电气设备在线监测与故障诊断-第6章

4．3旋转电机的故障监测与诊断4 .3. 1概述旋转电机系泛指同步机、异步机、直流机。

这些设备是企业生产的动力，是关键设备，一台电机出现 故障将会造成整条生产线停产，给企业带来巨大经济损失这些关键设备一则个大，二则技术性能要求高、价格都很贵、故障和事故意味着效益的流失。

预防事故的发生已是企业管理者主要工作内容之一。

投人较少资金安置设备事故监测系统、监测预防设备故障的发生可以减少设备故障造成巨大的经济损 失。

大型电机的故障可分为电气故障和机械故障两类，产生两类故障原因及故障性质不同，处理方法也 不尽相同。

4. 3. 2旋转电机的电气故障4. 3. 2 .1故障种类电气故障可分为短路、断路、失磁、破损等几类。

短路：电机绕组匝间、绕组对地、绕组相间、定子与转子之间、接线端子与滑环的短路等。

造成短路 事故的原因是绕组匝间、匝对地、相间绝缘受潮或老化，或机械损伤、长期过载发热绝缘性能降低电击 穿、过电压击穿等。

断路：绕组和导体发热烧断、导体连接点松开、绕组端接点脱焊或受机械力甩开等。

失磁：直流机磁场失电或绕组断路短路等。

4. 3 .2 .2旋转电机的关键参数——绝缘强度旋转电机所产生各种故障几乎都和绝缘参数有直接和间接的关系。

电机质量的高低绝缘是度量的 主要参数之一，对于电机运行维护的主要工作也是围绕绝缘进行的。

绝缘材料致命的弱点是怕高温，温度升高绝缘值下降，温度达到一定值后绝缘材料变质，所以监控电机的运行温度成为监控电机绝缘状况 的重要手段。

4. 3. 3电机的监测内容4. 3. 3. 1监测电机的各种电流(1)检测电机电流的有效值。

通过对电机三相绕组运行电流有效值的监测，可知道和掌握电机的 运行状况，电流表读数表咀三相电流平衡不超过额定值，表示电机运行正常；如果三相电流有一相无读 数，表明电机断相；如果三相电流超出额定值，应迅速查明原因进行处理或者进行限载减载，防止电机发 热而破坏电机的绝缘；如果三相电流不平衡，有的很小，有的大于额定值很多，表示三相绕组绝缘出现故 障，可能柏接地或匝间短路，必须减载和相应检查处理。

(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目：电气设备在线监测与故障诊断学习中心：层次：专科起点本科专业：年级: 年春/秋季学号：学生:指导教师：完成日期：年月日内容摘要文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。

关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1。

1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究和发展动态 (1)1。

2。

1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1)1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (1)1。

3 本文的主要内容 (2)2 电气设备的在线监测 (4)2.1 概述 (4)2。

2 高压断路器的在线监测 (4)2.3 变压器的在线监测 (4)2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (4)2。

5 电容型设备的在线监测 (5)3 电气设备的故障诊断 (6)3。

1 系统的基本框架 (6)3.2 故障诊断方法 (6)3.3 远程故障诊断系统 (7)4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8)4.1 在线监测装置的稳定性 (8)4。

