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摘要:随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用,使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到了一定的发展,成为电力系统中的一个重要的研究领域。本文主要从三个方面进行研究,首先对电力设备状态检修技术有一个大体的介绍;其次,对电力设备状态检修技术的发展现状进行介绍,最后对其发展前景进行一定的展望。
关键词:电力设备;检修技术;研究
目前电力系统中电力设备大多采用计划检修体制,这种体制存在着严重缺陷,这使世界各国每年在设备维修方面耗资巨大。那么怎样合理安排电力设备的检修,节省检修费用、降低检修成本,同时保证系统有较高的可靠性,对系统运行人员来说是一个重要课题。
1电力设备状态检修技术的基本概况
电力系统的运行带动了电力设备的状态检测和故障诊断技术不断发展。状态检修的前提和基础就是对设备进行状态分析与评判,要评判设备目前处于什么样的状态,是否有潜在故障发生,故障发展期有多长,如何预测故障的发展趋势等。状态检修应具有针对性、本身性、科学性等特点。在电力系统中推行状态检修的直接效益有:①节省大量维修费用;②提高电厂可用系数;③延长设备使用寿命;④增加发电能力;⑤确保发供电可靠性;⑥降低检修成本、减少检修风险等。而电力设备状态检修的意义就在于能够了解和掌握设备的运行状态,能够发现电力设备的异常状态,及时发现设备潜在的故障,保障电力系统安全可靠的运行。
根据对设备状态的检测,诊断和分析,状态维修的技术包括状态检测技术、状态评估技术、状态预测技术等。状态检测技术是根据设备诊断的目的针对设备故障模式,选用适当的方法和装置来检查测量设备的状态信息,并对这些信息进行处理。抑制各种干扰信息,提取能反映设备状态特征的信息的一项信息检测处理技术。状态预测中常用的主要有时间序列法,回归分析法,模糊分析法、人工神经网络法等。状态检修方式以设备当前的实际工作为依据,它通过先进的电力检测和诊断手段,可靠性评价手段以及寿命预测手段,判断设备的状态,识别故障的早期征兆,对故障部位及其严重程度,故障发展趋势做出判断,并根据分析诊断结果,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修。它为电气设备安全、稳定性、长期性、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。
2电力设备状态检修技术的发展现状
与检修技术密切相关,能直接提高状态检修工作质量的理论与技术主要包括三个方面的内容,即设备寿命管理与预测技术,设备可靠性分析技术、信息管理与决策技术。本文主要讲述一下电力设备的可靠性技术。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。此法适用于对有支配性耗损故障的设备进行检修。且精确性不高。将可靠性预测理论和强度及寿命理论结合起来,综合考虑影响锅炉部件故障的各种因素,对预测锅炉部件的可靠性做了有意的尝试。
电力设备状态检修的演变大体经过2个阶段:事后维修/故障维修和预防性维修。事后检修也称故障检修,是最早的检修方式。这种检修方式以设备出现功能性故障为判据,在设备发生故障且无法继续运转时才进行维修。显然,这种应急维修需付出很大的代价和维修费用,不但严重威胁着设备或人身安全,而且维修不足。到第二次产业革命时期,开始推行预防性检修。预防性检修经过多年的发展,出现7种检修方式。1、定期检修,2、以可靠性为中心的检修RCM是一种以用最低的费用来实现机械设备固有可靠性水平为目标的检修方式。3、状态检修或预知性维修。4、故障查找。这种维修方式主要针对紧急备用设备,在固定的时间后启动这些设备,发现问题及时解决,以提高备用设备的可用率。5、使用至损坏再修。③故障损失小于维修费用的耗损故障。6、以寿命评估为基础的检修。文献认为状态检修应根据分析监控诊断资料先估计设备寿命,再确定检修项目、频度与检修内容。7、主动维修。从经济、寿命等多种因素考虑,重点在机械故障的识别和消除、故障原因的分析,通过延长发电厂机器寿命来获得最大的效益。状态检修技术发展概况状态检修随着故障诊断技术的发展而逐渐进入实用化,并由于其巨大的效益而在工业界引起广泛重视,理论研究和生产实践都在进一步深入。
3电力设备检修技术的发展前景
专家预言,下个世纪电力工业将有更大的发展,但作为大型电力主设备的锅炉、汽机-发电机组以及变压器,不会有太大的变化,因此,电力设备检修技术的研究将更具有经济效益和社会效益,电力设备的维修抛弃过去的计划检修发展势在必行。目前,国内外状态检修状态的开发和应用,围绕锅炉、汽轮机、发电机、变压器等大型电力设备的展开,在设备寿命管理与预测、设备可靠性技术、设备状态检测以及故障诊断技术等方面取得了一些可实际应用的成果。近3年来,云南工业大学就水电机组在线监测及故障诊断与状态检修专家系统研制方面做了大量工作。通过在水轮机故障特征矢量空间中对故障个体特征量的抽取,提取了以效率为主要特征量,通过监测效率来预测水轮机的剩余寿命的新思路。这一成果已应用于漫湾发电厂5号机组,不难预测,它在系统投运后将得到很好的检验。
电力设备状态检修目前在国内外方兴未艾,越来越多的电力设备被纳入状态监测的范畴,随着传感技术和计算机技术的发展,多功能、多状态的在线监测系统将会得到发展,智能状态检测系统的进一步的发展,智能状态检测系统的进一步研究和应用将会解决常规数据处理中遇到的难题,尤其是神经网络技术知识系统,模糊逻辑技术以及小波变换等数学工具的应用,专家经验大的积累将会得到进一步的研究,高度信息化管理模式将会折别维护管理的一个发展趋势,远程设备诊断信息中心在其发挥主要作用,结合最优成本评估的高可靠性的状态检修将是一个重要的研究课题。
结束语
电力设备状态检修技术的应用必须以对设备的全面检测为基础,但目前有关电力设备运行状态在线监测仍然存在监测点少,功能单一、缺乏系统性和综合性,尤其缺乏检测的层次性和网络化等问题,妨碍了设备状态信息的集中和综合,另外,设备寿命管理与预测也需要解决一些诸如设备寿命计算中复杂边界条件的提出了,材料在不同温度和应力条件下的寿命损耗特征以及剩余寿命评价等问题。如何建立准确的设备可靠性模型,以期实现设备状态的在线监测,从而开发出可较好应用于设备故障诊断的专家系统,仍然有许多问题需要解决。中国电厂对状态检修技术的需求越来越迫切,应该充分吸收国外先进的经验,并结合中国机组特点和技术发展状况,开发中国自主版权的状态检修技术已经势在必行。
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