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Abstract: A power transistors fault locator of servo driver is designed by using TMS320LF2407 DSP as microprocessor based on the motor current signature analysis method. The wavelet multi-resolution analysis method is used by the fault locator to extract the open circuit fault eigenvectors of the power transistors from the output current signals of the servo driver. The experimental results indicate the feasibility and effectiveness of the designed fault locator.
关键词: 伺服驱动器;功率开关管;小波多分辨率;故障特征
Key words: servo driver;power transistor;wavelet multi-resolution;fault feature
中图分类号:TM93 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)01-0017-02
0 引言
根据有关统计数据,在伺服系统中,伺服驱动器发生故障的概率达到了故障全部概率的31%[1]。在伺服驱动器的常见故障中,有一类是“功率主电路开关管开路故障”。当发生开路故障的某个开关管不影响伺服电机启动时,伺服驱动器仍然能够驱动电机运行,这种故障就显得非常隐蔽。因此对此类故障进行识别就非常重要。根据主电路输出的电流信号对其进行故障诊断已经成为人们常用的一种方法[2,3,4]。本文采用TMS320LF2407A DSP作为核心处理器,设计出了伺服驱动器功率开关管故障检测仪。
1 主要硬件电路设计
本文所测试的某型伺服驱动器输出三相电流的检测可以用LEM公司的HX-25P型电流传感器,该电流传感器的原边额定电流为±25A,原边电流最大测量范围为±75A,供电电压均为±15V,副边输出额定电压均为±4V,副边输出的最大电压均为±12V。以伺服驱动器的U相电流为例,其检测电路如图1所示。
由于电流传感器输出信号U传的范围为-12V~+12V,而TMS320LF2407A DSP的ADC模块所能转换的电压范围为单极性的0V~3.3V,因此必须对要采集的电流传感器的输出信号U传进行调理,其调理电路如图2所示。
根据图2中电路的工作原理,有
U传·■·-■+5V·■
·-■=iU(1)
取R22=R26=R30=R31=R32=R34=1kΩ,R29=6.8kΩ,代入式(1)中并化简,得到
iU=0.1282U传+■(2)
在式(2)中,令■=1.6V,得R35=2.125kΩ,且有:
U传=■(3)
此时当U传=-12V~+12V时,iU=0.0616V~3.1384V。即通过调节可调电位器R35使R35=2.125kΩ,可使得最终送入DSP ADC模块进行A/D转换的电压范围为iU=0.0616V~3.1384V,满足0V~3.3V的要求。
其它两路电流信号的检测与调理电路与伺服驱动器输出U相电流的检测与调理电路相同,不再赘述。最终的检测结果将通过LCD液晶显示器显示。
2 基于小波分析的故障特征提取方法
