【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)的故障特征或征兆 ,判斷故障的性質(zhì)和程度。 備的運行狀態(tài)進行評估 ,并對這種評估進行分類。當(dāng)一定的標(biāo)準(zhǔn)形成后 ,為狀態(tài)檢修的實施提供依據(jù)。當(dāng)然 ,狀態(tài)監(jiān)測的評估也應(yīng)該包含對設(shè)備異常 (或故障 )狀態(tài)的估計及對未來變化的預(yù)測 ,并不斷創(chuàng)造條件 ,使這種評估水平逐步接近理想境界。狀態(tài)監(jiān)測可以為設(shè)備積累完整和科學(xué)的運行記錄資料 ,這在過去的管理體制下是很難實現(xiàn)的。因此 ,狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對現(xiàn)代設(shè)備管理是必要的。對設(shè)備運行狀態(tài)的分類可以作為設(shè)備維護管理的根據(jù)。這樣 ,可以從根本上改變目前“定期維修”的舊的管理體制 ,避免“過剩維修” ,對有故障隱患的設(shè)備及時檢修 ,提高設(shè)備運行的安全性和可靠性。據(jù)報道 ,國外有的企業(yè)因為采用了狀態(tài)檢修的管理方法 ,已經(jīng)能做到一些設(shè)備可以十幾年內(nèi)不進行常規(guī)的檢修 ,其經(jīng)濟效益十分可觀。狀態(tài)檢修是我國即將面臨的先進的 設(shè)備管理體制 ,而狀態(tài)監(jiān)測是這一管理體制的技術(shù)保證和實施的依據(jù)。 6 促進在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的幾點意見： （ 1）認識在線監(jiān)測是狀態(tài)檢修的必要條件。因為只有及時、準(zhǔn)確地掌握設(shè)備的真實狀態(tài)，并結(jié)合該設(shè)備在系統(tǒng)中的重要程度等因素，才能確定何時檢修及如何檢修。但是實現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修，不能完全依靠在線監(jiān)測，必須充分地利用一切可以掌握設(shè)備狀況的檢測手段，如設(shè)備巡視和定期試驗項目，診斷性試驗項目等。只有充分利用現(xiàn)有手段，并將其與在線監(jiān)測緊密結(jié)合，才能更全面真實反映設(shè)備的狀態(tài)，為實施正確的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)資源。 （ 2）加強基礎(chǔ) 理論工作，努力培訓(xùn)員工在線監(jiān)測方面的技能水平。在線監(jiān)測只是提供了一種掌握電氣設(shè)備的技術(shù)手段，但最終的決策判斷離不開人，工作人員除了熟悉在線監(jiān)測相關(guān)原理，更應(yīng)提高判斷決策的能力，深刻理解狀態(tài)量及狀態(tài)量變化與電氣設(shè)備狀態(tài)的關(guān)系，這樣才能更有效指導(dǎo)在線監(jiān)測工作。我們不能僅僅停留在在線監(jiān)測所提供的表面數(shù)據(jù)的上，更需要的是總結(jié)出有規(guī)律的東西，明確在線監(jiān)測狀態(tài)量與電氣設(shè)備故障、絕緣老化的關(guān)系。同時對于現(xiàn)行的在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)不能過度依賴，許多測量數(shù)據(jù)可能并不準(zhǔn)確。例如在介損在線測量中，其測量的穩(wěn)定性和重復(fù)性不是很理想，測量 誤差較大。而在信號采集過程中也存在傳感器失效，信號由于外界干擾出現(xiàn)畸變，最終導(dǎo)致在線監(jiān)測系統(tǒng)失靈。 （ 3）拓寬思路，積極推動在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展。雖然在國內(nèi)外對電力設(shè)備進行在線監(jiān)測已在許多方面取得了成績，但還有不少問題需要進一步解決研究，需要在實際運行中考驗各種檢測方法的可行性。目前對在線監(jiān)測的要求不應(yīng)過高，只要檢測系統(tǒng)的抗干擾性較好，且監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實準(zhǔn)確地分辨出電氣設(shè)備狀態(tài)的變化，對監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計、傳感器和信號傳輸?shù)纫罂蛇m當(dāng)放寬。 