應(yīng)用電力設(shè)備在線檢測與診斷技術(shù)提高電力設(shè)備管理與維修現(xiàn)代化水平

摘要：本文介紹了開展電力設(shè)備在線檢測及故障診斷的緣由、必要性和取得的顯著效果，論述應(yīng)用在線監(jiān)測與診斷技術(shù)是提高電力設(shè)備管理與維修現(xiàn)代化水平的必要條件。

關(guān)鍵詞：在線檢測、狀態(tài)監(jiān)測、診斷技術(shù)、設(shè)備管理

中鋁山西分公司是中國鋁業(yè)公司直屬大型企業(yè)，是我國最大的氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)基地。分公司電力系統(tǒng)是氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的動力命脈，電力系統(tǒng)的正?？煽窟\行直接影響企業(yè)效益。分公司電力系統(tǒng)配置：自備熱電站一個（裝機容量110mkw）、110kv變電所兩個、主6kv配電所18個。近年來，為了提高電力設(shè)備管理與維修的現(xiàn)代化水平，我公司應(yīng)用在線檢測及診斷技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)并解決了許多電力設(shè)備隱患，提高了設(shè)備運行可靠度，為氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)長周期、高負(fù)荷生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。電力設(shè)備維修管理模式正逐步從預(yù)防性試驗維修向預(yù)知性維修過渡。

一、我公司開展在線檢測與診斷技術(shù)工作的緣由

我公司氧化鋁工藝生產(chǎn)的特點是自動化水平高、生產(chǎn)連續(xù)性強，一旦某個生產(chǎn)工序發(fā)生故障，將影響整個流程的連續(xù)運行，因此電力系統(tǒng)必須可靠運行。在過去的電氣設(shè)備管理工作中，我們按《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》對電力設(shè)備進(jìn)行檢測，雖然都按規(guī)定、按時做了常規(guī)預(yù)防性試驗，但事故仍然有時發(fā)生，原因之一是由于現(xiàn)有的試驗項目和方法往往難以保證這一周期內(nèi)不發(fā)生故障。例如：2001年6月，重要負(fù)荷配電所6pd 3#進(jìn)線電纜發(fā)生故障，造成配電所大面積停電，培燒爐部分設(shè)備停產(chǎn)，影響氧化鋁產(chǎn)量上千噸，造成經(jīng)濟(jì)損失巨大，而此時電纜預(yù)防性試驗剛剛做完兩個月，并且試驗結(jié)果合格；另外還有2002年5月，水源配電所6fp由于蓄電池容量匱乏，線路發(fā)生故障時開關(guān)拒動，導(dǎo)致上一級配電所保護(hù)動作，造成大面積停電，影響氧化鋁產(chǎn)量數(shù)噸。因此我們認(rèn)識了開展電力設(shè)備在線檢測及診斷技術(shù)的重要性，近幾年來，我們通過實踐，避免了多起設(shè)備事故，更堅定了我們開展這項工作的決心。

自2000年開始，我們決定大力推廣電力設(shè)備在線檢測和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，在日常的設(shè)備管理與維修中，運用在線檢測分析、絕緣檢查、故障錄波、紅外線測溫等手段，解決和處理了許多電氣設(shè)備隱患，為我廠氧化鋁生產(chǎn)不間斷供電、增加效益做出了巨大貢獻(xiàn)。

二、開展電力設(shè)備在線檢測及故障診斷技術(shù)應(yīng)用的必要性

采用在先檢測的方法可以根據(jù)設(shè)備絕緣狀況的好壞來選擇不同的試驗周期，使試驗的有效程度明顯提高。在線檢測可以積累大量的數(shù)據(jù)，將被試驗設(shè)備的當(dāng)前試驗數(shù)據(jù)（包括停電及帶點檢測）和以往的監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，用各種數(shù)值分析方法進(jìn)行及時、全面地綜合分析判斷，就可以發(fā)現(xiàn)和捕捉早期缺陷、確保安全運行，從而減小由于預(yù)防性試驗間隔長所帶來誤差。