信号的小波多分辨分析的基本算法是著名的“Mallat塔形算法”。当伺服驱动器功率变换主电路中的不同功率开关管发生开路故障时,其输出的故障电流信号将包含不同的谐波成分,因此伺服驱动器输出的故障电流信号经小波分解后在各频带上的投影是不同的。所以可以通过对伺服驱动器的输出电流信号进行正交小波分解,得到分解后各尺度空间的信号能量,然后将这些能量按尺度大小排列成的向量作为故障特征向量,这样的分析方法称为频带能量分析法[5]。采用频带能量分析法从伺服驱动器输出电流信号中提取故障特征向量的具体步骤为:
①将相电流信号进行N层小波分解,得到各层共N个小波系数序列{dj,k,j=1,2…,N}。
②求各层小波系数序列的能量。设Ej为第j层小波系数序列{dj,k,j=1,2…,N}的能量,有
Ej=■dj,k■(1)
式中,dj,k为第j层小波系数序列中的第k个分量,n为第j层小波系数序列中分量的个数。
③特征向量的构成。按尺度顺序,以各层小波系数序列的能量为元素得到一组与电流信号对应的序列{Ej,j=1,2·?誃,N},则可由此确定与能量序列对应的故障特征向量u=(E1,E2·?誃,EN)。
④归一化处理。为了给数据运算和分析带来方便,对故障特征向量进行归一化处理,即:
■=(E1,E2·?誃,EN)/■En(2)
利用故障特征向量■即可对伺服驱动器功率主电路的不同工作状态进行确定,从而实现其故障模式的识别。
3 主要软件设计
3.1 电流信号采集子程序 检测仪通过对电流信号进行离散小波变换以实现主电路中功率开关管开路故障的诊断,而要进行离散小波变换的数据个数必须是2n(n∈N+)个,考虑到DSP内部存储器的容量大小及小波变换运算量的大小,决定对每相电流采样256个数据点后再对其处理。
3.2 故障特征提取子程序 检测仪采用基于小波分析的方法从采集到的电流信号中提取功率开关管故障特征向量。目前尚没有一个公认的原则来选择小波基函数及最佳小波基,实际中可采用试验比较的办法来选择。通过多次尝试,采用db3小波对电流信号进行5层分解可以提取出反映功率变换主电路工作状态的故障特征向量,且运算量适当,易于实现。故障特征向量提取子程序如图4所示。
4 实验结果与结论
通过拔掉在实际伺服驱动器驱动板电路中用于传递主电路功率开关管控制信号的光耦,来模拟功率开关管的开路故障状态。并在不同的状态下,使伺服驱动器运行,使用所设计的检测仪对伺服驱动器进行测试。通过CCS2000软件的变量观察窗口可观察到在伺服驱动器功率变换主电路正常工作、A相上桥臂开关管V1发生开路故障、A相下桥臂开关管V4发生开路故障这3种工作状态下对A相电电流处理后得到的归一化后的故障特征向量如表1所示。
由表1可知,在主电路3种不同工作状态下,3个不同的故障特征向量的部分分量之间存在着显著的差别,检测仪正是利用这些差别对伺服驱动器功率主电路的不同工作状态进行确定,从而实现故障诊断。通过实验,说明了小波多分辨率分析用于检测伺服驱动器功率主电路开关管开路故障的有效性和可行性。
参考文献:
[1]Li Baoan, Fan Ju, Liu Chou Kee.ATE Applied into Fault Modeling and Fault Diagnosis of AC Servo Motor PWM Driver System[C].IEEE Autotestcon, September 2005:478-482.
[2]宋彦兵,方瑞明,卢小芬,刘杰.基于改进的MCSA法的变频电机转子故障诊断[J].电机与控制应,2009,36(3):38-42.
[3]刘曼兰,呼向东,崔淑梅.永磁直流电机故障诊断中电流信号分析与处理[J].哈尔滨工业大学学报,2005,37(6):836-838.
