在4Ω以内;查看直流电源柜开关模块的运行情况及其输出电压是否过低, 蓄电池是否处于通风、干燥的区域。此外, 维护人员还应进行绝缘电阻测试, 尤其是对地绝缘电阻的测试。值得注意的是, 在测试中要分离一次回路上所有存在问题的回路负载, 并查看电阻值是否≤1 MΩ。

2.2 提高操作和维护人员的综合素质

因人工操作不当而导致设备故障的情况时有发生。为了避免此类情况的发生, 上级单位应提高对操作人员和维护人员的要求, 并加强操作人员与维护人员的沟通和合作, 从而加强对设备运行的监督;变电站的值班人员应时刻保持工作状态, 对自己的工作要有很强的责任感, 定时查看设备的运行状态, 熟悉低压配电设备的操作流程;相关单位要在保证从业人员专业水平的基础上, 定期开展培训、事故处理的模拟演习, 预备多套应急事故的处理方案, 并注重对从业人员工作素养和心态的培养, 不断提升从业人员的技术水平, 从而提高故障预防和故障处理的效率。

2.3 低压配电设备的日常监控系统

由于低压配电的服务范围较广, 所以, 除了要在预防和故障诊断方面下功夫外, 还需要建立科学、合理、健全的监控系统。在监控系统的运行中, 首先要考虑其使用范围, 这是因为一些偏远地区的技术和设备都得不到及时更新, 往往更易发生问题, 但因距离过远监控系统无法对其监控, 导致修理工作开展缓慢, 严重影响了电力系统的发展。因此, 应进一步扩大监控系统的监控范围和监控深度。此外, 我国监控设备的适应能力较差, 遭遇恶劣天气时, 设备干扰会非常严重。因此, 在今后的监控过程中, 需要进一步完善各项技术和设备, 增强监控设备的适应能力。只有这样, 才能有效地为故障诊断和修理工作提供帮助。

3 结束语

本文对低压配电设备的常见故障类型及其预防方法进行了详细分析, 在低压配电设备的维护过程中, 应注意设备自身存在的问题和从业人员的技术水平。为了保障低压配电设备的高效运行, 定期的测试、检查和清理工作是必不可少的。此外, 电力系统的监控设备也需要进一步完善和发展, 从而保证低压配电设备的正常运行。

参考文献

[1]黄勇光.低压配电设备故障诊断及运行监控研究[J].建筑工程技术与设计, 2014 (36) .

[2]黄益庄, 李树军.配电网智能监控管理远程抄表一体化系统[J].电力系统保护与控制, 2010, 38 (21) .

运行故障诊断 篇10

伴随先进制造技术的日益发展,各国对数控机床的应用也日趋广泛,超高速切削、超精密加工等技术迅速发展,柔性制造系统和计算机集成系统也逐渐成熟。对数控设备实施远程运行控制和故障诊断,不仅有利于区域经济的发展,而且可以降低制造成本,提高企业的经济效益。

如今制造业的发展正面临着结构化调整,市场呈现出不确定性、竞争日趋激烈的趋势。以满足制造企业生产需求为目标,制造业从以生产为中心转向以市场需求为中心,从设备生产企业为主导转向以加工制造企业为主导。能否提高设备运行效率和故障处理能力成为设备生产企业竞争成败的关键。

计算机技术、信息技术、通信技术的发展给柔性制造系统提供了保障,使得加工制造企业的生产基地与研发中心的异地信息交流成为可能。数控设备远程运行与故障诊断系统就是在此基础上提出的,是提升加工制造企业自动化水平及产品加工利润的重要途径之一。其主要目的是利用便捷的计算机网络连接处于异地的机械零件制造基地,并支持故障诊断维修服务[1]。

2 数控设备的远程运行与故障诊断系统特点

数控设备远程运行与故障诊断系统作为加工制造企业柔性制造系统的一个子系统,利用现代通信技术和计算机网络技术,将数控设备运行状况、故障诊断中心、柔性制造单元、企业加工控制中心有机结合起来。借助于传感检测技术、智能技术对运行的数控设备进行全面地在线检测诊断,给出设备的诊断结果并提出维修或保养建议;同时它也能够通过网上资源对远程工作地点的工作人员进行不同类型数控设备的维修和操作培训,以满足企业生产的各种需要和服务请求。

该系统具备以下特点。

(1)系统可以实现对专业维修资源的共享,发挥加工企业、产品研发单位技术力量强大的优势,充分利用远程运行与故障诊断中心各种技术信息资源,使复杂疑难的设备故障能够得到有效、及时的维修,降低维修成本。