7 第二章 電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測工業(yè)實用化條件 第一節(jié) 被監(jiān)測設(shè)備和故障的種類及特點 被監(jiān)測設(shè)備和故障的種類及特點對不同的設(shè)備和不同的故障類型 ,采用的狀態(tài)監(jiān)測的方法可能完全不一樣。一些機械裝置和控制系統(tǒng)常用的故障診斷方法并不適合于電力系統(tǒng)設(shè)備的特定情況。因此 ,必須首先認識電力系統(tǒng)設(shè)備故障的類型和特點。以下兩方面的問題是電力系統(tǒng)設(shè)備故障所特有的。 ,形成了瞬變故障和緩變故障兩個類型。以大型發(fā)電機和變壓器為例 , 瞬變故障例如相間短路等 ,發(fā)展很快。繼電保護裝置必須在 10 ms~20 ms 內(nèi)處理這類故障 ,以避免損失擴大。瞬變故障發(fā)生時需要解 決的問題是故障保護和避免事故擴大 ,不是診斷和監(jiān)測的問題。緩變故障是從出現(xiàn)故障征兆發(fā)展到故障災(zāi)害進程較慢的一類故障現(xiàn)象 ,例如絕緣故障、冷卻系統(tǒng)故障 (氫冷和水冷系統(tǒng) )、機械系統(tǒng)故障、部分轉(zhuǎn)子故障等。當(dāng)出現(xiàn)故障征兆時 ,需要對故障進行定位 ,或?qū)收系某潭群桶l(fā)展進行監(jiān)測 ,采取措施 ,防止故障狀態(tài)的進一步發(fā)展和造成重大損失。因此 ,緩變故障是狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的對象。 對于瞬變故障 ,繼電保護可以發(fā)揮巨大的作用 ,大大減少可能造成的危害。但并不是所有的瞬變故障都是由緩變故障發(fā)展形成的 ,同時 ,很多緩變故障及其發(fā)展造成的損害也不在 繼電保護所能保護的范圍內(nèi)。有人認為狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷能防止故障發(fā)生 ,是比繼電保護更先進的技術(shù) ,可以取而代之 ,這是一種誤解。兩種技術(shù)互相補充 ,缺一不可。很多故障現(xiàn)象都直接或間接地與絕緣有關(guān) ,可以說 ,絕緣的壽命就是設(shè)備的壽命 [4,5]。電力系統(tǒng)設(shè)備絕緣故障特征表現(xiàn)在多個方面 , 不僅表現(xiàn)在很多電參數(shù)上 ,而且還有力、熱、聲、光等物理方面和氣體、油等化學(xué)方面的特征變化。絕緣故障與設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)、分布、環(huán)境都有關(guān) ,形成機理復(fù)雜。另一方面 ,對設(shè)備絕緣故障的定位和絕緣損壞程度的診斷 還存在很大的困難。這也正是電力系統(tǒng)設(shè)備故障的特點和難點之一。由于絕緣故障的特點 ,很多絕緣在線和離線檢測技術(shù) ,如局部發(fā)電、油色譜分析、超聲監(jiān)測等近幾年已經(jīng)有了較大的發(fā)展 ,可以逐步開展對絕緣狀態(tài)的評估工作。 8 第二節(jié) 計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 采用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)十幾年來 ,已經(jīng)有很多監(jiān)測裝置應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場 ,但是 ,大多數(shù)的現(xiàn)場裝置沒有形成系統(tǒng) ,記錄數(shù)據(jù)仍然依靠人工觀測和抄表的方式 ,這對于突發(fā)的故障很難及時反映 ,也不利于綜合分析和查閱歷史資料。采用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 集站 ,通過局域網(wǎng)連接起來。在網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)庫和分析中心 ,對狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理。局域網(wǎng)可以通過一個服務(wù)器與 Inter 相聯(lián)。由于有數(shù)據(jù)庫和分析中心的支持 ,可以建立設(shè)備運行的歷史數(shù)據(jù)檔案和進行實時運行狀態(tài)分析。 計算機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)控制層、信息管理層三層其中現(xiàn)場設(shè)備層主要負責(zé)底層現(xiàn)場設(shè)備的模擬量參數(shù)的采集與 A／ D 轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)控制層負責(zé)數(shù)字信號的傳輸，通過信息層的組態(tài)，對底層現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)實時監(jiān)測與控制。