2 在线监测与诊断系统的标准化 (8)4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 绪论1。

1 课题的背景及意义近年来,国内外电网大面积停电事故时有发生,原因大多与电网设备存在问题和电网运行问题有关。

为防止电气设备自身故障导致电网事故采用在线监测与故障诊断技术来对电气设备运行状态进行监测和诊断，已成为发展方向,并引起各方面的重视。

设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。

机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。

具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。

主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。

其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。

如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。

诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。

1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。

2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。

设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。

它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。

第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。

电气设备故障诊断随着电气设备技术的不断发展，电气设备已成为工业生产与人们日常生活中必不可少的设备。

然而，随着电气设备的使用量不断增加，电气设备产生故障的概率也随之增加。

如何快速准确地诊断电气设备故障，是电气工程师们在工作中需要掌握的重要能力之一。

电气设备故障常见类型电气设备故障的类型繁多，大致分为以下几类：1.短路：电气设备内部的两个或多个电路之间发生直接或间接的电路连接。

2.开路：电气设备内部的电路中断。

3.地闸：电气设备与地之间因发生电路连接而引起电器故障。

4.过载：电气设备工作过程中超过其允许的正常工作负荷而引起的故障。

电气设备故障诊断步骤1.观察和检查在进行电气设备故障诊断时，首先需要观察和检查电气设备外部情况，包括观察电气设备运行状态、检查电气设备接触器是否存在氧化等情况。

2.电路测试电路测试是电气设备故障诊断的关键步骤之一。

通过使用万用表或其他测试仪器，检查电气设备的电路，包括电气设备内部的继电器、开关、保险丝、电机等部件。

3.故障分析在检查完电气设备的电路之后，需要进行故障分析，找出故障出现的原因。

根据电气设备不同的故障类型，采取不同的分析方法。

对于电路中的短路和开路问题，需要进行更加详细的检查，找到故障模块并进行替换或维修。

4.故障解决在确定了故障原因后，需要进行故障解决。

根据故障的具体情况，选择正确的维修方式，进行处理。

电气设备故障诊断注意事项在进行电气设备故障诊断时，需要注意以下几点：1.安全：在对电气设备进行诊断时，需要注意对自身的安全以及周围人员的安全进行保障。

在进行电气设备测试时，需要注意选用安全测试仪器，并且需要使用绝缘工具。

2.原则：要根据电气设备故障的类型，按照固定的故障诊断步骤进行诊断和解决。

3.专业：进行电气设备故障诊断的人员需要具备一定的电气设备知识和技能，并且要保持专业精神。

电气设备故障诊断是电气工程师必备的技能之一。

在进行电气设备故障诊断时，需要按照固定的步骤进行，注意自身安全与周围人员安全，并且保持专业性和严谨性。

电气设备在线监测与故障诊断第一章电力系统监测与安全问题分析1.1 电力系统监测的重要性在当今电力系统的运行中，电力设备的在线监测已经成为电力行业不可或缺的一项重要工作。

通过对电力系统内设备的监测，可以及时检测到设备的运行状态并对异常情况进行预警，有利于在设备出现故障之前及时采取措施排查问题。

1.2 电力设备故障的危害性电力设备的故障会直接影响到电力系统的安全稳定运行。

因此，通过在线监测并及时诊断并排查故障，有助于避免因设备故障导致的停电、事故等重大损失。

第二章电力设备在线监测技术2.1数据采集技术通过对电力设备的实时监测和采集数据，可以获取在高温、高压、高电磁干扰、高振动等严酷环境下工作的电器设备内部信息。

传感器、数据采集器等实现电量、电流、电压、功率因数、频率、温度、振动等各种参数的在线检测和监测，可以精确地掌握各种关键参数，在设备出现异常之前及时发现问题。

2.2 云计算与大数据随着电力设备在线监测的应用越来越广泛，大量数据被采集并存储在云端。

这些数据不能仅仅是堆积在服务器上，需要通过应用大数据技术，分析每个设备所产生的数据信息，实现故障预测、监控设备运行参数波动等功能。

通过大数据的分析、挖掘以及对故障机理的研究，可以更精准地识别故障源，提高设备的健康度。

2.3 物联网技术在物联网技术的支持下，不同的设备可以自动地和其他设备进行通信而实现自主管理，同时，物联网技术还可以为设备提供远程协议及数据管理。

通过物联网技术的远程操作，可以大大减少因现场配置问题而带来的风险，实现人机可远程交互，提高运行效率。

第三章故障诊断技术3.1 基于数据分析的故障诊断通过对电力设备的历史数据进行分析，可了解其运行状况。

如果设备运行的某个参数出现了异常，这个异常是否可以被认为是故障？哪一台设备在其运行与其他电器设备形成的联动中存在故障？这些诊断都可以通过分析数据常见到达。

基于数据分析的故障诊断技术将成为关键的手段，帮助管理人员保障设备运行的稳定性。

电力设备的在线监测与故障诊断第二版课程设计一、背景介绍电力设备在长期运行过程中企业中无法避免出现一些故障，如果不能及时诊断和解决，会对正常的生产经营产生不良的影响。

因此，针对电力设备的在线监测与故障诊断是电力生产企业所必须掌握的重要技术之一。

为此，在电力行业中，电力设备的在线监测与故障诊断具有十分重要的地位。

二、课程目标本课程旨在让学员了解电力设备的管理及监测方法，相关设备的维护与保养，以及故障诊断技术等方面的知识。

课程将从以下三个方面来进行讲解：1.电力设备的在线监测技术2.电力设备的故障诊断技术3.电力设备的维护与保养三、课程大纲1. 电力设备的在线监测技术1.1 监测手段•无线传感器网络•云平台监测•其他现代化的监测手段1.2 监测器件•传感器•监测仪•其他相关器件1.3 监测内容•温度•压力•振动•声音•工作情况•等等2. 电力设备的故障诊断技术2.1 诊断手段•媒介传播法•特征频率法•神经网络法•统计学法•等等2.2 诊断技术•健康评估•健康预警•健康诊断•健康维护•等等2.3 故障诊断范例与案例分析3. 电力设备的维护与保养3.1 维护•正确的验收•定期的维护•现场维护•等等3.2 保养•运行保养•停机保养•季节保养•等等3.3 保养计划四、课程特点本课程采用在线教学方式，主要通过PPT讲解、实验、讨论、案例介绍等形式来进行。

