新技術在電機設備狀態檢修中的應用探討

張云虎（湛江中粵能源有限公司，廣東湛江　524099）

?

新技術在電機設備狀態檢修中的應用探討

張云虎
（湛江中粵能源有限公司，廣東湛江524099）

摘要：目前，電力行業的電機設備類型繁多復雜，電機狀態檢修已成為企業或電廠日常設備管理工作之一。對電機設備狀態檢修概況及其意義進行簡要分析，探討新技術在電機設備狀態檢修中的應用，從而降低電機設備的故障隱患和提高電機設備管理水平。關鍵詞：新技術；電機設備；狀態檢修；實際應用

電力的廣泛應用和電機設備被普遍應用于能量轉換和驅動設備，使得設備狀態在長周期持續運行的過程中會出現或多或少的問題，對電機設備狀態進行檢修是保證發電機、變壓器、高低壓電機等電氣設備正常高效工作的必要舉措，對于上述設備發生的故障隱患進行及時維修與處理，需要較為科學的新技術，由于上述電機設備越來越大型化、精密化、自動化和技術密集化，因此，對其狀態檢修需要先進的新技術進行輔助，例如紅外線成像儀、紫外線成像、超聲波流量儀、聲像探測儀和頻譜分析儀等新技術已被應用于對電機設備狀態檢修精密點檢工作中，對其應用進行探討具有重要意義。

1　新技術在電機設備狀態進行檢修的意義探討

對電機設備進行狀態檢修是主要診斷設備早期缺陷和判斷故障發展劣化程度為宗旨，從而達到故障分析與排除、隱患檢測、保持電機設備設計性能、提高電機設備綜合效率、進行電氣檢修與測評、延長電機設備的使用壽命、降低其故障發生率等目的。對電機設備狀態進行檢修具有重要的意義，其主要表現在以下幾個方面：（1）對電機設備的運行作科學有效的監控與診斷，避免了電機設備在運行過程中存在盲區和死區；（2）新技術的應用，縮短了對設備檢修的周期，以最快的速度解決了設備所存在的問題，避免了問題積壓的狀況出現；（3）有效的避免了維修不足或不徹底的狀況出現，降低了故障發生機率，減少了維修次數，避免了過度維修而出現的各種并發癥；（4）有效的節約了檢修成本，降低了資金浪費[1]。

新技術對電機設備狀態的檢修經過了較長時間的發展，狀態檢修已逐漸深入電力系統的供電、輸電和發電各個環節。目前，對電機設備的檢修已屬于一項較為復雜的工程，在西方某些發達的國家，早已采用狀態維修制度，對電機設備進行狀態檢修。這既是檢修技術發展的進步，也是順應電力行業電機設備檢修發展的必然趨勢。而目前，我國正加大了新技術的投入，現在正由定期預防維修制度逐步向狀態維修（預知維修）制度過渡。新技術在應用過程中遵循了以下幾方面的原則：①早期預防檢修為主，定期檢修為輔；②根據電機設備的具體運行狀態，對其故障作針對性的數據分析和診斷，嚴格避免盲區和死區；③加入了微電子和信息化技術的投放，運用了可視化和智能化的檢測手段，對其故障和存在的隱患進行了實時監控、記錄與分析；④對于電機設備所出現的每一次故障和對其進行的每一次維修，系統都會有相應的存儲、發生時間、故障原因、解決方案、機器運行率等的備案過程，方便了管理人員和檢修人員的二次維護。

2　傳統檢修所存在的問題分析

傳統檢修在很大程度上也曾緩解了電機設備的故障壓力，滿足了電機設備在電力運行過程中的健康發展，但是由于經濟和科技的快速發展，僅僅只是健康的運轉已不能滿足時代發展和行業發展的需要。傳統檢修方式的弊端日益顯現，其僅僅局限于運行規范、定期檢修、與故障搶修等，已使電機設備呈現疲態、維修過剩、資源浪費等。其問題主要表現在以下幾個方面。

（1）對于新購置的優良電機設備，因潛在的故障未對其進行深入分析，而直接盲目維修，使維修改變了其原始狀態。最終造成電機設備在運行時達不到出廠時的設計性能要求，增加了設備在日后所出現的故障發生率，促使其隱患故障的增加。

（2）許多呈現疲態的電機設備，在檢修過程中，常常被迫中途停機，而中途停機進行檢修會致使電力供應減負荷或突然中斷，各設備間的零部件和定轉子線圈會被硬性的停止運行，從而增加啟停次數，加大了損耗，降低了設備使用壽命，必然增加運營成本。目前，由于故障而中途被迫退出運行系統的狀況在電力企業或工廠出現的概率大約為60%，且設備停運時間無法掌握、具有較大的突發性[2]。