(2)系统能对远程加工企业的数控设备进行主动的诊断服务,采集设备的关键运行参数进行使用状态分析,从而把可能产生的故障消除于萌芽状态,并给出维修和运行可行性建议。

(3)针对数控设备使用过程中分布广泛、工况复杂、对工作环境要求高,出现故障时难以获得设备维修中心支持的特点。系统采用无线通信支持接入Internet对数控设备进行及时的检测诊断,以利于及时排除故障,制定出维修方案。

(4)系统具有自学功能,知识库内容能够通过静态、动态知识获取和知识库的维护不断地进行丰富和完善。

3 数控设备的远程运行与故障诊断系统体系结构

3.1 数控设备远程运行与故障诊断系统模型

数控设备远程运行与故障诊断系统模型如图1所示。在产品生产企业设立远程运行与故障诊断中心服务器,而在零件加工现场的柔性制造单元中设立在线监控系统,通过Internet网络将加工地域中分散的制造单元及智能物流各方联系起来,实现各类信息的传输[2]。其工作原理如下。

(1)在线监控器通过分布在各类制造单元上的监测传感器收集数控设备的工作状况。如:对设备运行温度、液压系统油压和油温、设备运行振动强度、刀库中刀具更换情况、机械手工作状况、工件在装夹中的定位精度、工件夹紧力强弱、设备主轴转速等参数进行监测,并将数控设备的各种工况通过Internet等通信系统传送到产品生产企业设立的远程运行与故障诊断中心。

(2)远程运行与故障诊断中心通过对工况数据进行分析,提取特征值,利用知识库中储存的知识经过推理给出故障原因以及维修方案。

(3)技术维修中心利用诊断结果进行维修。

3.2 数控设备远程运行与故障诊断系统组成

数控设备远程运行与故障诊断系统是由远程运行与故障诊断中心和基于CAN总线的在线监控器组成。远程运行与故障诊断中心又分为远程运行系统、故障诊断专家系统两个子系统[3]。各部分功能如下。

(1)远程运行系统。它存有运行中的数控设备清单及相关的数控设备信息(如设备型号、生产厂家、系统类型、额定功率、额定转速、加工精度等)及被加工零件信息。该系统可以根据选定加工工艺路线有序地调用数控设备,并对所有注册的数控设备进行状态监测和管理,也可根据柔性制造单元监控系统的要求对特定一般性辅助设备进行状态监控和管理。还具有对所加工设备的追踪管理功能,它能够保存运行设备的历史信息,据此对设备的使用情况进行分析,并得出该设备的运行报告与故障预测。

除此之外,远程运行系统还具备其他一些重要的功能。如提供一个信息服务系统,通过此系统可以发布各种丰富的资源,包括零件可加工信息、工艺支持信息、教育培训信息等,并利用这些资源进行远程示教;它还提供一个讨论系统,通过这个系统各类人员(专家、制造企业、维修技术人员)可以相互交流、发起讨论。

(2)故障诊断专家系统。该系统可根据远程运行系统的请求为特定的数控设备提供远程状态检测与故障诊断服务。故障诊断专家系统、在线监测系统进行数据交换,对数控设备进行状态检测。如发现故障将进一步确认是否需要即时维修,若需要即时维修则给出维修方案,反之给出故障预测信息。检测与诊断的结果将自动传送给远程运行系统进行整理与记录。故障诊断专家系统对从数控设备传送的检测信息进行时域、频域处理,提取信号基本特征。根据信号基本特征与标准知识库知识匹配确认是否发现故障,如发现故障则采用人工智能方法进行推理,进一步诊断故障。故障诊断专家系统具有学习能力,从而不断补充完善知识库。

(3)基于CAN总线的在线监控器。CAN(Controller Area Net Work)是德国Bosch公司于20世纪80年代初期开发的一种串行通信系统,目的是解决机电设备控制系统中多种数据的交换问题。基于CAN总线(即CANBUS)具有实时性好、可靠性高、便于扩充等特点,采用其连接各传感器检测单元来组建在线监控系统,并在其中设立通信模块,将远程运行与故障诊断中心进行通信。利用分布于各检测点的传感器实时检测监控数控设备的运行信息,如针对设备运行温度、液压系统油压和油温、设备运行振动强度、刀库中刀具更换情况、机械手工作状况、工件在装夹中的定位精度、工件夹紧力、设备主轴转速等参数进行信息采集、处理与监控,将采集到的各种信息进行实时分析处理,并按照故障类型的不同级别,分别给出不同等级的声光报警,用于监视设备的工况,对于严重故障而维修技术人员未采取措施时,监控系统可自动停机,以保证生产安全。远程运行与故障诊断中心可以借助通信模块直接获取现场信息进行诊断。

