输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景

当前,我国输变电站智能化改造工程正在稳步推进中,智能化变电站建设的核心内容之一就是输变电设备的在线监测技术应用。相比于传统的电力检测技术,智能在线监测技术可即时监测、诊断到输变电设备的绝缘变化状态,并给出及时检修处理方案,由此就将电力系统安全隐患扼杀在萌发的初步阶段。输变电设备在线监测与诊断技术的应用,可有效解决过去常规预防性试验的相关问题,提升电能利用效率的同时,也更好的保障了电力系统安全。把握好该技术的合理运用,将对我国电力电网行业发展产生重大的促进作用。     

浅谈设备状态监测故障诊断技术的应用

随着现代化生产技术的高速发展,设备状态监测故障诊断技术成为了一门新兴的学科。设备状态监测故障诊断技术是个新的故障诊断手段,它能够通过监控实时掌握设备在运行过程中零部件的耗损状况,及时发现潜在故障,预报故障发展趋势。随着它的发展和普及,改变了传统的设备维修制度中陈旧的检修模式,很大程度地保证了设备的运行的安全性,及时消除了设备的潜在故障,降低维修成本。如今,设备的状态检测和诊断技术已经逐渐发展为红外诊断技术、计算机自动检验技术和传感技术。本文通过分析设备状态监测故障诊断技术的必要性、运用现。和未来的发展趋势进行阐述,提出几点浅薄的看法。     

红外热成像技术在电力设备故障诊断中的应用

红外热成像技术可实现电力设备在运行状态时以非接触的快速、在线监测方式获取设备的运行状态信息,通过对电力设备的异常温升来发现和诊断设备故障,从而实现隐患、故障的提早发现。     

设备全生命周期状态监测诊断技术在水泵运维中的应用研究

水泵设备运维是保障水泵性能、确保水泵正常运行的重要环节。常见的水泵设备运维监测手段是在故障实际发生后发出报警,本质上属于事后维修,容易引发非计划停机和安全事故,造成经济损失,不利于行业发展。考虑到水泵设备在工业行业的重要性,且现有的水泵监测系统只关注水泵后期故障监测等特点,提出一种基于应力波的全生命周期状态监测诊断技术。该技术从整体上对水泵运行状态进行监测诊断。首先,通过应力波传感器采集水泵设备内部相互运动产生的应力波信号。然后,通过数据采集箱对汇聚进入的多路传感器采集的应力波信号进行处理,并将处理后的信号传入装有分析软件的服务器。最后,结合状态监测分析软件在线监测水泵运行状态,对设备的潜在故障作出预警,从而实现主动性和预测性维护。     

巷道掘进机智能化技术研究现状及展望

基于巷道掘进机智能化的目标是结合智能感知技术与自适应作业实现巷道断面自动精确成形,从智能感知和自适应作业2个方面阐述了巷道掘进机智能化关键技术构架,其中智能感知包括位姿感知、成形感知、状态感知,自适应作业包括自适应纠偏、自适应截割、自适应诊断。总结了掘进机位姿检测与纠偏、巷道断面自动成形与自适应截割、掘进机安全运行保障等技术的研究现状:捷联惯导/UWB组合定位技术在井下受限空间中具有较强的适用性,目前掘进机俯仰位姿纠偏及定向行走等均已实现,但仍存在行走控制误差大、纠偏控制准确性差等问题;将大面积煤矸石带避开的截割方法为自适应截割提供了一种新的思路,但是煤矸石带位置的确定及该种方法在实践中的应用效果有待进一步研究;在故障对象确定、故障原因清晰的情况下,常用故障诊断方法具有一定适用性,但由于掘进机故障原因复杂多样,故障间相互影响,难以进行准确有效的故障诊断。指出研究检测精度高、干涉少、跟随适用性优的导航定位方法,实现掘进机机体位姿偏差动态补偿、煤岩特性与最佳截割参数匹配建模及掘进机全状态监测等是巷道掘进机智能化技术突破方向。     

智能变电站故障识别系统的研究与实现北大核心

针对智能变电站监测状态量多,应用环境复杂,各类型故障相互关联,无法快速定位这一问题,提出使用J2EE架构模式,采用面向对象动态非线性系统建模技术和模块化设计方法,结合Ajax、Ext、Volterra核函数等关键技术,综合B/S、C/S模式各自的优势,设计开发了智能输变电设备在线监测与故障诊断系统;系统提供了智能化、图形化的应用环境,支持跨平台运行,主要实现了对500kV变电站主变压器、断路器等智能输变电设备运行状态各参量的全面监测、分析诊断,并进行故障定位和预警等功能,防止了智能输变电设备运行事故的发生,为国家电网公司智能变电站的建设提供了关键的技术支撑。     