关键词:流量检测 故障分析 检修
流量检测设备在运行过程中,会出现各种不同的故障,影响系统的运行,有时甚至还会起到破坏性的后果。我们要及时准确地查明故障所在,并且排除它,就必须对流量检测仪表的故障分类和检修有所了解。
一、常见故障现象
1.流量指示值偏低或者偏高
故障现象:某化工企业一蒸汽流量测量系统,采用环室孔板取压节流装置和差压变送器检测蒸汽流量。操作人员反映蒸汽流量指示偏低,但检查仪表无故障。
2.重油测量故障
故障现象:某常减压装置加热炉采用重油作为燃料,其流量控制系统检测仪表采用孔板与差压变送器,取压阀门后装隔离液罐,隔离液用乙二醇和水配置,导压管用低压蒸汽供热保温。使用过程中流量指示不能随工艺阀门开度的变化而变化,或者说流量变化了,而仪表指示不变。
3.变送器输出偏高或偏低
故障现象: 某蒸汽流量控制系统, 有时会出现变送器输出信号偏高或偏低的现象。
4.流量仪表与管道内径不匹配对仪表测量产生影响
故障现象:某厂使用进口涡街流量计检测空气流量,在运行过程中发现流量在一定幅度内上下波动, 因而在很大程度上干扰了控制系统。
5.涡街流量计常见的故障
故障现象:指示长期不准,始终无指示,指示大范围的波动无法读数, 指示不回零, 小流量时无指示,仪表系数无法确定。新安装或检修好的涡衔流量计在现场安装好后,在开表过程中有时显示仪表无指示。管道内无液体流动,而显示仪表有流量显示。
6.流量指示为负
故障现象:有一流量检测系统,一次元件为孔板。当系统投运后差压变送器的输出不但不上升, 反而比量程的下限值还小。
二、故障分析
1.流量指示值偏低或者流量指示值偏高,但检查仪表无故障
首先检查差压变送器的零位是否偏低、漂移,再检查取压系统,发现差压变送器的平衡阀有微量泄漏。由于平衡阀有泄漏,正压侧压力P+ 通过平衡阀传递到负压侧,使负压侧压力P- 增加,造成压降P= P+-P-减小,指示偏低。
如果微量泄漏,P下降很慢,则流量指示表现为慢慢下降。如泄漏量很大,则P+=P- ,P=0,流量指示为零。另外,在孔板两边压差作用下,导压管内的冷凝液被冲走,虽然蒸汽冷凝会补充一些冷凝液,但速度慢,补充不了冷凝液被冲走的量,这样将造成正压导压管内冷凝液慢慢下降,流量指示也会慢慢降低。
2.重油测量故障分析
流量指示不随流量变化而变化,说明流量改变,其原因一是变压器损坏,不能反映流量的变化, 这就需要首先检查差压变送器,如果正常,排除变送器原因。另一个原因是检测系统出了故障。由于保温不良,引起取压导压管与取压阀门等处重油凝固,堵死导压管或堵死取压阀门出口,造成压力无法传递,使正负压室内压力不变,因此流量指示不变。
3.变送器输出偏高或偏低
造成变送器输出信号偏高或偏低的原因主要有以下几方面:变送器取压装置取压孔堵塞、变送器取压导管泄漏、变送器供电波动超过允许值、气动变送器喷嘴挡板磨损或变形、气动信号线泄漏、检测挡板损坏、三阀组的平衡阀泄漏、排泄阀泄漏。
4.流量仪表与管道内径不匹配对仪表测量产生影响
先考虑带有普通性的管道情形。如果管径有较大突变,则流体会在该处因分离或收缩而形成重复循环的二次流动(处于与管轴平行的平面内)。由于二次流动的产生,使流速分布受到了扰动, 发生了畸变。处理这个问题的办法是装上合适大小的接头作为过渡段,并保证有足够的直管段,这样就能使速度分布恢复到正常的状态。
三、检修方法
1.正确安装仪表
如果在安装时传感器前后的直管段长度不够,将影响测量精度,并可能造成流量指示长期不准。取压导压管尽量不采用卡套式接头连接以减少静密封点,确保取压管内有足够的冷凝液才能开表。
2.定期更换仪表配件