在線檢測的推廣和應(yīng)用有利于從定期維修制過渡到更合理的狀態(tài)維修制。按事先制訂的檢修周期進(jìn)行停機檢修，雖對設(shè)備可靠性起了一定作用，但由于未考慮設(shè)備的具體狀況，且制定的周期往往比較保守，以至于出現(xiàn)過多的不必要的停機及維修，甚至因拆卸、組裝過多而出現(xiàn)過早損壞。我國目前執(zhí)行的大多是定期維修制，一般要求“到期必修”，沒有考慮設(shè)備實際狀態(tài)如何，以致超量維修，造成了人力物力的大量浪費。狀態(tài)維修的基礎(chǔ)就在于絕緣監(jiān)測及診斷技術(shù)，既要通過各種檢測手段來正確診斷被試驗設(shè)備的目前狀況，又要根據(jù)其本身特點及變化趨勢等來確定能否繼續(xù)運行或停電檢修。

目前，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)作為現(xiàn)代化設(shè)備管理的重要組成部分，是設(shè)備管理與維修管理必不可少的手段。尤其是在市場競爭日益激烈的今天，設(shè)備維修成本的控制和降低是企業(yè)最可挖掘的潛力之一。因此，應(yīng)用在線檢測與診斷技術(shù)，使預(yù)知維修取代傳統(tǒng)而落后的事后維修和定期預(yù)防維修是歷史的必然。

三、電力設(shè)備在線檢測與診斷技術(shù)的應(yīng)用

電力設(shè)備在線檢測技術(shù)是一種利用運行電壓設(shè)備的狀況進(jìn)行試驗的方法，它可以大大提高試驗的真實性與靈敏度，及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。通常，一種電力設(shè)備的在線檢測儀器和系統(tǒng)，由傳感器系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、分析診斷系統(tǒng)組成。傳感器系統(tǒng)用于感知所需要的電氣參量或非電器參量，目前常用的傳感器有電磁傳感器、力學(xué)量傳感器、聲參數(shù)傳感器、熱參數(shù)傳感器、化學(xué)量傳感器等；信號采集系統(tǒng)是將傳感器得到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量進(jìn)行傳輸，應(yīng)用數(shù)字濾波技術(shù)對采集到的信號進(jìn)行濾波處理，抑制和消除外界干擾和背景噪聲，提取真實信號，并進(jìn)行信號的還原，光電轉(zhuǎn)換和光纖傳輸?shù)囊胗行У亟鉀Q了高壓隔離的問題；分析診斷系統(tǒng)利用小波分析技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊診斷技術(shù)、專家分析技術(shù)等方法對所采集的信號進(jìn)行分析、處理診斷，得到所測電力設(shè)備絕緣的當(dāng)前狀況，并根據(jù)需要進(jìn)行絕緣診斷和壽命評估。

電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測按其檢測的作用可分為保護(hù)性監(jiān)測和維護(hù)性監(jiān)測兩類 。保護(hù)性監(jiān)測也就是故障監(jiān)測，通常對常規(guī)運行參數(shù)（如電流、電壓、功率、溫度、流量、壓力等）的檢測，提供電力設(shè)備的正常運行工況。同時，還在故障敏感的部件設(shè)置一些專用監(jiān)測器，通過對反應(yīng)異常現(xiàn)象的特征量的檢測，幫助運行人員及時了解這些部件的狀態(tài)，在故障發(fā)生之前發(fā)出報警，以便采取必要的措施，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。維護(hù)性監(jiān)測是通過再現(xiàn)檢測、離線檢查和試驗，發(fā)現(xiàn)缺陷、監(jiān)視缺陷的發(fā)展趨勢并預(yù)測發(fā)展的后果，以指導(dǎo)制定維修策略。維護(hù)性監(jiān)測需要在運行和停機時完成一系列的周期性或連續(xù)性試驗 ，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象時，進(jìn)行原因分析和適當(dāng)維護(hù)，以消除異常現(xiàn)象的根源。目前世界各國普遍認(rèn)為電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)從定期的預(yù)防性維修逐步過渡到根據(jù)其狀態(tài)進(jìn)行的預(yù)測性維修。

