引言

在經(jīng)濟全球化時代下,我國工業(yè)得到迅速發(fā)展,工業(yè)規(guī)模不斷擴大,企業(yè)生產(chǎn)也逐漸實現(xiàn)了自動一體化。對于供電企業(yè)而言,電氣設(shè)備是電力系統(tǒng)中的重要組成部分,電氣設(shè)備的運行狀態(tài)決定了人們的用電質(zhì)量。伴隨著科技進(jìn)步,我國電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化,為供電企業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持。然而,電氣設(shè)備在長期運作下,仍然會存在較多的隱患,受到外界各種因素的影響,設(shè)備中的絕緣物質(zhì)易出現(xiàn)老化、磨損,如果不及時檢修,電氣設(shè)備中各元件會受到損傷,容易出現(xiàn)各種故障,甚至引發(fā)更大的安全事故,對工作人員的生命安全造成威脅,還會對供電企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。

1狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷概念

在電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測過程中,技術(shù)人員需借助傳感器等電氣基礎(chǔ)設(shè)備,利用現(xiàn)代檢測技術(shù),對電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障,可及時采取相關(guān)措施,將隱患扼殺在搖籃中,提高電氣系統(tǒng)的運行效率,減少不必要的經(jīng)濟損失。

在電氣設(shè)備故障診斷過程中,技術(shù)人員可通過電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù),獲取設(shè)備運行的參數(shù)以及其他信息,通過對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理并分析,提取異常數(shù)據(jù),利用一定的技術(shù)手段對電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

從以上描述中不難看出,電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷兩者互相聯(lián)系,共同作用,保證電氣系統(tǒng)運行的安全與穩(wěn)定。

2狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)

2.1信號采集

電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測主要包含三方面內(nèi)容,分別為信號的采集、傳輸和處理。首先,在電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測前,技術(shù)人員需做好一系列準(zhǔn)備工作,選取被監(jiān)測設(shè)備,統(tǒng)計設(shè)備運行參數(shù)、規(guī)格、使用說明書等信息,提取設(shè)備運行中產(chǎn)生的信號。在對這些信號進(jìn)行處理時,技術(shù)人員需根據(jù)信號源類型的不同,分別采取處理措施。根據(jù)數(shù)據(jù)處理的相關(guān)要求,在規(guī)定的時間內(nèi)采集信號樣本,為方便后續(xù)設(shè)備診斷工作的開展,技術(shù)人員可采取轉(zhuǎn)速跟蹤采樣或峰值采樣等方法。

在電氣系統(tǒng)運行過程中,每種電氣設(shè)備的使用性能不同,對其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測時所使用的檢測手段也存在一定差異。例如:在對變壓器運行狀態(tài)進(jìn)行檢測時,技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)變壓器的機械、電氣特性,采用局部放電、極化波譜等方法進(jìn)行檢測。一般情況下,造成變壓器故障的原因主要是內(nèi)部絕緣層脫落或老化所致。交流旋轉(zhuǎn)電機在運行過程中也會出現(xiàn)較多的故障,該設(shè)備故障原因較多,且每次故障位置都不相同。要想降低交流旋轉(zhuǎn)電機運行故障的發(fā)生頻率,技術(shù)人員可采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行監(jiān)測。斷路器可對線路內(nèi)電流、電壓值進(jìn)行監(jiān)測,是電路保護(hù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,在對斷路器的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測時,可采用跳閘輪廓法或振動監(jiān)測法。

2.2數(shù)據(jù)傳輸

在對電氣設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的過程中,信號處理系統(tǒng)往往與檢測設(shè)備距離較遠(yuǎn),在信號傳輸過程中,容易受到外界各種因素的影響,造成信號毀損或中斷。監(jiān)測系統(tǒng)無法得到真實的數(shù)據(jù),增加了后期故障診斷工作的難度。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,技術(shù)人員可將電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、壓縮,提高信號傳遞的安全、保密性,數(shù)據(jù)經(jīng)過打包后便可直接傳輸至控制中心,以免對數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理,保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?。隨著我國通信技術(shù)水平的提高,各種通信設(shè)備層出不窮,將光纖技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字信號的處理過程中,可增強信號傳輸?shù)目垢蓴_能力,滿足人們遠(yuǎn)距離溝通的要求,為人們的生活提供更多便利。