定期对配件进行检查,对变形、损坏的配件要及时更换,提高管道控制压力,使流量指示正常。例如,重新加工孔板,重新安装投送后,消除了给水流量的测量误差, 蒸汽给水流量的不平衡问题得以彻底解决。应定期清洗涡衔流量计探头,定期检查接地和屏蔽情况,消除电磁干扰。安装环境潮湿的探头,应定期烘干或做防潮处理。
3.仪表的使用环境
工艺条件温度、压力给流量测量带来了影响。特别对气体、蒸汽的流量检测中应尤为注意,其压力的升高或降低以及温度的变化,都需对流量进行补偿。但在检测液体流量时由于液体是不可压缩的,其密度仅受温度影响而与压力变化无关。例如,涡衔流量计最怕大范围的波动冲击和振动, 更怕介质中夹杂的焊渣、石块等硬物的冲击,这些都会使噪声信号增大,以致影响测量精度。特别是安装在地井中的传感器部分,由于环境湿度大,造成线路板受潮,也可能造成指示值不准或无指示等故障。
四、检修注意的问题
1.二次仪表的问题
常见的二次仪表问题有电路板有短线之处,量程设定个别位置显示坏,K系数设定有个别位置显示坏,使得无法确定量程设定及其他参数的设定,这将使仪表指示不准。
2.二次仪表与后续仪表的连接问题
由于后续仪表的问题或者在后续仪表检修时,使得二次仪表输出的电流信号造成开路,可能造成二次仪表始终无指示等故障。在实际应用中,一般仪表灵敏度不能调得太高,否则会引起流量指示波动;调得太低显示仪表又无指示。一般在无流量和无外界干扰时,使显示仪表指零即可。
3.回路线路接线的问题
有些回路表面看线路连接的很好,但仔细检查,有的接头已松动,造成回路中断,有的接头虽连接很紧,但由于剥线和接线的操作问题,紧固螺丝钉压在了线皮上,也可使得回路中断,这将会造成仪表始终无指示。
参考文献
【关键词】旋转机械;状态监测;故障诊断;风机
上个世界七十年代是计算机飞速发展的年代,随着计算机技术及其相关技术的快速发展,通过计算机来进行风机状态监测以及故障诊断技术开始得到了发展。国外发达国家在这方面的水平要比我们先进很多,像是美国Bendy Nevada公司的ADRE系统,Scientific—Atlanta公司的 M6000系统等;我国最近几年在这方面也开始引起了重视,像是和一些高校以及研究所联合开展一些科研性的项目,自己开始研发监测和诊断系统,这些技术虽然和国际先进技术有差距,但是也没有以前那么大了。本文以D350煤气排送机为例,进行风机状态监测和故障诊断系统的讲解,介绍其工作机制和一些技术方面的问题。
1、系统总体结构
此系统是集合了许多功能的系统,例如数据收集、状态监测、振动分析、故障检查等等。信号采集的时效性和准确性事确保监测和诊断系统是否精准的一个重要指标。系统的结构是多个层次构成的,分为不同的子系统,状态监测子系统和故障诊断子系统并行工作。为了提高系统可靠性,设计了仪表监测子系统和以计算机为中心的监测诊断子系统并行工作的系统。其结构如图1所示。
2、传感器的选择与测点布置
传感器负责收集和传递系统的往来信息。因此传感器是否精确,决定着系统所收集到的信息以及对这些信息利用的可靠性。相对于本系统而言,壳体振动选用压电式速度传感器。这类传感器灵敏度高,安装方便,使用寿命长。轴位移信号和键相信号采用电涡流传感器。测量壳体振动一般测量3个方向的振动,即2个径向信号和1个轴向信号。2个径向测点互相垂直安装。系统中测点的布置根据机组具体情况以能够捕捉机组故障为前提进行优化,每个机组布置了10个压电式速度传感器、1个轴位移测点和1个键相信号测点。工艺参数直接从机组原控制系统中获取。
3、仪表监测及报蕾保护子系统
