电气设备在线监测与故障诊断

I东北大学继续教育学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：电气设备在线监测与故障诊断姓名：学号：专业：学习中心：×住址：电话：Email:开题日期：年月日指导教师：II摘要随着我国经济的发展，社会的进步，电力系统在我国国民经济中的地位越来越重要，这也就直接对电力系统的安全可靠性，提出了更高的要求，同时，我国电力系统进行了一定程度上的改革，这也就在实际情况中促使了我国各个电力运营商，必须要在满足质量要求的基础上，以最低的成本实现最终的目标，在这其中，最重要的措施之一，就是采取合理的、科学的故障诊断手段，对电气设备进行具体的检修，从而更早的对设备的隐患进行发现，提高设备的可靠性，降低运行和维修的成本。我国电气设备的具体检修体制，大致经历了几个阶段，无论是事后维修还是预防性定期检修，亦或是状态检修，这些基本的方式都要完全的包括在其中，而对于我国的电力系统而言，当前对电气设备所采取的维修方式，主要是事后维修和预防性定期检修的方式。早期我国所采用的事后维修方式，主要是当电气设备真正发生故障后，才对其进行具体的维修，在此时，事故基本已经造成，因此，相关部门需要承受的经济损失，往往也是最大的。在现代设备管理要求下，事后维修仅被用在对生产影响极小的非重点设备上。而从预防性定期检修的角度来看，其主要是一种完全以时间为基础的预防检修方式，在电厂通常会分为大修、小修两种形态，这种检III修的方式保持到期必修的状态，不对被检修的电气设备状态进行考虑。虽然这一种方式对我国电气设备的安全运行起到了很大的作用，但是，随着我国电气设备向大容量，互联网的方向进行发展，再加上用电部门要求的提高，这种较为传统的方式，如今己越来越无法适用于现实。在这样的情况下，本文对电气设备在线监测、故障诊断的相关问题进行研究，希望能够对现实有所裨益。关键词：电气设备；在线监测；故障诊断IV目录摘要………………………………………………………………………………1第一章电气设备现状调研…………………………………………………11.1短路故障……………………………………………………………………11.2放电故障……………………………………………………………………31.3绝缘故障……………………………………………………………………4第二章电气设备在线监测与故障诊断内容……………………………62.1电气设备在线监测与故障诊断的方法………………………………62.2在线监测与故障诊断的基本原则………………………………………92.3在线监测与故障诊断步骤………………………………………………122.3.1故障判断的步骤………………………………………………………122.3.2有无异常的判断………………………………………………………132.3.3故障严重性判断………………………………………………………152.3.4故障类型的判断………………………………………………………15第三章电气设备检修措施…………………………………………………163.1加强继电保护……………………………………………………………163.2降低设备缺陷率…………………………………………………………193.3完成绝缘改造……………………………………………………………203.4减少短路几率……………………………………………………………20V总结………………………………………………………………………………21参考文献………………………………………………………………………23致谢………………………………………………………………………………261第一章电气设备现状调研1.1短路故障在对问题进行研究前，需要说明本文研究的背景、意义等。随着我国经济的发展，社会的进步，电力系统在我国国民经济中的地位越来越重要，这也就直接对电力系统的安全可靠性，提出了更高的要求，同时，我国电力系统进行了一定程度上的改革，这也就在实际情况中促使了我国各个电力运营商，必须要在满足质量要求的基础上，以最低的成本实现最终的目标，在这其中，最重要的措施之一，就是采取合理的、科学的故障诊断手段，对电气设备进行具体的检修，从而更早的对设备的隐患进行发现，提高设备的可靠性，降低运行和维修的成本。