应用电力设备在线检测与诊断技术提高电力设备管理与维修现代化水平

应用电力设备在线检测与诊断技术提高电力设备管理与维修现代化水平

摘要：本文介绍了开展电力设备在线检测及故障诊断的缘由、必要性和取得的显著效果，论述应用在线监测与诊断技术是提高电力设备管理与维修现代化水平的必要条件。

关键词：在线检测、状态监测、诊断技术、设备管理

中铝山西分公司是中国铝业公司直属大型企业，是我国最大的氧化铝工业生产基地。分公司电力系统是氧化铝生产工业的动力命脉，电力系统的正常可靠运行直接影响企业效益。分公司电力系统配置：自备热电站一个（装机容量110mkw）、110kv变电所两个、主6kv配电所18个。近年来，为了提高电力设备管理与维修的现代化水平，我公司应用在线检测及诊断技术，及时发现并解决了许多电力设备隐患，提高了设备运行可靠度，为氧化铝生产系统长周期、高负荷生产奠定了良好的基础。电力设备维修管理模式正逐步从预防性试验维修向预知性维修过渡。

一、我公司开展在线检测与诊断技术工作的缘由

我公司氧化铝工艺生产的特点是自动化水平高、生产连续性强，一旦某个生产工序发生故障，将影响整个流程的连续运行，因此电力系统必须可靠运行。在过去的电气设备管理工作中，我们按《电力设备预防性试验规程》对电力设备进行检测，虽然都按规定、按时做了常规预防性试验，但事故仍然有时发生，原因之一是由于现有的试验项目和方法往往难以保证这一周期内不发生故障。例如：2001年6月，重要负荷配电所6pd 3#进线电缆发生故障，造成配电所大面积停电，培烧炉部分设备停产，影响氧化铝产量上千吨，造成经济损失巨大，而此时电缆预防性试验刚刚做完两个月，并且试验结果合格；另外还有2002年5月，水源配电所6fp由于蓄电池容量匮乏，线路发生故障时开关拒动，导致上一级配电所保护动作，造成大面积停电，影响氧化铝产量数吨。因此我们认识了开展电力设备在线检测及诊断技术的重要性，近几年来，我们通过实践，避免了多起设备事故，更坚定了我们开展这项工作的决心。

自2000年开始，我们决定大力推广电力设备在线检测和故障诊断技术的应用，在日常的设备管理与维修中，运用在线检测分析、绝缘检查、故障录波、红外线测温等手段，解决和处理了许多电气设备隐患，为我厂氧化铝生产不间断供电、增加效益做出了巨大贡献。

二、开展电力设备在线检测及故障诊断技术应用的必要性

采用在先检测的方法可以根据设备绝缘状况的好坏来选择不同的试验周期，使试验的有效程度明显提高。在线检测可以积累大量的数据，将被试验设备的当前试验数据（包括停电及带点检测）和以往的监测数据相结合，用各种数值分析方法进行及时、全面地综合分析判断，就可以发现和捕捉早期缺陷、确保安全运行，从而减小由于预防性试验间隔长所带来误差。

在线检测的推广和应用有利于从定期维修制过渡到更合理的状态维修制。按事先制订的检修周期进行停机检修，虽对设备可靠性起了一定作用，但由于未考虑设备的具体状况，且制定的周期往往比较保守，以至于出现过多的不必要的停机及维修，甚至因拆卸、组装过多而出现过早损坏。我国目前执行的大多是定期维修制，一般要求“到期必修”，没有考虑设备实际状态如何，以致超量维修，造成了人力物力的大量浪费。状态维修的基础就在于绝缘监测及诊断技术，既要通过各种检测手段来正确诊断被试验设备的目前状况，又要根据其本身特点及变化趋势等来确定能否继续运行或停电检修。

目前，设备状态监测和故障诊断技术作为现代化设备管理的重要组成部分，是设备管理与维修管理必不可少的手段。尤其是在市场竞争日益激烈的今天，设备维修成本的控制和降低是企业最可挖掘的潜力之一。因此，应用在线检测与诊断技术，使预知维修取代传统而落后的事后维修和定期预防维修是历史的必然。

