【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估 ,并對(duì)這種評(píng)估進(jìn)行分類(lèi)。當(dāng)一定的標(biāo)準(zhǔn)形成后 ,為狀態(tài)檢修的實(shí)施提供依據(jù)。當(dāng)然 ,狀態(tài)監(jiān)測(cè)的評(píng)估也應(yīng)該包含對(duì)設(shè)備異常 (或故障 )狀態(tài)的估計(jì)及對(duì)未來(lái)變化的預(yù)測(cè) ,并不斷創(chuàng)造條件 ,使這種評(píng)估水平逐步接近理想境界。狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以為設(shè)備積累完整和科學(xué)的運(yùn)行記錄資料 ,這在過(guò)去的管理體制下是很難實(shí)現(xiàn)的。因此 ,狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代設(shè)備管理是必要的。對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的分類(lèi)可以作為設(shè)備維護(hù)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(guò)剩維修” ,對(duì)有故障隱患的設(shè)備及時(shí)檢修 ,提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。據(jù)報(bào)道 ,國(guó)外有的企業(yè)因?yàn)椴捎昧藸顟B(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(jìn)行常規(guī)的檢修 ,其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。狀態(tài)檢修是我國(guó)即將面臨的先進(jìn)的 設(shè)備管理體制 ,而狀態(tài)監(jiān)測(cè)是這一管理體制的技術(shù)保證和實(shí)施的依據(jù)。 6 促進(jìn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的幾點(diǎn)意見(jiàn)： （ 1）認(rèn)識(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的必要條件。因?yàn)橹挥屑皶r(shí)、準(zhǔn)確地掌握設(shè)備的真實(shí)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(shí)檢修及如何檢修。但是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修，不能完全依靠在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，必須充分地利用一切可以掌握設(shè)備狀況的檢測(cè)手段，如設(shè)備巡視和定期試驗(yàn)項(xiàng)目，診斷性試驗(yàn)項(xiàng)目等。只有充分利用現(xiàn)有手段，并將其與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合，才能更全面真實(shí)反映設(shè)備的狀態(tài)，為實(shí)施正確的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)資源。 （ 2）加強(qiáng)基礎(chǔ) 理論工作，努力培訓(xùn)員工在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方面的技能水平。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)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(kāi)人，工作人員除了熟悉在線(xiàn)監(jiān)測(cè)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(xiàn)監(jiān)測(cè)工作。我們不能僅僅停留在在線(xiàn)監(jiān)測(cè)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(xiàn)監(jiān)測(cè)狀態(tài)量與電氣設(shè)備故障、絕緣老化的關(guān)系。同時(shí)對(duì)于現(xiàn)行的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)不能過(guò)度依賴(lài)，許多測(cè)量數(shù)據(jù)可能并不準(zhǔn)確。例如在介損在線(xiàn)測(cè)量中，其測(cè)量的穩(wěn)定性和重復(fù)性不是很理想，測(cè)量 誤差較大。而在信號(hào)采集過(guò)程中也存在傳感器失效，信號(hào)由于外界干擾出現(xiàn)畸變，最終導(dǎo)致在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)失靈。 （ 3）拓寬思路，積極推動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展。雖然在國(guó)內(nèi)外對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)已在許多方面取得了成績(jī)，但還有不少問(wèn)題需要進(jìn)一步解決研究，需要在實(shí)際運(yùn)行中考驗(yàn)各種檢測(cè)方法的可行性。目前對(duì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的要求不應(yīng)過(guò)高，只要檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾性較好，且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠真實(shí)準(zhǔn)確地分辨出電氣設(shè)備狀態(tài)的變化，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、傳感器和信號(hào)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(cè)工業(yè)實(shí)用化條件 第一節(jié) 被監(jiān)測(cè)設(shè)備和故障的種類(lèi)及特點(diǎn) 被監(jiān)測(cè)設(shè)備和故障的種類(lèi)及特點(diǎn)對(duì)不同的設(shè)備和不同的故障類(lèi)型 ,采用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法可能完全不一樣。一些機(jī)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(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)設(shè)備故障的類(lèi)型和特點(diǎn)。以下兩方面的問(wèn)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(gè)類(lèi)型。以大型發(fā)電機(jī)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(hù)裝置必須在 10 ms~20 ms 內(nèi)處理這類(lèi)故障 ,以避免損失擴(kuò)大。瞬變故障發(fā)生時(shí)需要解 決的問(wèn)題是故障保護(hù)和避免事故擴(kuò)大 ,不是診斷和監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。緩變故障是從出現(xiàn)故障征兆發(fā)展到故障災(zāi)害進(jìn)程較慢的一類(lèi)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(jī)械系統(tǒng)故障、部分轉(zhuǎn)子故障等。當(dāng)出現(xiàn)故障征兆時(shí) ,需要對(duì)故障進(jìn)行定位 ,或?qū)收系某潭群桶l(fā)展進(jìn)行監(jiān)測(cè) ,采取措施 ,防止故障狀態(tài)的進(jìn)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(cè)和故障診斷的對(duì)象。 對(duì)于瞬變故障 ,繼電保護(hù)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(shí) ,很多緩變故障及其發(fā)展造成的損害也不在 繼電保護(hù)所能保護(hù)的范圍內(nèi)。有人認(rèn)為狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷能防止故障發(fā)生 ,是比繼電保護(hù)更先進(jìn)的技術(shù) ,可以取而代之 ,這是一種誤解。