本系统处于安全性和可靠性考虑,不仅采用了仪表监测,还使用了微机监测、诊断系统,两者共同进行,确保系统的安全稳定。传感器信号经放大后直接进入振动监测仪表,每路信号对应仪表中的一个模块。二次仪表由双通道速度监测模块、单通道轴位移监测模块、转速监测模块组成,可实时显示机组转数和各个测点的振动幅值。幅值超过设定的报警值,可经继电器输出危险报警信号和连锁跳车信号,通过外部电路可实现声光报警和设备的连锁保护。报警保护子系统电路图如图2所示,其中,危险报警继电器输出触点为ZD—IC,连锁跳车信号输出触点为ZWY—9C。图中,1ZJ—3ZJ为中间继电器,YJ为时间继电器,其功能是实现声光报警;ZJ—TC为断路保护继电器线圈,其内触点为二次仪表的输出触点,CA为消音按钮。当壳体振动值达到危险警示值时,ZD—TC触点闭合,黄灯亮,同时声音报警,按CA按钮可消除声音,危险解除后黄灯灭;当主轴位移达到危险值时,ZWY—TC触点闭合,红灯亮,声音报警,同时2J—TC线圈接通,发生跳车保护。
4、数据采集与状态监测子系统
机组的运行状态都是通过数据来进行反应的,因此数据采集仪的作用就是从机组采集各种数据,像是振动、轴位移和转速等等,这些信号接收到之后经过处理再传输给监测系统,系统就可以通过这些数据了解机组的运行状态,从而进行对机组的控制。
状态监测系统可以和其上下层进行通信,借助不同的传输途径和设备技术可以实现数据的传输,让监测者可以随时随地的了解系统的运行状态。机组的运行状态如果不借助各种仪器设备是很难窥其全貌的,因此通过状态实时监测系统,可以利用其工控机来进行数据的收集功能,将这些监测到的信号,经过处理后以图表的形式直接的显示出来,通过时域分析、幅值分析、频谱分析,能够获得各种数据,通过计算去掌握机组的运行状态是否良好,这样给现场工作人员直接监测机组运行起到了很大的便利,而且通过这些实时数据也能很快的发现机组的一些异常状况。
5、故障诊断子系统
机器故障的因素是很多方面造成的。因此在对机组进行故障检测的时候,我们以在线监测为主,通过系统对机组各项运行数据的收集,我们从中进行分析和研究,去寻找故障的原因,机组稳定运行和异常运行两者之间的数据是存在差异的,因此才能够通过故障检测系统来进行数据的收集,从而发现机组异常的原因。
5.1人工对话诊断
通过界面的方式来让检测人员进行特定部位或特定数据的检测,这样能够有的放矢,而且检测时候的数据是否保存都需要人工进行操作,当不进行选择的时候则可以采取默认的检测,像是最大振幅、在线数据等等,这样便于人机交互,让检测系统更加的直观和人性化。
5.2自动诊断
在系统中还需要设定自动检测的功能,当从机组获取的数据信息发生异常的时候,则可以自动的采取相应的措施,这些措施都是事先经过研究后采取的应对措施,这样提高了可靠性。
6、结束语
本文通过对D350煤气排送机来进行了风机状态监测和故障诊断系统的介绍,通过对原理和系统运行机制的讲解,我们可以了解到,此系统的作用是符合现代高速发展需要的,其安全性和可靠性也比较高,尽管我国在这方面的技术水平和国际先进水平有差距,但是不断的将其发展,向世界先进水平看齐是我们的努力方向,而且这也是保证生产安全可靠的重要技术。
参考文献
[1]夏松波.旋转机械故障诊断技术的现状与展望[J]振动与冲击,1997,16(2):1—5,
[关键词]自动生化仪; 故障检测; 保养
[中图分类号] R197.38[文献标识码]A [文章编号] 1005-0515(2010)-10-217-01
我院检验科的一台日立7600全自动生化分析仪是由日本日立公司生产的高档全自动生化分析仪,测试速度达到1600次/h.支持样本条码化管理,随着科学技术的发展和进步,全自动生化分析仪已在各级医院基本普及。全自动生化分析仪所具有的高效率、低强度、重复性好、避免人为干扰等良好性能的发挥,除自身的优势外,必然要有正规的操作流程,完善健全的保养制度,那么如何在仪器的保养过程中避免对仪器的损害就显得十分重要。虽然检测结果的精确度和准确度都有了明显的提高,但是也暴露出了全自动生化分析仪在广泛应用过程中存在的诸多问题。本文就检验科在全自动生化分析仪使用过程中的故障检测及保养进行探讨。
