【正文】 .......... 13 第二節(jié) 數(shù)據(jù)分析技術(shù) ......................................................................................................... 13 第四章 結(jié)論 .............................................................................................................................. 17 謝辭 ............................................................................................................................................ 18 參考文獻 ..................................................................................................................................... 19 1 引 言 電力系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是近 10 年來發(fā)展較快的新技術(shù) ,具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。但是 ,目前狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的應(yīng)用還不普遍 ,還存在種種問題 ,包括一些認識上的誤區(qū)。 國外對電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的研究，始于 60 年代。但直到 70~80 年代，隨著傳感、計算機、光纖等高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，設(shè)備在線診斷技術(shù)才真正得到迅速發(fā)展。其中少數(shù)已發(fā)展成為正式產(chǎn)品。 我國對電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的重要性也早已認識。 80 年代以來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，我國的電氣設(shè)備在線診斷技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展。我國高等院校和電力部門科研院所的不少有關(guān)專業(yè)都相繼開展了這方面的研究。可以認為，我國電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的研究和國際上是同步發(fā)展的，處于幾乎相同的水平。由于客觀的需要，相信這門技術(shù)一定能迅速發(fā)展成長，從而對提高電力系統(tǒng)的運行水平發(fā)揮巨大的作用。②狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用比較普遍 ,有經(jīng)濟效益。國外傳感器技術(shù)的全面發(fā)展可以從近幾年國內(nèi)一些發(fā)電廠和變電站引進的進口傳感器產(chǎn)品情況看出。狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用較普遍的地區(qū)主要是北美和歐洲。在美國 ,實現(xiàn)了變電站無人值班和狀態(tài)檢修的管理。據(jù)日本一些工廠統(tǒng)計 ,事故率可減少 75%,維修費用可降低 25%~50%。 盡 管一些進口的傳感器裝置或系統(tǒng)功能全面 ,但是 ,數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)也還未達到較高水平 ,一般裝置僅僅對數(shù)據(jù)進行簡單的統(tǒng)計分析或頻譜分析。因此 ,還需要用人工處理數(shù)據(jù) ,并得出最后結(jié)論。近 10年來 ,已經(jīng)研制成功很多傳感器裝置 ,并安裝在現(xiàn)場。近幾年 ,國內(nèi)一些大型發(fā)電廠較全面地安裝了成套進口的先進傳感器裝置 ,通過計算機網(wǎng) 絡(luò)形成一定規(guī)模的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) ,并達到了先進水平 ,而這些成套軟件系統(tǒng)全部由我國技術(shù)人員開發(fā)。這充分說明我國技術(shù)人員已經(jīng)掌握了狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。一方面 ,還有很多發(fā)電廠和變電站的 狀態(tài)監(jiān)測沒有開展起來 。這主要表現(xiàn)在兩方面 :①在很多現(xiàn)場 ,狀態(tài)監(jiān)測并沒有成為必要的部分。②已具有狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的工廠 ,其現(xiàn)場技術(shù)人員還沒有技術(shù)能力處理和分析狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù) ,因而不能合理分析和利用數(shù)據(jù)。在國內(nèi)要推廣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù) ,除了要解決國產(chǎn)傳感器裝置的生產(chǎn)和設(shè)備管理體制的改革等問題外 ,現(xiàn)場技術(shù)人員的培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)也是必須解決的問題。 4 第一章 狀態(tài)監(jiān)測的概念和任務(wù) 狀態(tài)監(jiān)測的概念和任務(wù)在實際應(yīng)用中 ,有故障預(yù)報、故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測等幾個在內(nèi)容上相近但存在差別的概念。但是 ,它們的任務(wù)不盡相同 ,這里指出它們的區(qū)別 ,是為了進一步明確狀態(tài)監(jiān)測的任務(wù) ,避免一些誤解。故障診斷 —— 根據(jù)故障特征 ,對已發(fā)生的故障進行定位和對故障發(fā)展程度進行判斷。以上幾個概念的關(guān)系 ,它們是按故障發(fā)展的時間進程進行分類的。 對故障的預(yù)測或預(yù)報必須建模和仿真 ,而故障診斷也需要對故障的機理進行分析和研究 ,不能僅僅依靠信號處理的方法 ,只分析故障的外在表現(xiàn) ,因而存在較大的難度。但是 ,也不能認為預(yù)測或預(yù)報是最好的方法 ,而狀態(tài)監(jiān)測只是一種初級的手段。 第一節(jié) 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的含義 電氣設(shè)備在運行中受到電、熱、機械、環(huán)境等各種因素的作用，其性能逐漸劣化，最終導(dǎo)致故障。電氣設(shè)備是組成電力系統(tǒng)的基本元件，一旦失效，必將引起局部甚至廣大地區(qū)的停電，造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是利用各種傳感器和測量手段對反映設(shè)備運行狀態(tài)的物理、化學(xué)量進行檢測，其目的是為了判明設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。設(shè)備的“故障診斷”借用了上述概念，其含義是指這樣的過程：專家根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測所得到的各測量值及其運算處理結(jié)果所提供的信息，采用所掌握的關(guān)于設(shè)備的知識和經(jīng)驗，進行推理判斷，找出設(shè)備故障的類型、部位及嚴重程度，從而提出對設(shè)備的維修處理建議。 廣義而言，“診斷”的含義概括了“狀態(tài)監(jiān)測”和“故障診斷”：前者是“診”；后者是“斷”。主設(shè)備的主要故障 ,例如絕緣故障、機械故障等的一些故障機理還不清楚 ,全系統(tǒng)的故障建模和仿真更難 ,而作為一個產(chǎn)品 ,其生存期有限 ,也沒有必要進行大量的研究工作。同時 ,生產(chǎn)現(xiàn)場也沒有“預(yù)報”和“定位”的急需 ,現(xiàn)場人員首先需要知道主設(shè)備是否存在異常和是否需要檢修 。另一方面 ,有些情況需要具體對待 ,例如對于輸電線和電纜的接地故障 ,用戶首先要對故障點定位 ,這就需要采用故障診斷的方法 ,而不是狀態(tài)監(jiān)測的方法。 ,根據(jù)歷史檔案、運行狀態(tài)等級和已出現(xiàn)的故障特征或征兆 ,判斷故障的性質(zhì)和程度。當(dāng)一定的標準形成后 ,為狀態(tài)檢修的實施提供依據(jù)。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。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)。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。 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。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。 （ 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。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。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。 （ 3）拓寬思路，積極推動在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展。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。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。以下兩方面的問題是電力系統(tǒng)設(shè)備故障所特有的。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。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。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。 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。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。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。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。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。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)。