电气设备故障诊断与检修的基本方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 电气设备故障诊断的基本知识,第一节 电气设备的巡视检查,第二节 新设备投入运行的管理,第三节 变电所电气事故的处理,第四节 电气设备的检修,第五节 变电所电气设备的故障诊断,1,第一节 电气设备的巡视检查,一、电气设备巡视检查的注意事项,（,1,）须随身携带巡视记录小册子，按照站内规定的巡视检查线路进行检查，防止漏查设备。巡视前应了解站内设备负荷分配及设备健康情况，以便有重点的进行仔细检查。,（,2,）在设备检查中，要做到四细（细看、细听、细嗅、细摸（指不带电设备外壳），严格按照设备运行规程中的检查项目逐项检查，防止漏查缺陷。,2,（,3,）对查出的缺陷和异常情况，应在现场做好记录并及时汇报值长，当值进行分类详细记在相应的记录簿上。对严重缺陷及紧急异常情况，班、所长应立即复查分析，并向主管部门和有关调度汇报。必要时应加强对设备簿若环节的监视，采取相应措施，并填写缺陷单上报。,3,（,4,）巡视时遇有严重威胁人身和设备安全的情况，应按事故处理有关规定进行处理。,（,5,）巡视检查人员要做到五不准：不准做与巡视无关的工作；不准移开或越过遮拦；不准嬉笑、打闹；不准交谈与巡视无关的内容；不准观望巡视范围以外的外景。,4,二、电气设备巡视检查的方法,变电所电气设备的巡视检查可通过运行人员的眼观、耳听、鼻嗅、手触等感官为主要检查手段，发现运行设备的缺陷及隐患。也可使用工具和仪表，进一步探明故障性质。,5,1,目测法,目测法就是值班人员用肉眼对运行设备可见部位的外观进行观察来发现设备的异常现象，如变色、变形、位移、破裂、松动、打火冒烟、渗漏油、段股断线、闪络痕迹、异物搭挂、腐蚀污秽等都可以通过目测法检查出来。因此，目测法是设备巡查最常用的方法之一。,6,2,耳听法,变电所的一、二次电磁设备（如变压器、互感器、继电器、接触器等），正常运行通过交流电后，其绕组铁芯会发出均匀节律和一定响度的“嗡、翁”声。运行值班人员应该熟悉掌握声音特点，当设备出现故障时，会夹着杂音，甚至有“噼啪”的放电声，可以通过正常时和异常时的音律、音量的变化来判断设备故障的发生和性质。,7,3,鼻嗅法,电气设备的绝缘材料一旦过热会使周围空气产生一种异味。这种异味对正常巡查人员来说是可以嗅别出来的。当正常巡查嗅到这种异味时，应仔细巡查观察、发现过热的设备与部位，直至查明原因。,8,4,手触法,对带电的高压设备，如运行中的变压器、消弧线圈的中性点接地装置，禁止使用手触法测试。对不带电且外壳可靠接地的设备，检查其温度或温升时需要用手触试检查。二次设备发热、振动等可以用手触法检查。电气设备的最高允许温度见表所示。,9,10,三、电气设备巡视检查的范围和周期,1,定期性巡视,（,1,）主变压器、调相变压器、并联电抗器,4h,检查,1,次。,（,2,）控制室设备、操作过的设备，带有紧急或重要缺陷的设备、调相机及其励磁机、内冷泵、外冷泵、油泵、油箱、水箱，在接班时应检查。,（,3,）变电所所有设备每,24h,检查,3,次。,11,（,4,）每周一次关灯巡视检查导线接点及绝缘子的异常情况。对污秽严重的变电所户外设备，在雨天、雾天、放电严重时要增加巡视次数,（,5,）每天检查、测量蓄电池温度、密度、电压。,（,6,）每星期一试验,1,次重合闸装置，测,1,次母差不平衡电流值；每天试验,1,次高频通道。,（,7,）继电保护二次连接片每月核对,1,次。,（,8,）所长每周进行,1,次对全所设备的巡视检查。,12,2,经常性巡视,(1),监视调相机及其励磁机的电源、电压，水泵、油泵的温度、压力，并按规程规定及时调整或采取必要措施。