1 故障排除的检测程序
(1)开机后在项目选择界面“ABS”。
(2)进入“吸光度测试”,选择要测试的波长并设置好的参数后点击“开始”。
(3)将吸液管放入蒸馏水中,吸液键开始测试蒸馏水ABS与蒸馏水AD值;自动吸液键吸入蒸馏水,可获得样本ABS与样本AD值,以波长500nm检测为例,
(4) 拆除仪器左侧盖板,并按(出厂标准曲线)作如下指示操作。
a) 如测试时反应曲线跳动,测试中迅速拨出比色池,能否看到气泡?测试时反应曲线没有跳动
b) 用力摇比色池与灯泡,两者会否晃动?否
c) 将比色池拨出,无比色池情况下测试500nm波长下的AD值,曲线是否跳动?否
d) 触摸后方的蠕动泵,是否感觉到有液体泄漏?否能否转动泵轮?能
e) 拨出比色池后,把手放入比色池所在的恒温槽内,是否感觉到有温度?有
2 检测结果分析及故障维修
(1)如果指标不在正常范围内,可能是由如下几个原因造成:a)滤光片长霉,取出滤光片用擦镜纸对滤光片逐个用5%稀盐酸清洗以便除掉表面的霉菌,然后用无水酒精清洗干净并原样装回。清洗后如果还达不到指标要求,则需更换滤光片;b) 光源光量不足时透过光很少,会使测试结果达不到指标要求。此时可打开后盖观察灯泡和灯座位置,如灯泡老化,可更换灯泡。如灯座位置偏移,重新松开螺丝,使灯源位置与组件上标明的参考线对齐,调好位置,将螺丝拧紧。
(2)检测程序4 a)中,正常情况下测试曲线为一光滑曲线,当比色池光源不稳或吸液时混有气泡都会造成曲线无规律跳动。原因处理如下:① 吸液时混有气泡。可在比色前用蒸馏水多冲洗几次,以排除管道内的气泡;② 比色池松动。测试时由于机器振动造成比色池松动、光路打偏,使曲线不稳;③ 比色池内有蛋白沉淀。可用无水乙醇按清洗键冲洗(1~2)min,或将84消毒液以1:4配比加水稀释后,吸进(2~3)次,浸泡(2~3)min,然后用蒸馏水冲洗十遍。检测程序4 b)中,用力摇比色池与灯泡,正常情况下是不会发生晃动的。当发生晃动时会造成光路偏移,使结果重复性不好。可用小纸片等在不干扰导热和光路的情况下插入缝隙固定比色池,无效可更换比色池。检测程序4 c)中将比色拔出,在任一波长情况下的AD值应为一直线,否则视为光电接头损坏。可拧紧螺丝或更换光电接头。检测程序4 d)中,正常情况下泵管是不会有液体泄漏的。当泵管插头处有液体泄漏,拔下泵管,把泵管两端分别剪掉5mm,在插头上涂少许703胶,插回泵管并紧固,吸液恢复正常。如泵管中间损坏则需更换蠕动泵管,经核准蠕动泵管正确后方可使用。检测程序4 e)中,正常情况下开机后比色池应有一定的温度(范例中拔出比色池,将温度计放入比色池卡槽中4O分钟后为37℃),如果没有达到工作温度,指示里面加热帕尔贴损坏,无供电或供电接触头有问题。可更换帕尔贴。
3 需要注意的几点问题
(1) 要使用与仪器配套的生化试剂
按照要求,仪器使用的试剂是由仪器生产厂家根据仪器的特点,自己生产或指定厂商专为该全自动生化分析仪生产试剂。使用与生化仪配套的生化试剂才能保证检验结果的准确性,但是,有的实验室为了节约成本而使用与本生化仪不配套的试剂,这样就很难保证生化检验结果的准确性。因此,我们在试用试剂前应首先仔细看试剂说明,确认所选试剂是否适用于本实验室。
(2) 仪器校准要及时
校准是在规定的条件下,为确定测量仪器或测量系统所指的量值与对应的由测量标准所复现的量值之间关系的一组操作。校准对保证检测结果的准确性非常重要,在更换试剂种类后需做校准;试剂批号变化后需做校准;仪器出现故障进行维修后也要做校准。另外,容易忽略的一个问题是在定标液更换后,没有及时更改仪器上的定标数值,即使操作再规范,其结果也是不准确的。