4 数控设备的故障诊断专家子系统

数控设备的故障诊断专家子系统在整个系统中具有关键作用,它的性能影响到整个系统的功能实现。虽然传统的诊断专家系统在很多领域中得到了广泛地应用且取得了不少成果,但是也存在很多难以克服的困难,如知识获取的瓶颈、知识台阶窄、推理能力差、不适应解决模糊问题等。然而由于神经网络具备处理复杂多模式及进行自学习、推测和联想记忆等功能,非常适合于各种系统的故障诊断。利用神经网络和专家系统的互补性来构造混合的神经网络故障诊断专家系统结构框如图2所示,其推理过程将神经网络的直觉联想推理与传统专家系统的逻辑推理、匹配推理融于一体,即根据存储器中的特征征兆值调用知识库中的深浅知识(包括:神经网络权值和神经结果知识)采用两种不同的推理方法,对设备的故障进行识别、诊断和预测,从而提高系统的执行效率。

在故障诊断领域最常用且最有成效的是多层前向神经网络。由于该网络在学习过程中采用BP(Back Propagation)算法,故又称BP网络。标准的BP网络仅由三层神经元组成。但数控设备具有复杂、模块化的特点,并按照一定层次结构组成。故障也就表现出层次性,同时在一定的范围内又存在关联性。试图通过简单的三层神经网络来构造完整的故障诊断专家系统将出现一些难以克服的弊端。所以需要建立一个BP神经网络和规则相结合的故障诊断专家系统。

(1)通过分析数控设备的结构以及发生故障的情况,划分为以下几个故障簇,如:伺服电机、液压系统、制动系统、电气系统、传动系统、数控系统、刀具库系统、工件定位系统等。

(2)利用BP神经网络进行初步诊断形成诊断交点,确定故障发生的部位,然后采用知识库中的启发式规则来进一步确诊具体的故障原因,这样构造的故障诊断专家系统可大幅度缩短诊断推理时间。

5 系统软件实现

数控设备的远程运行与故障诊断系统采用分布式网络计算技术,作为一个分布式应用系统,其对性能要求很高,这主要体现在对运行稳定性、安全性和可靠性的要求上。基于Web的三层构架模式如图3所示,一种能满足这种需求的方法是采用多层模型,其中加工企业应用程序调用在服务器上执行的业务逻辑。

采用EJB(Enterprise Java Beans)技术可以很容易地编写多层的分布式事务处理应用程序。EJB是一种可部署的服务器端组件体系结构,它简化了用Java开发企业级分布式组件应用程序的过程[4]。因为它将底层的细节和业务逻辑分隔开来,程序员可将精力集中在实现更好的业务解决方案上,而将其余的工作留给底层的体系结构来完成。EJB服务器除了负责创建和删除Bean外,还负责管理事务处理、并发、安全以及数据持久性(数据存储和检索)。通过使用远程方法调用(RMI)和Java API可以提供加工企业和服务器之间的连接。服务器还可以根据需要通过线程管理和缓存提供一定的可扩展性[4]。

EJB应用程序的核心是组成它的各类柔性制造单元Bean。它是一组接口和类,提供两类方法:业务逻辑方法和生命周期方法。客户程序通过调用业务逻辑方法实现和服务器上数据的交换。生命周期方法则由EJB服务器调用来管理Bean。除了这两类方法外,还有一个相关的配置文件(调度描述符)用来配置Bean。

数控设备远程运行与故障诊断系统实现了一个完整的EJB解决方案,它通过将系统的各类功能模块组织成为加工企业Bean,实现业务逻辑,并使用EJB结构所提供的底层服务。远程故障诊断系统中含有一个用户界面,这是一组HTML/JSP页面,加工企业可以通过浏览器向HTML/JSP页面输入信息并查看服务器所返回的信息。页面后面是Servlet,它负责接收事件,通过EJB服务器调用合适的企业Bean的业务逻辑。同时它还负责在浏览器和EJB服务器之间数据的传送。而EJB服务器则负责向底层数据库中读写数据。

6 结束语

对于一般的设备维护采用厂家在各地建立维修网点,由维修人员进行现场维修的方式进行。该方式存在着资源分散、响应迟缓、成本高昂、效果不佳等弊端。目前加工企业的数控设备维修服务还主要采用这种模式。本文在分析网络化环境下数控设备远程运行与故障诊断系统特点的基础上给出了系统的总体体系结构,并分析了故障诊断专家子系统的工作原理,探讨了系统的软件实现,为数控设备的远程运行与故障诊断提供了一套可行的解决方案。在此基础上开发的远程运行与故障诊断系统结构合理,运行稳定可靠,达到了满意的效果。该系统具有较高的借鉴及推广价值。通过网络对数控设备进行故障诊断、维护服务的新模式,使柔性制造系统中数控设备的维护体系实现跨越式发展。

参考文献

[1]罗永顺.机床数控化改造技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]何岭松.基于因特网的设备故障远程协作诊断技术[J].中国机械工程,1999(10):3-6.

[3]吴今培.智能故障诊断与专家系统[M].北京:机械工业出版社,1997.