,（,2,）监视各级母线电压、频率，监视并调整调相机出力、监视主变压器有载分接头位置，投切电容器、电抗器。监视各线路、主变压器的潮流，防止过负荷。,（,3,）监视直流系统电压、绝缘，以保证设备及保护动作的可靠性。,13,3,特殊性巡视,（,1,）严寒季节应重点检查充油设备油面是否过低，导线是否过紧，接头有无裂开、发热等现象，绝缘子有无积雪结冰，管道有无冻裂等现象。,（,2,）高温季节，重点检查充油设备油面是否过高，油温是否超过规定。,14,（,3,）大风时，重点检查户外设备底部附近有无草堆杂物、油毛毡等，检查导线震荡情况，接头有无异常情况，安全措施是否松动。,（,4,）大雨时，检查门窗是否关好，屋顶、墙壁有无漏渗水现象。,（,5,）冬季重点检查防小动物进入室内的措施有无问题。,（,6,）雷击后检查绝缘子、套管有无闪络痕迹，检查避雷器动作记录器并将动作情况填入专用记录中。,15,（,7,）大雾霜冻季节和污秽地区，重点检查设备瓷质绝缘部分的污秽程度，检查设备的瓷质绝缘有无放电电晕等异常情况，必要时关灯检查。,（,8,）事故后重点检查信号和继电保护动作情况，故障录波仪动作情况，检查事故范围内的设备情况。,（,9,）高峰负荷期间重点检查主变、线路等回路的负荷是否超过额定值，检查过负荷设备有无过热现象。,16,（,10,）雷雨季节，要注意检查绝缘子积露、放电现象。,（,11,）新设备投入运行后，应每半小时巡视,1,次，,4h,后按正常巡视。,（,12,）每年结合季节特点进行安全大检查，发动群众对设备进行全面彻底检查，不留死角清除隐患。,17,第二节 新设备投入运行的管理,一、新设备投入系统运行的准备工作,(1),建设单位应通过运行主管部门向有关调度机构提供有关资料。,(2),设备运行主管部门向调度机构提出投入系统运行的申请书。,(3),新设备建设单位应召集有关单位开启动会议，对有关部门提出的调度操作、启动、试运行计划进行讨论，并取得一致意见。,18,二、新设备启动前必须具备的条件,(1),该工程已全部按照设计要求安装、调试完毕，并具备投运条件，且设备验收工作已经结束，质量符合安全运行要求。,(2),参数测量工作已经结束，并已书面提供有关单位。,(3),生产准备工作已经就绪。,(4),现场具备启动条件，有关设备应移交生产单位和有关单位，且调度关系已明确。,(5),有关调度通信和调度自动化系统良好。,19,三、新设备投入系统送电的程序,(1),按照法规和有关验收规程的规定进行冲击合闸试验。,(2),对新建线路或新安装的变压器要先进行核对相序和相位，然后进行试并一次，以确保正确。,(3),对新保护装置进行必要的带负荷测试，如电流、相位、不平衡电流等。,(4),按照不同设备的要求进行一定时间的带负荷试验。,20,第三节 变电所电气事故的处理,一、变电所电气事故处理的原则,（,1,）迅速限制事故的发展，消除事故的根源，解除对人身和设备安全的威胁。,（,2,）注意所用电的安全，设法保持所用电源正常。,（,3,）事故发生后，根据表计、保护、信号及自动装置动作情况进行综合分析、判断，作出处理方案。处理中应防止非同期并列和系统事故扩大。,21,（,4,）在不影响人身及设备安全的情况下，尽一切可能使设备继续运行。,（,5,）在事故已被限制并趋于正常稳定状态时，应设法调整系统运行方式，使之合理，让系统恢复正常。,（,6,）尽快对已停电的线路恢复供电。,（,7,）做好主要操作及操作时间的纪录，及时将事故处理情况报告有关领导和系统调度员。,（,8,）水电厂发生事故后，处理时应考虑对航运的影响。