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摘要:电力部门对设备传统的检测主要包括事后维修和定时检修,但这两种方式都存在各自的缺点,前者不能预防突发性事故,后者容易造成资源和时间上的浪费。最近发展的状态检测技术不仅能够及早的发现故障,更能找出故障发生的原因,做好预防性准备。
关键词:高压电力设备;状态检测;技术
1 高压状态检测技术概述
所谓状态检测技术就是利用传感器、电子和计算机等技术,通过对电力设备的信号采集和传输、数据处理、逻辑判断,来实现对电力设备运行状态的带电测试或不间断的实时监测和诊断。为保证电力系统安全、经济和稳定运行,电力设备的故障检测诊断从以时间为基准的方式转变到以状态为基准的方式,其内容包括状态检测和故障诊断两个方面:前者通过提取故障的特征信号为状态维修提供检修依据,后者则分析、处理所采集的状态信息。
2 状态检修的内容
2.1 状态检修的目的电力电气设备的状态检修是电力公司以安全、可靠性、环境、成本为基础,通过电力电气设备状态评价、风险评估,检修决策,达到运行安全可靠,检修成本合理的一种检修策略。
2.2 状态检测的作用一般情况下,电力系统的电力电气设备都是按照规定的检修期进行检修(或维护、调试、试验)的,其周期为固定的一年或几年。有了状态检测,有关专家在办公室就能够很方便地观察到所管变电站以及输电线路上任一设备的当前和历史状态,并能迅速地对设备的未来状态进行预测。对于存在故障隐患的设备还可以组织电力公司甚至包括设备制造厂在内的有关专家在网上远程诊断,决定该不该检修,何时检修,对什么部位进行检修,以及怎样检修等诸多问题。
2.3 状态检修实施原则“应修必修,修必修好”是状态检修应遵循的原则,依据设备评价的结果,并且考虑设备风险因素,制定动态的设备检修计划,最后合理地安排状态检修计划和内容。
2.4 状态检修的要求
(1)对设备的状态评价应实行动态化管理。每次检修或试验后应进行一次状态评价。(2)新投运设备投运初期按国家电网公司状态检修试验规程舰定(100kV投运后l~2年,220kV以上投运后1年),应进行例行试验,将各种状态量收集起来,并进行一次必要的状态评价。(3)如果设备运行20年以上,那么应根据设备运行及评价结果,对检修计划及内容进行一定的调整。
3 状态检测技术存在的问题
状态检测、故障诊断技术虽然有其不可替代的优势,但在目前情况下,尚存在很多不足和问题需要解决。已经安装投运了状态检测系统的单位,决不可高枕无忧,缺乏安全忧患意识。
由于发电机、变压器有复杂的结构系统,运行参数间并非全部有严格的逻辑和定量关系,其故障现象、故障原理之间具有很大的不确定性,一个故障可表现出多种征兆,监测到的几个故障起凶同时反映一个故障征兆,故障与征兆之问关系模糊复杂,因此完全通过建立精确的数学模型来诊断是十分困难的。这种复杂的系统都是模糊的系统,而模糊系统的边界、结构等概念的外延是模糊的,内涵是灰色的。也就是说,此系统中的一些信息是确知的,另一些是非确知的,因此,需要采用将精确性向模糊性逼近的模糊集的数学方法来处理这些模糊现象,并注入人工神经网络系统,才能对发电机、变压器故障诊断这一复杂系统,找出合适的描述方法。同时还要模拟技术专家在进行故障诊断时的经验及将经验、规则模型化,以计算机替代专家,并以远程通信方式进行传输。除此之外,复杂的现场环境也给状态检测和故障诊断技术的应用带来困难。
目前,状态检测和故障诊断技术尚存在以下不足和问题。
1)受技术条件限制,目前发展较成熟的仅有局部放电定位仪和部分组分含量的在线色谱仪,而其他反映设备状态的项目尚无成熟监测。因此,在故障诊断中,很多需采集的信息还必须依赖于离线检测。
2)早期故障的监测信号极弱,设备运行现场均有较强的磁场和电场干扰,信噪比很低,给状态检测带来困难。
3)现有的一些监测系统,只能反映设备故障的发展趋势,很难提供设备故障的类型及故障的危急程度。渗透膜存在渗透率衰减,软件不能适应个案的分析和判定,软、硬件在不同程度上存在缺陷和不稳定性,易引起误报、错报故障。