2.3機械特性在線監(jiān)測

在真空斷路器的運行過程中,合閘與分閘的速度控制工作是真空斷路器運行狀態(tài)的主要監(jiān)測內(nèi)容。真空斷路器分閘速度升高或降低,都會影響真空斷路器的正常運行,從而引發(fā)各種故障,不僅會縮短真空斷路器的使用壽命,還會給企業(yè)帶來安全風(fēng)險。當(dāng)真空斷路器分閘速度降低時,真空斷路器的功能發(fā)揮受到一定限制,燃弧時間被延長,如果不能及時發(fā)現(xiàn),真空斷路器觸頭便會遭到磨損,長此以往下去,真空斷路器使用壽命被縮短,影響真空斷路器的正常運行。當(dāng)真空斷路器分閘速度升高時,其運行過程會產(chǎn)生較大的應(yīng)力,對整個機械設(shè)備帶來一定的沖擊,造成設(shè)備中的零部件損毀。

真空斷路器是電力系統(tǒng)中的重要組成元素,要想提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,在對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測過程中,技術(shù)人員需明確真空斷路器的分閘、合閘斷開時間、運行速度以及其他運行參數(shù),針對性地實施監(jiān)控。真空斷路器的狀態(tài)監(jiān)測過程如圖1所示。

3故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)

3.1選取故障信號特征量

故障診斷技術(shù)的使用成效與信號處理技術(shù)息息相關(guān),在對設(shè)備運行數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理過程中,將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌麛?shù)字化形式,利用一定的技術(shù)手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝、傳遞、處理,將真實、可靠的數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)在計算機等信息設(shè)備當(dāng)中,以便開展后期故障診斷工作。一般情況下,不同的故障特征量代表了不同的故障,技術(shù)人員應(yīng)合理利用故障診斷技術(shù),對不同的故障特征量進(jìn)行分析,尋找出故障的具體位置,便于后期故障檢修工作的開展。不過,在故障特征量的診斷過程中,存在故障狀態(tài)與非故障狀態(tài)一致的現(xiàn)象,加大了故障特征量診斷的難度,如果技術(shù)人員選擇錯誤,容易造成誤判。針對故障特征量模糊的特點,技術(shù)人員需采用其他手段對故障特征量進(jìn)行選擇。

3.2選擇合適的故障診斷方法

電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,其包含了多種電氣設(shè)備,不同的設(shè)備故障問題都會影響到電力系統(tǒng)的正常運行。有時候同一故障問題往往會存在多種表現(xiàn)形式,在對這種故障類型進(jìn)行診斷時,技術(shù)人員可將傳感技術(shù)與信息技術(shù)相互融合,從不同的方面對故障設(shè)備進(jìn)行診斷,將每一種故障表現(xiàn)形式下所提取到的信息進(jìn)行統(tǒng)計并分析,根據(jù)故障類型的不同,分別制定相應(yīng)的檢修方案,徹底解決設(shè)備故障。這種診斷方法較為全面,且具有一定的靈敏性,診斷效果較為明顯,在電氣系統(tǒng)的維護(hù)與檢修工作中發(fā)揮了一定的作用。另外,技術(shù)人員還可采用特征空間矢量法對電氣設(shè)備進(jìn)行診斷,這種診斷方法涉及一定的物理知識,技術(shù)人員通過學(xué)習(xí)故障診斷誤差,了解設(shè)備故障診斷的基本操作方法,對故障模型進(jìn)行不斷修正,以此來確定設(shè)備故障的根本原因。這種診斷方法主要針對不確定對象,可及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運行中存在的隱患,通過構(gòu)建故障診斷模型,尋找更多的故障診斷方法。

4結(jié)語

綜上所述,在電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用過程中,技術(shù)人員需明確各電氣設(shè)備的使用性能,針對不同的故障部位,采取合適的診斷技術(shù)進(jìn)行處理,提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。