想要解决的问题，主要是嵌入式系统的在线监测和故障判断，因此，对电气设备现状进行调研，较为必要。为了能够更好的完成整体研究，在合理的情况下，本文运用理论分析法、文献分析法、归纳整理法等进行研究。首先，运用文献分析法，查阅了大量关于电力设备检测与维修方面的理论内容，掌握了在现代社会背景下，合理的对电力设备检测与维修问题进行研究的相关方法，着力提升了本文的深度性。其次，运用归纳整理法，在查阅了相关人士对电力设备检测与维修问题进行研究的文献、期刊的基础上，通过归纳整理法，重点对参考文献进行了全面的分析、整理，这也就使得本文更具理论性。最后，运用理论分析法，在理论的基础上使本文研究具备理论依据。从短路故障的角度来看，目前，在我国的电力工程建设施工中，2各种电气设备的正常运行，是十分重要的，这是因为，电气设备能够在现实中，有效的对电力输送的具体质量进行保障。但是，在电气设备的具体运行过程中，由于其在现实中，会受到各方面因素的影响，这也就会导致其在运行时期，出现很多问题。毫无疑问，这些问题的发生不仅仅对人们的正常生活有着严重的影响，更可能在现实中造成经济方面损失，从而影响到现代化社会经济发展建设。因此，我们就必须采取相关的检修措施，并在电气设备方面，对其进行维护，以此来保障我国电力行业的具体发展。从某地区高压断路器的现状来看，其存在着一定程度上的短路故障。高压断路器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损坏的情况较为严重。如下图。图1短路故障之所以如此，主要是因为，在现实情况下，当地电力企业一味的3节约其建设成本，因此，他们在对高压断路器进行检修的过程中，并没有做到对具体设备的质量和性能进行要求，这也就直接导致其在运行的过程中，往往会出现安全隐患。而且，如果高压断路器在长期使用中，都没有得到相应的具体维护处理，那么，其也很容易出现老化、损坏、故障等等现象。为此，对于我国电力系统而言，其必须要对高压断路器的检修进行重视。一般来说，相关人员在对高压断路器进行维护的过程中，通常都是采用定期维护的方法，以此来对其进行具体的处理，尽可能的确保高压断路器的稳定运行。但是，笔者认为，相关人员在对高压断路器进行具体维护处理的时候，还存在着一些问题，这必定就会使得相关的维护工作效果，根本无法得到很好的提高，这对于高压断路器而言，就相当于抹杀掉了其可靠性和稳定性，从而出现短路情况。1.2放电故障电气在具体电压的作用下，绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘，往往会产生一定程度上的放电现象，这种具体的现象，就是局部放电。在高压断路器内，存在着一定的放电故障，其中，局部放电占据了主要的地位。高压断路器刚开始，会产生一种低能量的放电，而在高压断路器内部出现这种放电时，其基本的情况往往比较复杂，同时，根据绝缘介质的不同，局部放电也能够分为两种情况，分别是气泡局部放电和油中局部放电。此外，在很多地区的高压断路器内，根据基本绝缘部位进行划分，其中，主要存在着有固体绝缘中空穴、电极尖端等等，除此之外，无论是油角间隙还是油，亦或是绝缘纸板4中的油隙和油中沿固体绝缘表面等处，都要完全的包括在其中。总的来说，高压断路器之所以会出现局部放电的情况，其原因主要如下。当油中存在着一定程度上的气泡，或者基本的固体绝缘材料中存在着空穴、空腔，在这样的情况下，由于气体的介电常数较小，所以，在一些交流电下所承受的场强高的地区，但往往会因耐压强度低于油和纸绝缘材料，从而在气隙中，引起放电。再从现实情况中外界环境条件的影响来看。高压断路器往往会由于油处理不彻底下降，从而使油中析出了气泡，这些原因，都会直接的引起放电。金属部件或导电体之间接触不良而引起的放电。