4)现行规程中没有状态检测的技术要求和指标,使故障诊断时缺乏科学的判据。
5)现有的监测、诊断系统尚不能完全实现连续不断的实时监测,所以对突发性故障不能准确、及时预报。
6)运行人员缺乏操作、管理水平也是造成装置不能正常运行的原因。如系统电源掉电或插头松脱,运行人员未能及时恢复,系统得不到应有的维护,使得本来很容易解决的问题复杂化。
7)在线监测工作缺乏统一的管理。目前,开发和生产在线监测系统的单位很多,投放市场的产品也很多,许多产品没有经过严格的检验和考核。近几年的运行情况已经暴露出产品质量问题。一些运行单位缺乏应有的技术力量,系统安装后缺乏维护,管理工作没有跟上来,造成部分系统一投入运行工作就不正常,在线监测系统作为一种特殊商品,应如何规范市场,制定相应的检验条例,保证产品质量等应提到议事日程上来。
4 状态检测技术的发展趋势
1)由于电力设备状态检测获取的数据量很大,常规的数据处理方法会遇到极大的困难,开发新的数据分析技术和故障诊断软件很有必要,智能状态检测系统将得到进一步研究,尤其是神经网络技术、知识系统和模糊逻辑等会得到更广泛的应用。
2)对如何根据检测到的数据做出相应的判断,以及对新的更有效的检测项目和检测方法等方面的基础研究将得到进一步加强,专家经验的积累和应用也将得到更多的重视和加强。
3)多功能、多状态的在线监测系统将得到进一步发展。
4)设备状态的远程诊断和网络化跟踪。发展远程监测与诊断技术可充分实现诊断知识与数据共享,弥补现场工作人员经验的不足,提高故障诊断的准确性。同时,状态检测系统与继电保护将有机地结合起来,尤其在分布式的监控系统中。最近十年来的研究表明,在发展新型的状态检测系统方面,先进的信号处理技术和人工智能技术是必不可少的。随着计算机技术和通信技术的快速发展,信号处理和人工智能已成为下一代状态检測系统(具有高灵敏度、高可靠性、高智能性和价廉的特征)的最强有力的工具。
5 结语
综上所述,电力设备状态检修的推行,不但是电网发展的一种需要,也是生产管理变革的需要,对设备可靠性的提高,电网安全稳定运行的保证,提升安全效益、经济效益和社会效益发挥着极其重要的作用。
参考文献:
[1]田玲,刑建国.电气设备实施状态维修决策方法的探讨[J].电网技术,2004.28(16).
关键词:高压电力设备;状态检测;技术
1 高压状态检测技术概述
所谓状态检测技术就是利用传感器、电子和计算机等技术,通过对电力设备的信号采集和传输、数据处理、逻辑判断,来实现对电力设备运行状态的带电测试或不间断的实时监测和诊断。为保证电力系统安全、经济和稳定运行,电力设备的故障检测诊断从以时间为基准的方式转变到以状态为基准的方式,其内容包括状态检测和故障诊断两个方面:前者通过提取故障的特征信号为状态维修提供检修依据,后者则分析、处理所采集的状态信息。
2 状态检修的内容
2.1 状态检修的目的电力电气设备的状态检修是电力公司以安全、可靠性、环境、成本为基础,通过电力电气设备状态评价、风险评估,检修决策,达到运行安全可靠,检修成本合理的一种检修策略。
2.2 状态检测的作用一般情况下,电力系统的电力电气设备都是按照规定的检修期进行检修(或维护、调试、试验)的,其周期为固定的一年或几年。有了状态检测,有关专家在办公室就能够很方便地观察到所管变电站以及输电线路上任一设备的当前和历史状态,并能迅速地对设备的未来状态进行预测。对于存在故障隐患的设备还可以组织电力公司甚至包括设备制造厂在内的有关专家在网上远程诊断,决定该不该检修,何时检修,对什么部位进行检修,以及怎样检修等诸多问题。
2.3 状态检修实施原则“应修必修,修必修好”是状态检修应遵循的原则,依据设备评价的结果,并且考虑设备风险因素,制定动态的设备检修计划,最后合理地安排状态检修计划和内容。
2.4 状态检修的要求
(1)对设备的状态评价应实行动态化管理。每次检修或试验后应进行一次状态评价。(2)新投运设备投运初期按国家电网公司状态检修试验规程舰定(100kV投运后l~2年,220kV以上投运后1年),应进行例行试验,将各种状态量收集起来,并进行一次必要的状态评价。(3)如果设备运行20年以上,那么应根据设备运行及评价结果,对检修计划及内容进行一定的调整。
