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电气设备状态检修技术
的一般技术问题
第三章作业
?1.目前实现电气设备状态检修需要哪些技术支持?
?2.目前正在研究和应用的电气设备健康诊断手段主要有哪几种??3.在线监测系统的应用目前常见的问题有哪几种?
一、状态检修技术及其理论所包涵的主要内容
?状态检修技术是随着故障诊断技术的不断发展而逐渐进入实用化,并由于其巨大的经济效益而在电力系统引起广泛重视,理论研究和生产实践都在进一步深入。国外在状态检修技术研究与实践应用方面都已取得了较成功的经验。美国、德国、日本、法国都有应用这项技术的报道。
?与状态检修密切相关、能直接提高状态检修工作质量的理论与技术主要包括4个方面的内容,即:
1.设备寿命管理与预测技术、
2.设备可靠性分析技术、
3.设备状态监测
4.与故障诊断技术和信息管理与决策技术。
1、设备寿命管理与预测技术
?大多数工业化国家的电力基础设施在20世纪60与70年代间得到极大扩充,因此,多数电力主设备的在役时间在25~ 30年左右,且进入老化阶段的设备所占份额愈来愈大。这种情况迫使各电力公司考虑如何延长设备寿命并保证效益。?状态检修中寿命预测与评估技术的应用,有利于科学合理地安排检修和提高设备的可用率。变压器剩余寿命的评估是当今监测与诊断工作的重要内容之一。现有的大多数估计变压器寿命方法,仅简单考虑负荷、温度、绝缘材料的现状,由于变压器遭受到的短路次数、过电压次数、设计弱点、修理和现场运输等因素都会影响变压器发挥功能的能力。要正确估算变压器的寿命,必须获得有关运行状况和历史信息,需要对变压器技术情况有更深入的了解。研究及实验表明,变压器很少由于技术性或使用寿命的原因退出运行,而主要受经济寿命的限制。因此,ABB公司和欧洲一些重要电业部门为避免对剩余寿命进行定量评估,开发了一种变压器排列等级方法,为变压器的寿命评估作了大量工作。
?可靠性技术是一门在40年代开始于美国的专业技术,其后苏联提出了可靠性与维修性理论和统计方法。?所谓可靠性是只机械设备和元件等在规定的条件下和预定的时间内,完成规定功能的能力。系统的可靠性数学模型在很多文献中均有介绍,一般把可修系统归为马尔科夫模型和非马尔科夫模型。设备可靠性通常用可靠度函数来定量描述。定义为不可靠度函数,它是产品在时间内发生故障的概率:,可靠度函数定义为:=1-,其中为故障密度函数。传统的电力设备可靠性评估基于威布尔得出的浴盆曲线法,如图10所示,但是此法只对有支配性损耗故障的设备进行维修,且精度不高。0
((t F t f x dt =?2、电力设备的可靠性技术
(R t 0(f x dt ∞=?(F t
3、设备状态监测与故障诊断技术
?设备状态监测是故障在线诊断和离线分析的基础。目前发电机状态监测的技术手段相对比变压器等电气设备的状态监测技术成熟,只是在实际应用时,如何准确判断电机状态,还需进一步工作经验积累。?美国电力研究院(EPRI下属的监测诊断中心(M&D利用40多项先进的测量技术和分析软件,对美国50家最大的电力公司的发电厂、电网中80%的设备进行了在线监测和故障分析,了解设备的运行状况和健康水平,并据此制定设备维护和检修计划。
?我国对运行变压器的状态监测作了大量的工作,有单一信息量和多信息量的,但从应用效果看不甚理想。关于开关的状态检修及故障诊断,由于其故障机理较为清楚,故障诊断原理与方法比较成熟,国内已研究出检测装臵和检测方法。故障诊断技术的研究已经由单一地偏重故障机理与诊断方法的研究发展到故障诊断专家系统的研制开发。?迄今为止,国内外现有的专家系统尚不能对设备故障故障进行全面的自动诊断,还依赖于有经验的专家进行判断,其主要原因是由于这些专家系统所包含的知识还不足以全面反映故障的征兆与其原因之间的映射关系。
1—早期故障期;2—偶然故障期;
3—耗损故障期
图10 典型“浴盆曲线”图
4、信息管理与决策技术
?近30年来,管理决策作为一门独立学科,有了很大发展。状态检修作为一种先进的检修体制,是与多方面的管理工作分不开的。图11为状态检修的一个简化决策流程。?世界各国从不同的管理目标出发,形成了不同的管理系统。芬兰的IVO输电服务公司开发的变电站检修管理系统(SOFIA是一建立在对一座变电站的长期检修计划的基础上,从寿命周期费用(lifecyclecost着手,使用设备的劣化模型的数学形式(状态模型来估计设备将来状态的一种检修管理系统。
?SOFIA在考虑预算及其设备状态的情况下,通过检修费用的优选,降低总费用。荷兰B.V. KEMA与荷兰Delft技术大学在考虑市场情况及技术条件的前提下,研制了一种包括状态检修在内的多种策略均衡应用的Mainman检修管理系统,其特点在于引入了诊断专家系统,使可靠性和安全性达到可接受的水平。
图11状态检修
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