由于以太網(wǎng)支持的傳輸介質(zhì)為粗同軸電纜、細同軸電纜、雙絞線和光纖等，其最 大的優(yōu)點就是簡單、經(jīng)濟實用、易于掌握。與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)相比，計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：通信協(xié)議透明，兼容性好，有廣泛的技術(shù)支持；為了更好地發(fā)揮各種監(jiān)測控制系統(tǒng)的作用，協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程中各系統(tǒng)間的關(guān)系，提高安全生產(chǎn)和管理水平，必須對上述系統(tǒng)整合，進行綜合自動化系統(tǒng)的集成建設(shè)。 基于計算機網(wǎng)絡(luò)的變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)總體上劃分為三層：信息管理層、中間層、設(shè)備控制層。 信息管理層的主要目的是利用設(shè)備控制層提供的大量生產(chǎn)信息使變電站各個實體部門將能夠不受地域的限制進行監(jiān)視與控制變電站局域網(wǎng)里的各種數(shù)據(jù)，并對 這些數(shù)據(jù)進行進一步的分析和整理，為相關(guān)的各種管理、經(jīng)營決策提供支持，實現(xiàn)管控一體化。信息管理層實現(xiàn)的途徑是通過企業(yè)外部網(wǎng) (Inter)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) (Intra)，由于涉及實際的生產(chǎn)過程，必須保證網(wǎng)絡(luò)安全。 中間層即所搭建的計算機網(wǎng)絡(luò)，具體由 DCS 現(xiàn)場控制分站、遠程 I／ O 分站、現(xiàn)場操作員站、中央控制站和交換機設(shè)備及控制總線等組成。中間層為整個變電站遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合業(yè)務(wù)提供實時數(shù)據(jù)采集和傳輸、 I／ O 控制以及編程下載等功能。通過該網(wǎng)絡(luò)平臺往下能對變電站內(nèi)各控制子系統(tǒng)發(fā)布調(diào)用、監(jiān)測和控制命令，并能 見各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)，收集所需的生產(chǎn)和安全參數(shù)。 設(shè)備控制層是通過采用傳感器對底層生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)信息進行實時采集并發(fā)送傳 9 輸，以完成各種控制、運行參數(shù)的監(jiān)測、報警和趨勢分析等功能。設(shè)備控制層是面向變電站的電氣設(shè)備及自動控制要求的遠程監(jiān)控體系的最底層，主要包括現(xiàn)場的各種監(jiān)測、控制子系統(tǒng)等。 第三節(jié) 狀態(tài)監(jiān)測的實施與管理體制 狀態(tài)監(jiān)測的實施與管理體制的變革狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的推廣和應(yīng)用將會對現(xiàn)有的發(fā)電廠和變電所的管理體制產(chǎn)生影響。狀態(tài)監(jiān)測和電力系統(tǒng)測控自動化技術(shù)的應(yīng)用將會取代現(xiàn)有的運行人員值班的體制 ,逐步實現(xiàn)運行的無 人值班。狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用和狀態(tài)檢修的實現(xiàn)也需要國產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量的進一步提高作為支持和保證。 發(fā)展以狀態(tài)監(jiān)測（通常是在線監(jiān)測）和故障診斷為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修。其基本原理可簡述如下。設(shè)備的劣化、缺陷的發(fā)展雖然具有統(tǒng)計性，發(fā)展的速度也有快慢，但大多具有一定的發(fā)展期。在這期間，會產(chǎn)生各種前期征兆，表現(xiàn)為其電氣、物理、化學(xué)等特性發(fā)生少量漸進的變化。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、光電技術(shù)、信號處理技術(shù)和各種傳感技術(shù)的發(fā)展，可以對