,22,二、电气事故处理的一般规定,（,1,）发生事故和处理事故时，值班人员不得擅自离开岗位，应正确执行调度、值长、值班长的命令，处理事故。,（,2,）在交接班手续未办完而发生事故时，应有交班人员处理，接班人员协助、配合。在系统未恢复稳定状态或值班负责人不同意交接班之前，不得进行交接班。,23,（,3,）处理事故时，当值系统调度员是系统事故处理的指挥人，值长是全所事故处理的领导和组织者，电气值班长是变电所电气事故处理的领导和组织者。,（,4,）处理事故时，各级值班人员必须严格执行发令、复诵、汇报、录音和记录制度。,（,5,）事故处理中，若下一个命令需根据前一命令执行情况来确定，则发令人必须等待命令执行人的亲自汇报后再定。,（,6,）发生事故时，各装置的动作信号不要急于复归，以便查核，便于事故的正确分析和处理。,24,三、电气事故处理的程序,（,1,）判断故障性质。,（,2,）判断故障范围。,（,3,）解除对人身和设备安全的威胁。,（,4,）保证非故障设备运行。,（,5,）做好现场安全措施。,（,6,）及时汇报。,25,第四节 电气设备的检修,26,一、变电所电气设备检修意义,电气设备检修是为了保持或恢复设备的期望功能所进行的技术作业，通常包括检查、维护、修理和更新等四项任务。,（,1,）使设备处于良好的技术状态、满足生产的需要。,（,2,）保证设备安全、经济运行，提高设备可用系数，充分发挥设备的潜力。,（,3,）保证电力系统安全运行。,27,二、电气设备检修的分类和目的,发电厂、变电所电气设备的检修分为大修、小修和事故抢修。其目的为：,(1),消除设备缺陷，排除隐患，使设备安全运行。,(2),保持和恢复设备的铭牌出力，延长使用年限。,(3),提高和保持设备最高效率，提高设备利用率。,28,三、电气设备检修制度的发展历程,电气设备的检修历程，大致经历三个阶段：即事故后检修（坏了就修，不坏不修）、定期检修（按规定周期进行的定期预防性检修）和状态检修（主动检修或预知检修）。,29,1,定期检修制度的不足,（,1),具有盲目性和强制性。,（,2),导致新的隐患。,（,3),耐压试验可能对绝缘造成损伤。,30,2,状态检修优点,（,1),提高供电可靠性。,（,2),经济效益显著。,（,3),减少设备事故和人身事故。,（,4),减少大修次数。,31,3.,状态检修目的,实施状态检修的目的在于利用有效的监测手段和分析诊断技术，准确掌握设备状态，保证设备的安全、可靠和经济运行；同时科学地进行检修需求决策，合理安排检修项目、检修间隔和检修工期，有效降低检修成本，提高设备健康水平；最终形成符合状态检修要求的管理体制，提高检修、运行的基础管理水平。,32,4.,状态检修的原则,开展状态检修应当依据以下原则：一是保证设备的安全运行。二是加强设备状态的监测和分析，科学、合理地调整检修间隔、检修项目，同时制定相应的管理制度。三是总体规划，分步实施，先行试点，逐步推进。实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革，实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上，逐步推广。四是充分运用现有的技术手段，适当配置监测设备，如配变综合测试仪、红外线测温仪等。,33,5,电气设备状态检修的基础,状态监测与故障诊断是状态检修的基础。目前状态特征量收集的主要途径如下：,（,1),在线监测,在线监测是在不影响设备运行的条件下，对设备状态连续或定时进行的监测，通常是自动进行的。它是收集特征量的重要手段和途径。不同设备反映其状态的特征量不完全相同，如表,2-4,所列。