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摘要:随着我国经济的不断发展,我国的电力工程技术也在不断进步.电气设备被广泛应用于不同领域,一旦电气设备出现故障将对民众的工作生活和企业生产造成不便.本文从电气设备测控方向着手展开调查,并对电气设备的远程监测以及诊断进行研究,制定相应的优化措施.
关键词:电气设备;监测;诊断
前言
电气设备是民众生活和工业生产的驱动心脏,具有特性数据库庞大及结构复杂的特点,因此电气设备发生故障的原因分析及诊断处理就面临比较复杂的局面了,维修难度与成本控制以及对民众生活和社会经济发展造成的影响是必须考虑到的问题,因此有针对性的根据电气设备的特点进行实时监测以及自动诊断故障原因就很有必要了.
一.我国对远程监测和故障诊断技术的研究状况
1.故障诊断技术
上个世纪七十年代末我国开始针对电气设备研究相关诊断技术,随之而来的是我国各大高校以及研究所对这一技术展开研究,并且在这一领域取得成果.现在被广泛应用的大型汽轮发电机振动监测和故障诊断系统就是这一时期由清华大学、北京电力科学研究所以及陡河电厂联合研究开发的,华北电力科学院通过美国ENTEK公司的电动机诊断软件做为基础研究开发出了电动机诊断专家系统;变压器局部放电诊断装置由武汉高压研究所研发成功;化工理工大学对200MW汽轮发电机组的寿命管理和故障诊断专家系统的研究开发以及拱北科学研究所对BZS变压器油色谱在线监测装置的研发成功.这些技术随后被应用于人们的生活和工作中,为人们的生活与工作提供了便利.
2.电气设备远程监测体系
我国的人工智能技术随着计算机,传感器等数学理论与高新技术在实际中的应用,为监测和诊断技术的进一步发展提供了良好的基础,监测和诊断内容是由趋势预测,信号监测,状态分类判别,信号特征提取及处理等组成.监测是通过对设备系统的整体状况进行状态判别,而故障诊断则是对设备发生的异常进行深入分析,通过设备故障部位、现象和原因等进行诊断决策.再加上新的传感技术与电力设备检测的融合,出现的一系列结合技术,像红外测温技术,光线传感技术,声波发射技术,噪声检测技术,无损伤技术等,这些技术的研发让电气设备状态监测及诊断技术逐步成熟并进一步的发展.
二.我国电气设备在检测与故障诊断方面设计原理
1.设计方向
电力设备利用PC―PLC进行远程监控与故障诊断系统(RMFDS),它是由监测与诊断子系统,远程诊断中心和各电力设备车间的现场通信网络等内容组成。其中,现场监测诊断子系统通过自身包括信息采集系统、工控PC机、软件系统等部分与现场控制设备进行通信连接进行电气设备具体情况的诊断与监测,并对从电气设备中获取的数据进行整体统计分析和信息的存储处理,达到电气设备信息可以智能诊断系统进行数据交换的目的。
2.电气设备组成原理
电气设备的主要系统组成部件有系统控制器以及传感器和执行器,计算机主体和其他部件,网络通信设备等,只有对PC通信机制进行详细彻底的了解之后通过合理的通信协议和通信部件模块达到PLC与PC进行数据交换的过程.也因为这种连接方式涉及到内部复杂的结构,往往是通过站点PC与PLC对电气设备进行现场运行参数的监控,中间数据传输则是由光纤和工业双绞线在两者之间进行的,而这种连接方式相对电气设备的复杂结构而言就相对简单与便捷;在整个数据采集、传输、交换、数据分析处理、诊断下结论的过程中都是通过接口模块、网关、数据协议自动智能来完成的,减少的人工参与也就减少了很多人为的失误影响,增加了系统的可靠性及准确性,因此更多的企业更倾向于选择电力网络设备硬件,也正是因为电力网络设备硬件具有强大用户功能界面,人机交互亲和,可扩展性强大,可编程,多功能等特点,才为电气设备现场监控与故障诊断和远程故障诊断提供了实现的基础.