（3）傳統檢修帶來了設備綜合運行成本的極大浪費，增加了電機的運行和管理成本，存在過維修現象，維修費用高，綜合效率低下，當然也會發生欠維修[3]。最終使電力企業在其行業競爭中處于劣勢，直接影響企業的經濟效益。

深化檢修制度改革，從經濟效益的角度出發，積極以新的技術對電機設備狀態進行維修，已是行業發展的必然趨勢，對其狀態做科學監測、對其故障作有效診斷、對其檢修費用作最大限度的壓縮等，必須通過新技術應支撐應用，問題才能得到根本解決。

3　新技術在電機設備狀態檢修中的應用探討

3.1對發電機、變壓器的檢修應用

狀態檢修（CBM）也常被稱作預知維修（PM），是以設備狀態為基礎的維修，采用這種維修方式不僅要有多種管理理論為指導，而且要求可靠的監測和診斷技術手段為后盾[3]。如何獲取設備運行的特征量，并結合設備的歷史運行狀況和檢修情況以及現在的運行狀態，隨著社會經濟新常態和節能減排新形勢的不斷強制要求，使得電力企業電機設備運行面臨嚴峻的形勢。發電機、變壓器作為使用最廣泛的電機設備，對其狀態檢修逐漸被提上日程，成為國家電網、電力企業科學發展與時俱進的關鍵之舉，推動了電力企業經濟的發展與“十二五”藍天工程的進展。

發電機和變壓器是大型、精密且自動化管理的機電設備，是用來完成整個電力生產、輸送的的關鍵機器。它們實現了發電、電壓轉換、電網負荷調節等重要工作任務，因此，從停電對設備健康狀態進行診斷到不停電設備健康狀態進行實時或定時診斷、評估和剩余壽命預測這項技術上的變革，是對發電機和變壓器狀態檢修的一種嶄新突破。對它們的檢修內容主要是針對其關鍵部位、關鍵設備的運行數據、隱患因素、指標分析消缺等。綜合考慮其外界可能誘發其故障發生的因素，新技術的應用能夠有效對上述問題進行一一解決，其具體技術如下。

（1）紅外線熱成像儀。紅外線熱成像儀技術主要應用于發電機和變壓器的運行過程中的溫升監測，設備運行中可以對其熱成像直觀檢測，從而判斷其溫升狀態是否為最超限。若是對正在運行的發電機和變壓器進行監測，則紅外線熱像儀主要作用于發電機的外部冷卻水回路、出口母線及接地連接、本體外殼、滑環碳刷等，對這些檢測具有極大的效果。紅外線熱成像儀也應用于發電機的定子鐵損試驗和發電機轉子護環的拆裝工作中，使用簡單方便，有效的避免的檢修試驗工作的盲區和死區，紅外線熱成像儀此時發揮了其巨大的檢修威力。

（2）紫外線成像儀。主要應用于發電機端部繞組電暈起暈試驗，電力線路、絕緣子、互感器瓷瓶等高壓設備表面電暈的監測、發展趨勢判斷、分析，防止隱患從電暈向閃絡、電弧故障方面發展。與紅外線成像儀結合使用，能早期的發現設備絕緣隱患，提高設備狀態分析水平。

（3）超聲波流量探測儀[4]。此技術通常用于發電機的停機檢修中，其主要是在線測量發電機定子進（出）水總管、引線水管的流量大小，通過其大流量值對比判定電機電子線棒的合格流量范圍，從而根據其流量大小作冷卻水系統的改酸洗或管徑變更。冷卻水管技系統也是常見于對電機設備作降換熱的重要措施之一。這一技術的運用可以直接降低電機設備運行時帶來的的內部最高溫度，從而減少內外溫差，防止其因過熱而帶來的發電機效率降低、絕緣過熱損壞等情況。

（4）聲像探測器。聲像探測器技術主要被用于發電機的在運行過程中，對其聲音的判斷。其主要將發電機的聲音在計算機終端顯示屏上以可視化的波浪聲線來呈現，通過波浪聲線的彎曲程度，判斷發電機的聲音，對其運行狀態作科學分析和判斷。其主要原理是：波浪聲線起伏大，說明發電機處于較為疲勞的狀態，繼續運行下去，有可能會發生故障致使發電中斷；反之，發電機運行狀態良好。