兩種技術(shù)互相補(bǔ)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(shuō) ,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(gè)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(jī)理復(fù)雜。另一方面 ,對(duì)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(diǎn)和難點(diǎn)之一。由于絕緣故障的特點(diǎn) ,很多絕緣在線(xiàn)和離線(xiàn)檢測(cè)技術(shù) ,如局部發(fā)電、油色譜分析、超聲監(jiān)測(cè)等近幾年已經(jīng)有了較大的發(fā)展 ,可以逐步開(kāi)展對(duì)絕緣狀態(tài)的評(píng)估工作。 8 第二節(jié) 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)十幾年來(lái) ,已經(jīng)有很多監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) ,但是 ,大多數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)裝置沒(méi)有形成系統(tǒng) ,記錄數(shù)據(jù)仍然依靠人工觀測(cè)和抄表的方式 ,這對(duì)于突發(fā)的故障很難及時(shí)反映 ,也不利于綜合分析和查閱歷史資料。采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 集站 ,通過(guò)局域網(wǎng)連接起來(lái)。在網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)庫(kù)和分析中心 ,對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。局域網(wǎng)可以通過(guò)一個(gè)服務(wù)器與 Inter 相聯(lián)。由于有數(shù)據(jù)庫(kù)和分析中心的支持 ,可以建立設(shè)備運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)檔案和進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)分析。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)控制層、信息管理層三層其中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要負(fù)責(zé)底層現(xiàn)場(chǎng)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(fù)責(zé)數(shù)字信號(hào)的傳輸，通過(guò)信息層的組態(tài)，對(duì)底層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。由于以太網(wǎng)支持的傳輸介質(zhì)為粗同軸電纜、細(xì)同軸電纜、雙絞線(xiàn)和光纖等，其最 大的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易于掌握。與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(cè)控制系統(tǒng)的作用，協(xié)調(diào)生產(chǎn)過(guò)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(duì)上述系統(tǒng)整合，進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的集成建設(shè)。 基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的變電站遠(yuǎn)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(gè)實(shí)體部門(mén)將能夠不受地域的限制進(jìn)行監(jiān)視與控制變電站局域網(wǎng)里的各種數(shù)據(jù)，并對(duì) 這些數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和整理，為相關(guān)的各種管理、經(jīng)營(yíng)決策提供支持，實(shí)現(xiàn)管控一體化。信息管理層實(shí)現(xiàn)的途徑是通過(guò)企業(yè)外部網(wǎng) (Inter)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) (Intra)，由于涉及實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，必須保證網(wǎng)絡(luò)安全。 中間層即所搭建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具體由 DCS 現(xiàn)場(chǎng)控制分站、遠(yuǎn)程 I／ O 分站、現(xiàn)場(chǎng)操作員站、中央控制站和交換機(jī)設(shè)備及控制總線(xiàn)等組成。中間層為整個(gè)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合業(yè)務(wù)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和傳輸、 I／ O 控制以及編程下載等功能。通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)往下能對(duì)變電站內(nèi)各控制子系統(tǒng)發(fā)布調(diào)用、監(jiān)測(cè)和控制命令，并能 見(jiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)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(guò)采用傳感器對(duì)底層生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并發(fā)送傳 9 輸，以完成各種控制、運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)、報(bào)警和趨勢(shì)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(dòng)控制要求的遠(yuǎn)程監(jiān)控體系的最底層，主要包括現(xiàn)場(chǎng)的各種監(jiān)測(cè)、控制子系統(tǒng)等。 第三節(jié) 狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)施與管理體制 狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)施與管理體制的變革狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣和應(yīng)用將會(huì)對(duì)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(cè)和電力系統(tǒng)測(cè)控自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)取代現(xiàn)有的運(yùn)行人員值班的體制 ,逐步實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的無(wú) 人值班。狀態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用和狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)也需要國(guó)產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量的進(jìn)一步提高作為支持和保證。 發(fā)展以狀態(tài)監(jiān)測(cè)（通常是在線(xiàn)監(jiān)測(cè)）和故障診斷為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修。其基本原理可簡(jiǎn)述如下。設(shè)備的劣化、缺陷的發(fā)展雖然具有統(tǒng)計(jì)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(huì)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(jìn)的變化。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和各種傳感技術(shù)的發(fā)展，可以對(duì)