3 状态检测技术存在的问题
状态检测、故障诊断技术虽然有其不可替代的优势,但在目前情况下,尚存在很多不足和问题需要解决。已经安装投运了状态检测系统的单位,决不可高枕无忧,缺乏安全忧患意识。
由于发电机、变压器有复杂的结构系统,运行参数间并非全部有严格的逻辑和定量关系,其故障现象、故障原理之间具有很大的不确定性,一个故障可表现出多种征兆,监测到的几个故障起凶同时反映一个故障征兆,故障与征兆之问关系模糊复杂,因此完全通过建立精确的数学模型来诊断是十分困难的。这种复杂的系统都是模糊的系统,而模糊系统的边界、结构等概念的外延是模糊的,内涵是灰色的。也就是说,此系统中的一些信息是确知的,另一些是非确知的,因此,需要采用将精确性向模糊性逼近的模糊集的数学方法来处理这些模糊现象,并注入人工神经网络系统,才能对发电机、变压器故障诊断这一复杂系统,找出合适的描述方法。同时还要模拟技术专家在进行故障诊断时的经验及将经验、规则模型化,以计算机替代专家,并以远程通信方式进行传输。除此之外,复杂的现场环境也给状态检测和故障诊断技术的应用带来困难。
目前,状态检测和故障诊断技术尚存在以下不足和问题。
1)受技术条件限制,目前发展较成熟的仅有局部放电定位仪和部分组分含量的在线色谱仪,而其他反映设备状态的项目尚无成熟监测。因此,在故障诊断中,很多需采集的信息还必须依赖于离线检测。
2)早期故障的监测信号极弱,设备运行现场均有较强的磁场和电场干扰,信噪比很低,给状态检测带来困难。
3)现有的一些监测系统,只能反映设备故障的发展趋势,很难提供设备故障的类型及故障的危急程度。渗透膜存在渗透率衰减,软件不能适应个案的分析和判定,软、硬件在不同程度上存在缺陷和不稳定性,易引起误报、错报故障。
4)现行规程中没有状态检测的技术要求和指标,使故障诊断时缺乏科学的判据。
5)现有的监测、诊断系统尚不能完全实现连续不断的实时监测,所以对突发性故障不能准确、及时预报。
6)运行人员缺乏操作、管理水平也是造成装置不能正常运行的原因。如系统电源掉电或插头松脱,运行人员未能及时恢复,系统得不到应有的维护,使得本来很容易解决的问题复杂化。
7)在线监测工作缺乏统一的管理。目前,开发和生产在线监测系统的单位很多,投放市场的产品也很多,许多产品没有经过严格的检验和考核。近几年的运行情况已经暴露出产品质量问题。一些运行单位缺乏应有的技术力量,系统安装后缺乏维护,管理工作没有跟上来,造成部分系统一投入运行工作就不正常,在线监测系统作为一种特殊商品,应如何规范市场,制定相应的检验条例,保证产品质量等应提到议事日程上来。
4 状态检测技术的发展趋势
1)由于电力设备状态检测获取的数据量很大,常规的数据处理方法会遇到极大的困难,开发新的数据分析技术和故障诊断软件很有必要,智能状态检测系统将得到进一步研究,尤其是神经网络技术、知识系统和模糊逻辑等会得到更广泛的应用。
2)对如何根据检测到的数据做出相应的判断,以及对新的更有效的检测项目和检测方法等方面的基础研究将得到进一步加强,专家经验的积累和应用也将得到更多的重视和加强。
3)多功能、多状态的在线监测系统将得到进一步发展。
4)设备状态的远程诊断和网络化跟踪。发展远程监测与诊断技术可充分实现诊断知识与数据共享,弥补现场工作人员经验的不足,提高故障诊断的准确性。同时,状态检测系统与继电保护将有机地结合起来,尤其在分布式的监控系统中。最近十年来的研究表明,在发展新型的状态检测系统方面,先进的信号处理技术和人工智能技术是必不可少的。随着计算机技术和通信技术的快速发展,信号处理和人工智能已成为下一代状态检測系统(具有高灵敏度、高可靠性、高智能性和价廉的特征)的最强有力的工具。
5 结语
综上所述,电力设备状态检修的推行,不但是电网发展的一种需要,也是生产管理变革的需要,对设备可靠性的提高,电网安全稳定运行的保证,提升安全效益、经济效益和社会效益发挥着极其重要的作用。
参考文献:
[1]田玲,刑建国.电气设备实施状态维修决策方法的探讨[J].电网技术,2004.28(16).