,34,表,2-4,电气设备绝缘在线监测项目,35,（,2),离线试验,离线试验主要是传统的预防性试验，它虽然有不足之处，但目前仍是电力设备绝缘诊断的基本方法，也是收集绝缘缺陷和故障特征量的重要手段和途径。,36,（,3),完善设备的档案,设备档案可以提供大量的状态信息，所以不可忽视。设备档案应当包括出厂试验、历次试验报告、维修记录、运行记录、故障记录和异常现象等，为状态分析提供依据，为统计分析奠定基础。,37,四、电气设备绝缘劣化或损坏的原因,1,电气原因,2,温度原因,3,化学原因,4,机械原因,38,五、电气设备检修的一般安全规定,（,1,）在检修之前，要熟知被检修设备的电压等级、设备缺陷性质和系统运行方式，以便确定检修方式（如大修或小修、停由或不停电）和制定检修安全措施。,（,2,）检修工作一定要严格执行保证安全的技术措施和组织措施。,（,3,）检修工作应使用合格的工器具和正确使用工器具。工作前应对工器具进行仔细检查，以保证检修工作的安全。,39,（,4,）检修工作前禁止喝酒，避免酒后工作误操作，防止发生人身和设备事故。,（,5,）检修工作不得少于,2,人，以便在工作过程中有人监护，严禁单人从事电气检修工作。若工作过程中一人操作不当，或出现安全隐患，另一人应及时正确纠正或制止。,（,6,）检修时，除有工作票外，还应有安全措施票。,（,7,）检修过程中，应严格遵守安全措施，保持工作人员、检修工具与运行设备带电部分的安全距离。,40,第五节 变电所电气设备的故障诊断,41,一、概述,故障诊断技术的产生及其作用,故障诊断：根据设备运行状态信息查找故障源,并确定盘应决策的一门综合性的新兴科学。,功能：能实现设备在带负载、不停机的情况下，通过使用先进的技术手段，对设备状态参数进行监测和分析，判断设备是否存在异常或故障、故障的部位和原因以及故障的劣化趋势等，以确定合理的检修时间和方案。,作用：减少了事故停机损失，提高了设备运行的可靠性和经济效益，降低了维修费用。,其优越性已为越来越多的人所共识，并得到重视。,42,故障诊断技术的产生与发展背景,20,世纪,60,年代后期首先在美国出现,最初的目的是用于对航天、核能、军事装备等进行早期异常检测,可靠性,:,指设备在规定的时间内、规定的条件下完成规定功能的能力,故障诊断技术是人们在社会生产实践中付出了沉重的经济代价后的产物,设备的重要性、现代化、安全性、可靠性以及维修的迫切需要使故障诊断技术应运而生。,43,故障诊断技术延长了设备服役寿命,“,浴盆,”,曲线：,故障率与使用寿命之间的关系,44,二、,故障诊断技术在国内外的发展简况,生产装备发展方向,大型化,高速化,连续化,自动化,生产设备的特点和要求,复杂性加剧，成本昂贵,维修量大，维修费用高,出现事故损失大，影响大,45,国外发展概况,1967,年，成立美国机械故障预防小组（,MFPG,）,英国、丹麦、瑞典等国也相继开展了此项工作,日本在许多产业部门也积极开展这方面的研究和应用工作，许多技术得到了成功的应用。,46,国内发展概况,国内的研究始于,20,世纪,70,年代末期,1983,年，国家在相关条条例中规定：,“,根据生产需要，逐步采用现代故障诊断和状态监测技术，发展以状态维修为基础的预防性维修。