三、电力设备在线检测与诊断技术的应用

电力设备在线检测技术是一种利用运行电压设备的状况进行试验的方法，它可以大大提高试验的真实性与灵敏度，及时发现绝缘缺陷。通常，一种电力设备的在线检测仪器和系统，由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。传感器系统用于感知所需要的电气参量或非电器参量，目前常用的传感器有电磁传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器等；信号采集系统是将传感器得到的模拟量转化为数字量进行传输，应用数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，抑制和消除外界干扰和背景噪声，提取真实信号，并进行信号的还原，光电转换和光纤传输的引入有效地解决了高压隔离的问题；分析诊断系统利用小波分析技术、神经网络技术、模糊诊断技术、专家分析技术等方法对所采集的信号进行分析、处理诊断，得到所测电力设备绝缘的当前状况，并根据需要进行绝缘诊断和寿命评估。

电力设备的状态监测按其检测的作用可分为保护性监测和维护性监测两类 。保护性监测也就是故障监测，通常对常规运行参数（如电流、电压、功率、温度、流量、压力等）的检测，提供电力设备的正常运行工况。同时，还在故障敏感的部件设置一些专用监测器，通过对反应异常现象的特征量的检测，帮助运行人员及时了解这些部件的状态，在故障发生之前发出报警，以便采取必要的措施，避免严重事故的发生。维护性监测是通过再现检测、离线检查和试验，发现缺陷、监视缺陷的发展趋势并预测发展的后果，以指导制定维修策略。维护性监测需要在运行和停机时完成一系列的周期性或连续性试验 ，当发现有异常现象时，进行原因分析和适当维护，以消除异常现象的根源。目前世界各国普遍认为电气设备应当从定期的预防性维修逐步过渡到根据其状态进行的预测性维修。

我公司根据电力设备实际运行情况，购置了避雷器在线检测仪、蓄电池诊断仪、蓄电池在线巡检仪、绝缘监察装置、故障录波仪、电力电缆诊断仪、电缆隧道烟雾监控装置等一系列的先进检测设备；另外我们还自主研发和生产了适合我公司6kv电力系统的小电流接地选线装置。在分公司电力系统范围内逐步开展状态监测工作。

四、应用状态监测及故障诊断技术效果显著

我公司电力设备状态监测工作应用在线检测及诊断技术取得了一定成效，主要采取了在线检测配合点检制的实施，对关键设备进行定期状态监测，对有故障预兆的设备进行跟踪监测，避免故障停电，保障生产平稳运行。

1、对关键设备实行定期点检，把故障消灭在萌芽状态

在日常点检中，电缆巡视人员用预设在主6kv隧道内的温度计发现了925电缆8#中间接头温度由40℃升至60℃明显异常，于是立即作了汇报，调度及时调整负荷，在不影响生产的情况下对其进行了处理，当电缆工打开中间头检修时发现线芯已变黑，多亏发现及时，把事故消灭在了萌芽状态。

2、有计划、有组织地处理隐患，确保系统长周期安全运行。

在今年春检时对水泥变110kv避雷器实施在线检测过程中，发现ⅰ段c相避雷器电导电流超过电容电流的40%，与历次试验数据比较有电导电流增加了一倍多，充分说明绝缘性能裂化，于是机动科立即组织备件，当备件到位后有计划、有组织地对其进行了更换，为电力系统的长周期运行排除了隐患。

3、记录故障参数、波形为调整运行方式提供依据

我公司自发研制的6kv系统小电流选线装置在8pd运行期间，准确记录了历次系统单相接地时的技术参数及波形图，积累了试验数据从而为系统更改运行方式提供了可靠的依据。

4、加强电气设备巡检，保障系统安全运行

2000年9月份，运行人员在用红外测温仪进行检查时，发现6207重要负荷断路器温度过高达150℃，经分析认为，这可能是触头接触不好，造成接触电阻大而引起的。车间立即进行隐患处理。当检修人员拧下螺母打开开关时，发现绝缘油已变黑、触头几处损伤，不能继续使用，更换触头及绝缘油后恢复运行。由于巡检认真，监测到位，避免了一起重大事故的发生。

五、总结

综上所述，运用状态监测及故障诊断技术，可以更方便、更快捷、更有效地把握设备运行状况，提高设备维修水平。虽然我公司在这方面积累了一定经验，但由于设备故障诊断技术是一门新兴综合性学科，还需要在实践中进一步探讨与提高。加之设备千差万别，外部运行条件各不相同，同类故障往往有多种不同的信号反应。相反，有些信号往往介于两种或多种可能的故障之间，不是一一对应关系。这就要求我们从实际出发，具体问题具体分析，平时多观察，收集好第一手资料，不断提高自身技术水平，准确判断，灵活运用，把设备管理维修工作提高到一个新的水平。

参考文献：

1、《电力设备预防性试验规程》 dl/t 596—1996

2、《电气设备预防性试验方法》 作者：陈化钢

3、《电气设备绝缘在线诊断技术》