状态监测与故障诊断技术的方法

3.3　状态监测与故障诊断技术的方法

对电力设备的状态监测和故障诊断，目的是在初始阶段检测出设备存在的缺陷，有计划地安排检修，减少停机，避免事故发生；在服役期延长其平均无故障时间和缩短平均修理时间，降低维修费用，提高可用性。以电机为例，目前国内外电机的状态监测主要是通过发电机光纤测漏仪（FOVM）、电机状态监视器（GCM）、电机射频监视仪（RFM）进行。在运行中，这些监视系统可以对电机内部的故障进行监测和报警，引起工作人员重视，指导操作人员适当调整负荷，确定是否停机，实现预知维修。对氢冷电机，国内外也在开展研究，利用化学痕量分析方法检测氢气中杂质组分从而诊断设备故障。电机状态监测与诊断系统需要观测和采集运行状态下许多电气、机械和物理化学的数据与特性，建立正确的数据处理系统，给出运行异常和存在缺陷的信息，根据早期征兆进行故障预报，采用计算机故障模糊专家系统进行诊断和趋势分析，并提出检修方案。电机故障诊断系统拟诊断的故障包括：定子线圈及引出线类故障；定子引出线套管类故障；定子绝缘类故障；定子绕组振动类故障；定子铁芯类故障；转子绕组类故障；转子绝缘类故障；转子本体及护环类故障；氢系统故障；油系统故障；水系统故障。电机的故障诊断系统，通过对电机运行过程与状态参数分析及检修、试验的结果，无损探伤、电气绝缘检查结果的分析，综合进行故障诊断［22，30］。

电力工业主要采用充油式变压器，在特殊场合也采用干式变压器或六氟化硫变压器。目前，国内外对于变压器的状态监测，多采用局部放电监测、超声定位技术及红外技术，对于充油式变压器，除离线、定期有效的色谱分析油中溶解气体外，主要研究应用在线油中溶解气体和微水分析技术。对于变压器的高压套管，通常采用介质损耗因素的数字化在线测量技术，对于故障较多的有载调压开关，采用有载故障诊断在线装置，测量触点磨损及机械和电气回路等。除此之外，油温、线匝绕组温度、负载电流及电压、冷却泵、风扇运行等参数也在监测之列。变压器状态监测涉及到的主体部件为：磁路、绕组及固体绝缘、液体绝缘、气体绝缘和冷却系统。拟诊断的故障为：过热性故障、放电性故障、过热兼放电故障、机械故障和进水受潮等。常用的局部放电监测与诊断，多采用电脉冲信号法和超声法。油中溶解气体组分含量的分析（DGA），首先依据溶解平衡原理，采用各种不同原理脱气方法，如：真空、渗透膜、气体洗脱等，将油中气体脱出，再用分离柱进行分离，再经检测器检测（如TCD，FID等），或用不同原理的传感器对不同组分气体进行检测，最后依据国内外通用的组分比值法或多维图视法，结合电气试验和离线定期试验结果，综合分析诊断出潜伏性故障。近期还发展了复合渗透膜、电化学/燃料电池、红外检测等技术进行油中溶解气体组分含量的分析。由于DGA分析判断的准确性已被国内外所认可，该技术成为各国研究的热点。目前，国内外已有单组分的、总可燃气体的、四组分、六组分、七组分的在线监测装置投运。