(3) 检验项目试剂间的交叉污染问题
很多类型的全自动生化分析仪因其清洗系统的工作模式所致,一个项目对紧随其后的一个甚至几个项目的测定会带来一定程度的试剂污染。例如,某一个项目在生化全项检查中结果符合临床要求,但是,与个别项目一起检查时,结果明显偏高。原因是一个检测项目试剂中含有下一个测试所要测定的底物,或是含有的某种试剂成分与下一反应所要测定的底物有相互作用,因而直接干扰下一反应的测定结果。因此,为避免试剂间的干扰,就要合理安排项目顺序,将易扰的项目放在干扰项目前面,或将易扰的项目单独测定,以保证检验结果合理可靠。
(4) 实验室质量控制要到位
质量控制是为了达到质量要求所采取的作业技术和活动,其目的在于监视过程并排除质量环节中所有阶段导致失误的原因。由于我们的各种检验结果常用于疾病的诊断、治疗观察、预后判断甚或发病机制研究等各个方面。因此,使所得实验结果准确无误是很重要的。实验室的质量控制主要包括室内质控与室间质评。两者对于提高检验的准确性,提升实验室的水平同样重要。但是,在实际工作中有的实验室只注重室间质评,没有按要求在常规状态下与普通标本同做质控物,而是将试剂、仪器都选择或调试为最佳状态,由专人去做质控样品,这样就不能反映实验室的真实质量,同时还会使人们盲目追求分数而忽略将其作为提高检验水平与改进检验工作的手段这一重要作用
总之,严格按仪器的操作规程工作,有规律地对仪器进行定期保养和维护,会减少仪器故障,使仪器始终处于良好的工作状态。
参考文献
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关键词 电力系统;一次设备;故障;对策
中图分类号TM7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2013)104-0070-02
在电力系统中,直接用于生产和使用电能,比控制回路电压高的电气设备称为一次设备。其主要包括发电机、变压器、断路器、输电线路等。由一次设备相互连接,构成生产、输送、分配电能或直接用于生产的电气回路称为一次回路。一次设备的主要功能包括:进行电力生产和电能转换、接通和断开电路的开关、保护电气、接地装置等。在变电站一次设备运行过程中,其状态检修是非常重要的。对一次设备进行及时的状态检修,找出故障问题,并采取有效的解决对策,能够减少工作量,降低设备运行成本,从而使电力一次设备更加安全稳定的运行。分析电力一次设备故障问题,并采取有针对性、科学性、合理性的解决对策,对保障电力系统安全稳定运行具有十分重要的意义。
1 电力一次设备的故障检修系统
电力系统中,电力一次设备的故障检修系统是在电气设备需要进行维修之前,根据系统相应的监测和分析功能及技术来判断电气设备的异常情况,并查看异常情况是否需要进行故障维修。通过了解电力一次设备的具体运行情况,合理安排故障检修计划,并确定检修的具体实施手段和方法。
电力一次设备的故障检修系统能够减少设备多次维修,以及在故障初期没有及时处理的问题,进一步提高了一次设备的运行效率,也提高了一次设备的安全稳定性能,延长了设备使用寿命。电力一次设备的故障检修系统是一套比较完善的系统,该系统的组成部分主要包括电力一次设备运行状态的检修、判断、预测以及故障的预处理。
2 电力一次设备的常见故障
2.1 变压器
1)设备运行声音的异常故障