高压隔离开关在线监测系统研究

高压隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压电气一次设备,本文首先分析了高压隔离开关运行过程中的故障,给出故障原因。针对高压隔离开关定期检修成本大、效率低的问题,本文提出了高压隔离开关在线监测技术,给出了详细的在线监测系统设计方案,实际工程在线监测案例表明此系统能够对高压隔离开关运行状态实时监测,从而提高供电可靠性,减少安全监测盲区,节约人力成本,提高效率。     

基于物联网和运行大数据的设备状态监测诊断

设备健康状态的监测、诊断以及维护将直接影响企业的生产经营和经济效益。有效的设备预防性维护过程,可在设备健康状况发生恶化之前制定合理的维护决策,杜绝设备的安全隐患。对移动互联网、物联网、大数据带来的设备健康状态感知、高速数据传输、分布式计算和诊断分析等先进技术进行了调研,并研究了以设备故障监测、诊断、预防性维护为手段,基于物联网和运行大数据的设备健康状态监测诊断模式。在感知层、网络层和应用层的3层系统框架下,应用机器学习算法对设备运行大数据进行数据挖掘,建立专家知识库,获得与故障有关的诊断规则,实现了集设备健康状态在线监测、远程监控、远程诊断、故障匹配识别为一体的智能、高效监测诊断模式。该模式对于设备运行维护具有指导意义。     

振动监测保护故障诊断系统的应用

为提高诊断装置状态监测与故障诊断结果的可靠性和准确性,设计开发了一种基于人工智能和专家系统技术相结合的振动监测保护和故障诊断系统。具体分析了系统的应用现状,分别阐述了EN9000智能在线振动监测保护系统和EN8000智能故障诊断系统的设计方法和主要功能。这两套系统已在国内外300多套设备上得到成功应用,对保证设备安全可靠地运行,减少判断故障的时间,提高设备管理维修水平起到了重要的作用。成功的运行经验,对同类及其他类似系统有着推广借鉴的意义。     

基于数据挖掘技术的掘进机工况监测数据分析系统

应用数据挖掘技术构建了一套掘进机工况监测数据分析系统。该系统通过掘进机工况监测数据采集系统采集掘进机机械系统、液压系统、电气系统、传动系统的工况参数,并将这些参数通过互联网发送到掘进机工况监测数据分析平台,在该平台上应用数据挖掘技术分析、挖掘掘进机工况参数,实现掘进机的远程维护和快速故障定位及故障处理,并对掘进机工况运行数据分析经验库进行学习更新,为掘进机故障处理提供知识经验支持。     

一起500千伏变压器多维状态监测与故障诊断

为了提升变压器故障诊断水平并有效实现状态检修,本文针对一起500千伏主变压器内部潜伏性故障案例介绍了利用多种在线监测、离线检测等手段与故障诊断方法快速准确查找出变压器故障原因及位置。它通过采用油色谱检测、变压器振动及声音检测、容性设备在线监测、变压器局部放电检测、带电测试等多维状态监测技术开展变压器状态评价及故障诊断,并帮助实现对主变压器内部故障的准确定位和制定状态检修策略。该主变在通过状态监测及故障诊断后实现隐患故障快速准确定位,并通过紧急处理重新恢复正常运行状态,从而避免一起重大设备事故发生。结果表明,应用变压器油溶解气体色谱分析检测技术,可通过排除法准确地判断变压器故障性质和严重程度,它是早期发现变压器潜伏性故障特别有效的方法。同时,采用基于交叉小波的变压器振动信号特征量提取方法分析评价结果表明,变压器铁芯发生接地故障后其振动信号存在大量50赫兹谐波分量。借助振动及声音检测技术,能够有助于变压器故障诊断及准确定位,提高设备状态检修效率。     

柴油发动机的计算机辅助监测和诊断技术初探

结合具体实例, 阐述计算机网络监测系统对设备的运行信息进行在线监测、采集、分析处理和数据库的数据存取, 实现了对设备的运行状态的趋势管理, 准确地对设备的故障进行预报、分析和诊断。     

机泵远程在线监测与智能诊断系统设计

工作地理位置范围广、工作环境恶劣、运行监测手段单一、机泵故障诊断能力参差不齐、故障预测能力低等问题,使得机泵制造企业故障处理与运维处于初级水平。为了提升公司机泵运行的安全性、可靠性,设计了远程在线监测与智能诊断系统。该系统在各现场分布式采集数据,在机泵制造企业端集中式实现多参数在线监测与查看。采用基于数据融合的神经网络算法实现故障智能分析与决策,找到精准定位故障点、智能化分析故障原因,为设备高效率检维修决策提供依据。逐渐预测机泵故障、实时监控故障劣化趋势、将临时或计划检修转变为预知性维修的目的,为检修争取时间,减少非计划停机。该系统最终降低了机泵制造企业售后服务成本。     