虽然对于局部放电来说，其能量密度不大，但是，如果进一步的发展，将会直接的形成放电的恶性循环，最终，直接导致设备的击穿、损坏情况，从而引起事故。很多地区内的高压断路器都存在着具体的放电故障，而从其基本的特征来看，放电所产生的气体，根据放电能量的不同，存在着不同的形态。如果具体的放电能量密度，在一定限度之下，那么，其主要成分，基本就是氧气，其次，是甲烷，而当放电能量密度高于限度之上时，氧气就开始相应的降低，而出现乙烷，但乙炔在整体内所占的比例，往往不到局部放电的范畴，这也是局部放电区别于其他放电现象的主要标志。随着国内外高压断路器故障诊断技术的发展，人们在现实情况下，也越来越认识到，对于局部放电来说，其基本上是变压器诸多有机绝缘材料故障和事故的根源，因此，国内外都出现了多种基本的测量方法，同时，也能够进行离线测量。1.3绝缘故障5在这一部分，以我国日照地区110KV电网变压器为例，对基本的绝缘故障进行分析。从具体的实例来看，我国日照地区110KV电网变压器的现状，还存在着一定程度上的绝缘故障。对于我国而言，应用最广泛的电网变压器，分别是油浸变压器和干式树脂变压器两种，而对于电力变压器的绝缘来说，其也就是变压器绝缘材料组成的绝缘系统，它可以说，是变压器正常工作和运行的基本条件。详细的说，变压器的使用寿命，基本是由绝缘材料（也就是油纸或树脂）的寿命而决定的。实践证明，国内大多数变压器的损坏和故障，基本都是因为绝缘系统出现了损坏。所以，想要保护变压器的正常运行，必须要加强对绝缘系统的维护，这也能够在很大程度上，对变压器的使用寿命进行保障。日照地区110KV电网变压器的类型为油浸变压器，因此，需要对其绝缘系统进行维护，延长其使用寿命。除此之外，线路设计不合理，也是电气嵌入式设备出现绝缘故障的具体原因之一，也是根本的问题之一。在实际的搭设电路的过程中，线路的具体设计是十分重要的。这其中包括是否存在计量装置是否合理、准确，电气嵌入式设备是否老旧，电气嵌入式设备容量安装点、供电半径、导线截面是否合理等等的问题，一旦线路设计不合理，那么也会影响着其具体的供电流量，而计量装置出现问题，也会直接导致电气嵌入式设备出现绝缘故障。除此之外，三相负荷不对称也是一个重要的问题。总而言之，以线路设计为代表的线路、设备方面的问题，有可能职级导致线路频繁出现绝缘故障的情况，这一点必须要得到相关部门的重视。6第二章电气设备在线监测与故障诊断内容2.1电气设备在线监测与故障诊断的方法本文在对现代电力系统设备检修体制进行具体分析的基础上，尝试对电气设备实行在线监测与故障诊断的方法进行明确，同时，以高压断路器为研究对象。高压断路器是电力系统中重要的电气设备，在电网中能够起到整体的控制、保护作用，因此，高压断路器的可靠性运行对于整体电力运行而言，十分重要。目前，我国针对高压断路器等等电气设备，仍然实行了定期的检修制度，其具备着较大的盲目性，同时，很容易引入新的故障隐患，同时，对设备的可靠性进行降低。因此，相关人员必须要在合理的情况下，明确电气设备在线监测与故障诊断的方法，对高压断路器状态实行具体的在线监测，实时监测断路器的运行状态，并为设备的状态检修提供依据。而对于电子设备在线监测、故障诊断的方法而言，国内外都对其进行了一定程度上的研究，但是，却都还没能够得出明确的结论。先从国外的相关研究来看，国外学者对电气设备状态监测与故障诊断技术方法的研究，主要始于60年代。当时，很多发达国家都对电气设备状态监测较为重视，在这其中，美国充当了领军者的角色。作为开发设备诊断技术、方法最早的国家，早在1967年4月，美国政府就授权美国宇航局，使其能够领导美海军研究室，对美国机械故障预防小组进行成立。到了1976年，美国西屋公司开始对以计算机为基础的发电厂设备诊断系统进行开发，80年代，向相关的电力部门展示了一套以微处理器为核心的发电机诊断系统，这也标志着电气设备监7测的开端。除此之外，欧洲的一些工业国家也凭借着自己强横的综合国力，开始对电气设备诊断技术进行研究和开发，这也就使得电气设备在线监测与故障诊断的方法有了一定的进展。国外对电气设备进行检测、诊断的方法各具