当电力一次设备中的变压器在运行过程中发出的声音节奏不符合正常运行声音时,就说明变压器已经发生或可能会发生异常故障。正常情况下,变压器出现声音异常的情况表现在以下几个方面。第一,变压器容量在较大的设备运行中,容易导致变压器运转负荷逐渐上升,当超出其实际运转负荷时,就会产生异常声音;第二,因变压器内部某一结构部件松动而引起的异常声音;第三,受低压线路的接地或短路影响,也会出现声音异常。因声音异常导致一次设备出现故障在电力系统中非常常见,如果设备检修人员没有及时发现声音异常,容易加剧设备受损程度,进而影响设备正常工作,甚至导致设备瘫痪。
2)设备绝缘的故障问题
当变压器的运行环境过于潮湿或者通风效果不好时,变压器的绝缘部件就会受运行环境的影响而出现绝缘失效或老化的情况。如果电力一次设备的绝缘失效,就会造成严重的安全事故,危及人身安全。
3)引线故障问题
变压器的引线故障主要包括引线烧断、接线柱松动等。当引线与接线柱之间发生松动,就会影响线路的连通效果,在持续的运行过程中,会导致引线断开或烧断等情况,如果没有及时处理就会引发停电事故。另外,各个引线之间的焊接效果不好,导致线路运行中各个焊接点的温度上升或出现开焊的现象,如果这些现象不能及时处理,就会造成变压器受损,进而导致其它一次设备发生古故障。
2.2 断路器
断路器是电力系统最重要的开关设备,在实际使用过程中,因断路器障直流过高或过低、断路器元件接触不良、合闸接触不良等现象,都会导致断路器在与运行过程中出现故障问题。其主要包括以下几个方面。第一,受这三种因素的影响,断路器易发生误动或拒动的故障问题;第二,因某种原因致使断路器运行中出现声音异常的问题;第三,断路器在运行过程中出现过热的问题,在温度过高的情况下,易发生着火,甚至爆炸的情况。因此,针对这类故障问题,应该采取相应的解决措施,避免断路器故障影响电力系统正常运行。
3 电力一次设备故障问题的解决对策
3.1 变压器
上述分析了变压器在运行过程中存在的故障问题,针对这些现象和问题,可以采取以下解决对策,确保变压器设备能够安全稳定运行。
首先,对于变压器运行中的异常声音,应该在设备运行前进行检查,主要检查变压器的结构部件是否出现松动的现象,确保变压器的状态良好后,才能正常运行。另外,在运行过程中,当变压器受负荷以及低压影响而出现故障问题时,应该在变压器上设置继电保护装置和控制器,避免负荷过大和低压线路的接地或短路而影响变压器正常运行。相关检修人员要提高自身责任意识,切实有效的实施各项维护检修措施。
其次,当变压器的绝缘状态出现故障问题时,因检查变压器绝缘纸的含水量和变压器的邮筒化,以及老化情况,如果发生这些现象应该及时更换绝缘装置,并对各种绝缘故障问题进行试验和评估,检测影响绝缘装置的主要因素,并在日常维护检修过程中做好预防工作。
3.2 断路器
针对上述断路器在运行过程中出现的故障问题,在日常维护检修过程中应做好以下工作。第一,要及时清理断路器中灭弧罩内的金属颗粒或碳化物,如果灭弧罩出现破损情况,应及时更换,保证断路器正常运行;第二,检修人员要检查断路器的可动零件与其它部位的零部件是否有卡滞的现象,如出现这种现象,要及时处理;第三,检修人员要检查断路器接头处的温度变化、运行声音以及烧伤痕迹还需检查断路器接地线的完整性。
4 结论
综上所述,针对电力一次设备中存在的故障,我们从变压器和断路器两个方面进行了论述,分析两种设备发生故障的原因,并利用故障状态检修系统,采取有效的解决对策,以保证电力一次设备安全稳定运行。电力一次设备是电力系统的重要组成部分,其安全性与可靠性好坏直接关系电力系统的正常运行,也影响电力企业的经济效益和社会效益,因此,在实际维护检修过程中应该提高重视程度,避免电力一次设备故障频繁发生。
参考文献
[1]刘东亮,王光辉.采用基础预制法实现变电站一次设备更换的施工方案分析[J].河北电力技术,2013(1).