基于物联网技术空压机远程监控系统研究

用户由于空气压缩机专业知识的限制,无法通过实时有效配置设备运行参数提高压缩机的运行效率。空气压缩机的远程监控系统基于物联网技术构建,具有远程控制、在线监测、故障报警、数据的自动分析处理、智能化统计报表等功能。客服服务中心或厂家有经验的专家可实时掌握设备工作状态和运行参数,通过视音频手段提供及时警报、故障远程诊断和维修服务;基于历史运维数据的分析挖掘,系统可提供智能的预防性维护和备品备件管理服务,保障设备的稳定、高效、低耗运行,降低产品售后运维服务成本,提高服务水平。     

煤化工行业设备全生命周期健康监测诊断系统构想

对流程行业中工况复杂的化工行业进行了研究。针对关键设备在工厂生产服役中遇到的设备管理问题及设备运维的实际需求,利用边缘智能和工业物联网手段能够解决问题。考虑到行业关键设备种类工况复杂,提出基于应力波等多种监测手段构建设备全生命周期健康状态诊断监测系统的方案。应用效果表明,系统能够很好地反映被监测设备宏观和微观的运行情况。基于多个维度的监测技术,对设备健康进行实时在线的预测性诊断。一方面为生产安全和持续运行提供保障,另一方面降低了设备检维修成本,优化了备品备件。该系统还能够将现场监测和企业管理等业务流程融合,以提升工厂设备运维能力,完善设备智能化保障体系,通过智能化设备管理实现降本增效和企业资源优化,为推进智能制造提供助力和价值回报。     

风洞群真空泵组集中监测与智能故障诊断系统的设计

真空是风洞群开展试验必备的动力资源;作为风洞群动力保障之一,真空泵组具有数量多、分布分散、结构复杂、集成度高、运行噪声大等特点;为满足真空泵组设备健康管理和维修决策支持的需要,设计并研制了风洞群真空泵组集中监测与智能故障诊断系统;该系统采用PLC隔离通信、数据可视化、设备状态监测及智能预警、基于故障机理和规则推理的专家系统等技术,实现了真空泵组的集中监测和故障智能诊断,解决了风洞动力设备故障预判和提前预警困难、故障定位不易准确、缺乏专家知识库等问题;经实用验证,该系统实现了风洞群真空泵组故障智能预警和故障诊断分析,提高了综合诊断监测效率,值得推广。     

柴油发动机的计算机辅助监测和诊断技术初探

结合具体实例,阐述计算机网络监测计设备的运行信息进行在线监测、采集、分析处理和数据库的数据存取,实现了对设备的运行状态的趋势管理,准确地对设备的故障进行预报、分析和诊断 。     

变压器故障在线监测的一种方法

变压器油中气体在线监测技术是以油中溶解气体为监测对象,应用该技术可及时掌握变压器的运行状况,发现和跟踪存在的潜伏性故障。配合计算机系统对故障进行诊断,可以避免部分灾难性事故,实现状态检修、降低维护成本、提高自动化程度,提高变电站运行管理水平。使用开源软件开发了在线监测软件,该软件具有模块化及安全、灵活的数据库操作和跨平台特性,经实验检验达到了设计的目标。     

光声光谱技术在电厂变压器在线监测中的应用

发电厂作为智能电网的起点,其安全运行的重要性不言而喻,而发电厂中变压器作为发电输电的关键设备,需要长期高负荷运行,一旦发生故障会对电厂的经济效益和社会生产造成巨大影响。光声光谱技术作为一种新的变压器油中溶解气体在线监测技术,相较于传统的气相色谱法有着诸多优势：测量精度高、检测时间短、长期稳定性好、无需载气结构简单、多种气体同时在线监测、显著减少维护成本等。由此可见,光声光谱法更加适用于变压器油中气体在线监测,能够对变压器状况做到实时监测,对典型故障作出预警,增加变压器的安全性和可靠性。实际应用结果表明,具有及其广阔的推广应用前景。     

基于早期故障特征提取的全生命周期监测诊断

设备早期故障诊断是设备全生命周期健康状态监测诊断体系的重要环节。尽早对设备潜在的故障作出可靠判断,对于保障设备的可靠运行具有重要意义。早期故障特征提取技术是检测设备早期故障的有效工具。研究了典型的设备故障发展过程,以早期故障特征提取技术为基础,结合多技术融合方法,建立了设备全生命周期健康状态监测诊断体系,以促进设备厂家改进生产制造质量、流程工业企业优化检维修流程。应用以早期故障特征提取技术为重点的多技术融合方法,打造设备从生产制造、出厂检验到现场应用的全生命周期健康状态监测诊断闭环,实现了设备健康状态的全程可控。