3.Web服务器与应用程序服务器的软件设计
为了提高诊断系统的安全性以及准确性,在电气设备的具体实施情况下设计符合运行的Web服务器与应用程序服务器软件,保障系统底层关于PLC的安全控制实现.在进行设计Web服务器与应用程序服务器的软件中会涉及到Web服务器的软件和应用程度服务器的设计,Web服务器的软件主要在客户机的C/S结构中应用,而服务器的设计会基于IIS的ASP动态网站进行应用。对服务器和服务器软件进行设计是为了后期加强电力设备故障诊断系统的灵活性,以及大大降低数据采集和缓存过程中的难度,完成美观的浏览器界面要求。此外,在针对使用者对查询结果和查询标准的理解程度问题,在电气设备中进行于查询区域内完成客户机和服务器数据库的数据交互,方便广大群众对电气设备的使用.
三.电气设备状态监测与故障诊断的应用
1.状态监测与故障诊断在发电机中的应用
在发电机应用时主要是针对发电机在运行之前的前期准备工作中监测发电机是否存在需要改善的问题和缺陷,为设备进行维修、更换留有足够的时间和空间,避免延误甚至造成发电机停止使用的情况,从而在施工或者工作进行中加强发电机的可靠性.电气设备监测与故障诊断系统可以根据监测到的数据内容进行实时分析以及对发电机内部故障的及时发出警报信息,提高相关技术工作人员对发电机设备的重视和了解,促进操作人员对发电机设备的健康状态和运行特性进行必要的人为调整干预.在对发电机进行监测和诊断时需要对电磁状态,机械部件的物理、化学特征等信息数据进行采集,分析处理并形成准确可靠的数据结论,确保监测和诊断发电机时故障信息的准确性.发电机诊断过程中主要包括铁心故障,引出线套管故障,绕组震动故障等常规子类故障以及绝缘故障,绕组故障,本体及互环故障等转子类故障,其他的还有水系统故障,油系统故障和氢系统故障等.
2.状态监测和故障诊断在变压器中的应用
我国在电力工程实施中主要用到的是充油式变压器、干式变压器,六氟化硫变压器只有在遇到特殊情况的时候才会采用.我国现阶段都是通过超声定位技术,红外技术,局部放电监测技术等三个方面进行监测变压器状态;目前对充油式变压器的运行监测中只会对油中溶解气体进行定期离线分析,常常不会采用油中微水分技术和气体溶解技术,这点是需要进行改进的地方.同时变压器的高压套管介质损耗方面需要加强在数字化监控方向上配套研发使用,在风扇,电压,冷却泵运行等参数,负载电流,线匝绕组温度等方面进行合理测量,保证得到的数值相对比较准确.变压器在进行测量过程中需要涉及的部位有设备磁路,绕组绝缘,液体绝缘,气体绝缘和冷却系统,诊断方面的则是机械故障,放电性故障,进水受潮以及过热兼放电故障,过热性故障等.
3.在线监测状态和故障诊断技术
由处理数据,信号检测,诊断故障以及采集数据源等构建而成的就是电气设备在线监测状态和故障诊断技术.设备监测和诊断是通过传感器来进行的,可以对采集,处理信号,传输和转换进行及时采集信息并储存.面对干扰问题可以将带屏蔽层的电缆或者光缆作为传送载体对数字信号和模拟信号进行合理的数据传输.采集信息主要是通过采集信号波形,采集信号峰值,记录超过阀值的脉冲进行数据处理等三种采集方式来进行的,这样可以有效解决干扰问题,延长有用信息的出现时间让操作人员根据信息采集进行故障诊断操作.
结束语
随着我国现在计算机行业的快速发展,我国电气设备的状态监测和故障诊断技术也会随之进行相应的改革和优化,完善现有的电气设备体系,实现我国的全面发展.
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