我公司根據(jù)電力設(shè)備實際運行情況，購置了避雷器在線檢測儀、蓄電池診斷儀、蓄電池在線巡檢儀、絕緣監(jiān)察裝置、故障錄波儀、電力電纜診斷儀、電纜隧道煙霧監(jiān)控裝置等一系列的先進(jìn)檢測設(shè)備；另外我們還自主研發(fā)和生產(chǎn)了適合我公司6kv電力系統(tǒng)的小電流接地選線裝置。在分公司電力系統(tǒng)范圍內(nèi)逐步開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測工作。

四、應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)效果顯著

我公司電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測工作應(yīng)用在線檢測及診斷技術(shù)取得了一定成效，主要采取了在線檢測配合點檢制的實施，對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行定期狀態(tài)監(jiān)測，對有故障預(yù)兆的設(shè)備進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，避免故障停電，保障生產(chǎn)平穩(wěn)運行。

1、對關(guān)鍵設(shè)備實行定期點檢，把故障消滅在萌芽狀態(tài)

在日常點檢中，電纜巡視人員用預(yù)設(shè)在主6kv隧道內(nèi)的溫度計發(fā)現(xiàn)了925電纜8#中間接頭溫度由40℃升至60℃明顯異常，于是立即作了匯報，調(diào)度及時調(diào)整負(fù)荷，在不影響生產(chǎn)的情況下對其進(jìn)行了處理，當(dāng)電纜工打開中間頭檢修時發(fā)現(xiàn)線芯已變黑，多虧發(fā)現(xiàn)及時，把事故消滅在了萌芽狀態(tài)。

2、有計劃、有組織地處理隱患，確保系統(tǒng)長周期安全運行。

在今年春檢時對水泥變110kv避雷器實施在線檢測過程中，發(fā)現(xiàn)ⅰ段c相避雷器電導(dǎo)電流超過電容電流的40%，與歷次試驗數(shù)據(jù)比較有電導(dǎo)電流增加了一倍多，充分說明絕緣性能裂化，于是機動科立即組織備件，當(dāng)備件到位后有計劃、有組織地對其進(jìn)行了更換，為電力系統(tǒng)的長周期運行排除了隱患。

3、記錄故障參數(shù)、波形為調(diào)整運行方式提供依據(jù)

我公司自發(fā)研制的6kv系統(tǒng)小電流選線裝置在8pd運行期間，準(zhǔn)確記錄了歷次系統(tǒng)單相接地時的技術(shù)參數(shù)及波形圖，積累了試驗數(shù)據(jù)從而為系統(tǒng)更改運行方式提供了可靠的依據(jù)。

4、加強電氣設(shè)備巡檢，保障系統(tǒng)安全運行

2000年9月份，運行人員在用紅外測溫儀進(jìn)行檢查時，發(fā)現(xiàn)6207重要負(fù)荷斷路器溫度過高達(dá)150℃，經(jīng)分析認(rèn)為，這可能是觸頭接觸不好，造成接觸電阻大而引起的。車間立即進(jìn)行隱患處理。當(dāng)檢修人員擰下螺母打開開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)絕緣油已變黑、觸頭幾處損傷，不能繼續(xù)使用，更換觸頭及絕緣油后恢復(fù)運行。由于巡檢認(rèn)真，監(jiān)測到位，避免了一起重大事故的發(fā)生。

五、總結(jié)

綜上所述，運用狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)，可以更方便、更快捷、更有效地把握設(shè)備運行狀況，提高設(shè)備維修水平。雖然我公司在這方面積累了一定經(jīng)驗，但由于設(shè)備故障診斷技術(shù)是一門新興綜合性學(xué)科，還需要在實踐中進(jìn)一步探討與提高。加之設(shè)備千差萬別，外部運行條件各不相同，同類故障往往有多種不同的信號反應(yīng)。相反，有些信號往往介于兩種或多種可能的故障之間，不是一一對應(yīng)關(guān)系。這就要求我們從實際出發(fā)，具體問題具體分析，平時多觀察，收集好第一手資料，不斷提高自身技術(shù)水平，準(zhǔn)確判斷，靈活運用，把設(shè)備管理維修工作提高到一個新的水平。

參考文獻(xiàn)：

1、《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》 dl/t 596—1996

2、《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗方法》 作者：陳化鋼

3、《電氣設(shè)備絕緣在線診斷技術(shù)》