,”,80,年代初，国内一些大学等相继成立了故障诊断研究室,目前，国内很多,200MW,以上的汽轮发电机组，都装有状态监测系统,应用领域极其广泛,47,三、,故障诊断技术的构成与发展趋势,1.,故障诊断技术的构成,故障诊断机理的研究：,（理化原因等）,故障诊断信息学的研究,（数据采集与分析）,诊断逻辑和数学原理方面的研究：,（诊断与决策）,四项技术,检测技术,(,采集信号、参数,),信号处理技术,（提取状态信息）,识别技术,（状态识别：分析、判断）,预测技术,（决策和预测）,48,2,故障诊断与状态监测的关系,工况监测,对反映设备或系统工作状态的信息进行全面监测和分析，实时掌握设备基本工作状态,一般所谓的工况监测实际上就是状态监测（,condition monitoring,）,状态监测,又称为简易诊断，通过监测结果与设定阈值之间的对比，仅对设备运行状态作出正常、异常或故障的判断，而对故障的性质、严重程度等不予或无法进行更加深入的诊断,状态监测与故障诊断构成了设备诊断的两个阶段，状态监测是故障诊断的基础，故障诊断是状态监测的深化和提升,广义的故障诊断还应离线（,off-line,）故障诊断,非直接性和非实时性,49,3.,故障诊断技术的发展趋势,故障诊断的成功因素,故障信息源,诊断方法,发展趋势,：,与当代前沿科技相融合,人工智能技术,：,人工神经网络、专家系统等,前沿数学,：,小波分析、模糊数学、分形几何等,信息融合技术,：证据理论等,50,四、,电气设备故障诊断技术,1.,电气设备,电力系统中承担发电、变电、输电及用电作用的高压设备,如：发电机、变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、电容器、高压套管、避雷器以及各种电动机等,电气设备一般由电路、磁路、绝缘、机械、通风和散热等多个部分组成，因而对其进行故障诊断，涉及到较多的知识领域,51,2.,故障诊断系统与继电保护的区别,电气设备状态,正常（,normal,）：设备具备其应有的功能，没有缺陷或缺陷不明显，缺陷严重程度仍处于容限范围内,异常,(,abnormal,),：缺陷有了进一步的发展，设备状态发生变化，性能恶化，但仍能维持工作,故障（,fault,）：缺陷发展到使设备性能和功能都有所丧失的程度,事故（,breakdown,）：功能完全丧失，无法进行工作的状态,52,继电保护的基本功能,将保护装置的动作值整定到设定值，当运行参数和状态参数达到或超过整定值后，保护动作，报警或切断电路，以防止发生事故或事故扩大,继电保护的反应能力：只局限于事故和严重的故障,故障诊断的关注点,故障阶段,尚未发展造成事故的阶段,其目的是“防患于未然”,其发挥作用的时段在继电保护动作之前,53,3.,电气设备故障诊断技术的发展趋势,是故障诊断技术的一个分支,正在成为电力系统厂站自动化技术中的新领域,电容型设备、电力变压器、高压断路器，以及交联聚乙烯（,XLPE,）电缆、金属氧化物避雷器、大型发电机等,是电力系统综合自动化的一个重要组成部分,网络,+,故障诊断,54,五、用人体感官诊断电气设备异常或故障,1,利用手摸诊断电气设备异常或故障,（,1,）用手测定温度,电气设备温度手测经验见表,2-5,。,55,表,2-5,用手测定温度,56,（,2,）用手测试振动,用食指、中指和无名指轻按轴瓦、机身振动部位。经验标准见表,2-6,。,57,表,2-6,手摸振动经验标准,58,2,利用嗅觉异味诊断电气设备异常或故障,异味一般包括以下几种见表,2-7,。,59,表,2-7,异味及其内容,60,3,利用视觉异常诊断电气设备异常或故障,在巡视检查电气设备时，可通过观察监视仪表、检查外观及变色情况等发现故障。通过视觉发现的异常现象、原因及典型设备见表,2-8,。,61,表,2-8,视觉发现的异常现象、原因及典型设备,62,4,利用听觉、嗅觉、触觉和味觉的异常诊断电气设备异常或故障,听觉、嗅觉、触觉和味觉诊断电气设备的异常现象和典型设备见表,2-9,。,63,表,2-9,听觉、嗅觉、触觉和味觉诊断的异常现象和典型设备,64,