（5）頻譜分析儀。頻譜分析儀主要包括頻譜數采儀和分析軟件及其軟件加密系統，主要針對運轉設備的軸承、基座進行頻譜的采集，并自動進行快速傅里葉變換(FFT)得到圖形圖像輸出在顯示屏，通過自帶分析軟件，將被測量電機軸承、定轉子電氣及機械等技術參數輸入分析儀，分析儀將測量頻譜、時域波形對照軟件已有的對應參數標準進行比較，給出一個故障判斷分析結論，例如是軸承內外圈故障、不對中或者水泵共振、流道頻率干擾等等，由于設備每一部件、不同轉速、每一種故障因素都對應固有的故障頻率，所以頻譜分析儀能最早發現設備潛在隱患，并通過長期測量監測對比，能有效判斷故障的發展趨勢，從而提出最優檢修周期及檢修部位，大大降低運營成本[5]。

3.2新技術在電機設備狀態檢修中的應用注意事項

對于上述技術在電機設備狀態檢修中的應用，需要注意以下問題：（1）狀態監測一般在發電機、高壓電機轉子高速轉動情況下，應嚴格避免與設備轉動部分接觸，防止絞傷；（2）在特殊情況下需要在轉動著的發電機轉子回路上工作時，必須先切斷勵磁回路，投入自動滅磁裝置；（3）在測量發電機、變壓器、高低壓套管及接線、中心點變等設備溫度、聲音時，應按電壓等級與設備保持足夠的安全距離[6]；（4）做好巡檢記錄，記錄包括設備名稱編號、檢測項目、方法、檢測數據、日期、環境溫度與設備溫度等，并要求檢測人員簽名；（5）應用新技術進行監測、巡檢、試驗，所積累是數據都應分析、存檔，并將逐次數據對比分析，判斷發展趨勢，確定檢修計劃，并將檢修解體結果與檢測數據結論對比驗證，進行PDCA循環閉環管理檢測數據。，

4　結束語

綜上所述，新技術的大力推廣與使用，對電機設備狀態的檢修具有重大意義，既解決了傳統檢修所存在的種種問題和矛盾，又大大提高了電機設備的運行效率，且降低了電機設備故障發生率和檢修次數，在一定程度上維護了電機設備的運行狀態。因此，必須加大新技術在電機設備狀態檢修中的應用，積極的在長期不斷實踐過程中進行研究與總結，將更好的技術與防范措施應用其中，推動電力企業的發展，為國民經濟的增長作出最大的努力和貢獻。

參考文獻：

［1］中國電機工程學會高壓專委會高壓測試及設備學組電系統狀態檢修技術研討會議于長沙召開［J］.高電壓技術，2015，37（12）：2989-2990.

［2］蘇鵬聲，王歡.電力系統設備狀態監測與故障診斷技術分析［J］.電力系統自動化，2013，27（1）：61-65，82.

［3］倪瑞龍，梅挺毅.發電設備點檢定修管理（DL/ Z870-2004《火力發電企業設備點檢定修管理導則》培訓教材）［Z］.中國電力出版社，ISBN 7-5083-2457-9.

［4］汲國強，吳文傳，張伯明，等.一種適用于狀態檢修的電力設備時變停運模型［J］.中國電機工程學報，2014（25）：139-146.

［5］李明，韓學山，楊明，等.電網狀態檢修概念與理論基礎研究［J］.中國電機工程學報，2014，31（34）：43-52.

［6］陳勝利，王進都.電機設備的狀態檢修［J］.內蒙古電力技術，2014，22（5）：26-29.

(編輯：王智圣)

New Technology in the Application of Electrical Equipment State Overhaul

ZHANG Yun-hu
（Zhanjiang Zhongyue Energy Co.，Ltd.，Zhanjiang524099，China）

Abstract:At present，there are many kinds of electric motor equipments in power industry，and the motor condition based maintenance has become one of the daily equipment management for the enterprise or power plant. This paper analyzes briefly motor equipment state maintenance profile and significance，and discusses the application of new technology in the electromechanical equipment state maintenance，to reduce the hidden troubles of motor equipment and improve the level of management of electrical equipment.

Key words:new technology；motor equipment；condition based maintenance；practical application

作者簡介：張云虎，男，1974年生，湖北鐘祥人，大學本科，助理工程師。研究領域：電機檢修、精密點檢及設備管理。已發表論文1篇。

收稿日期：2015－05－18

DOI:10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2015. 11. 043

中圖分類號：TM762

文獻標識碼：A

文章編號：1009－9492 ( 2015 ) 11－0166－03