优点如下：1.根据适合学员的学习情况分为基础知识讲解，课堂互动讨论和案例学习等不同环节2.加强实际应用的训练，每个环节都涉及到实际操作3.采用案例式教学，理论和实践相结合，使学员掌握知识更有针对性，容易理解五、课程考核1.考勤是否到达2.平时作业得分3.实验报告4.期末大作业六、总结在电力行业中，电力设备的在线监测与故障诊断相当重要。

本课程着重从技术、方法和管理三个方面对学生进行思维和实践的训练，让他们在日后的工作中表现更为优秀。

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1 预防性试验的不足之处（P4）答：1、需停电进行试验，而不少重要电力设备，轻易不能停止运行。

2、停电后设备状态（如作用电压、温度等）与运行中不符，影响判断准确度。

3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。

4、由于是定期检查和维修，设备状态即使良好时，按计划也需进行试验和维修，造成人力物力浪费，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度维修。

2 状态维修的原理（P4）答：绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发展期。

在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。

随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的发展，可以对电力设备进行在线状态监测，及6 什么是8℃规则?（P13）答：根据V.M.Montsinger提出的绝缘寿命与温度间的经验关系式可知，lnL和t呈线性关系，并且温度每升高8℃，绝缘寿命大约减少一半，此即所谓8℃规则。

7 可靠性、失效与故障的定义（P21）答：可靠性：产品在规定条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。

失效：产品终止完成规定功能的能力这样的事件。

故障：产品不能执行规定功能的状态。

8 典型的不可修复元件，其失效率曲线呈什么形状？有哪些组成部分？（P22）答：典型的不可修复元件，一般为电子器件，其失效率曲线呈浴盆状，可分为三个部分：早期失效期、恒定失效期和耗损失效期。

9 寿命试验的目的和方式(26)答：寿命试验是为了确定在工作状态下的寿命分布规律和相应的可靠性指标。

寿命试验有两种方式：1、实验室可靠性试验。

相当多的元件、材料可直接在实验室进行寿命试验。

为缩短寿命长的试品的试验时间，可采用加速寿命试验。

但如何选择合适的应力来试验常需较多的经验。

2、现场可靠性试验。

多数电气设备不可能在实验室进行可靠性试验，而只能根据现场的运行、检修资料进行统计分析，从而得出各项可靠性指标。

电气设备在线监测与故障诊断技术综述周远超摘㊀要:随着经济的发展ꎬ国内电量需求日益加大ꎬ电网超负荷运转ꎬ再加上电网设备自身存在一些故障ꎬ导致国内电网大面积停电的事故时有发生ꎮ文章在阐述电气设备状态监测及诊断相关概念的基础上ꎬ分析电气设备状态监测与故障诊断系统的组成及相应功能ꎬ总结并提出了目前常用的在线监测与故障诊断技术存在的问题及解决办法ꎮ关键词:电气设备ꎻ在线监测ꎻ故障诊断一㊁电气设备在线监测与故障诊断的定义与实现(一)电气设备在线监测与故障诊断的定义１.在线监测在线监测是在电气设备正常运行的前提下ꎬ利用传感技术㊁计算机技术和光电技术对电气设备状态进行连续㊁自动的监测方法ꎮ为防止产品质量问题对电气设备运行可靠性造成不利影响ꎬ采用在线监测技术ꎬ对电气设备的运行状态进行实时监测ꎬ及时发现隐患ꎮ２.故障诊断故障诊断主要是对电气设备的在线实时监测数据进行比较分析ꎬ给出设备的故障点㊁故障类型和故障发展趋势ꎬ提出有效的维修策略ꎬ以保证设备安全稳定运行ꎬ减少电气设备故障造成的不利影响ꎮ(二)电气设备在线监测与故障诊断的实现一般来说ꎬ电气设备的在线监测和故障诊断过程可分为运行信号检测㊁信号特征提取㊁运行状态识别和故障诊断结果ꎮ运行信号检测:根据对电气设备的监测和监测目的ꎬ选择相应的不同传感器ꎬ对电气设备的运行信号进行监测ꎬ将模拟信号同声传译为数字信号ꎮ信号特征提取:保留或增加信号中有用的部分ꎬ提取一些与电气设备故障有关的信号ꎬ便于后续故障诊断ꎮ二㊁制约电气设备状态在线监测与故障诊断技术的问题根据以往的经验ꎬ从停电后电气设备的诊断和维护过渡到电气设备的诊断和评估ꎬ确定电气设备的剩余寿命ꎬ并提供维修计划ꎬ是一项重大的技术变革ꎮ它需要大量的技术支持ꎮ根据我国国情ꎬ引进先进技术ꎬ开展长期的实践工作和经验ꎬ总结了防治的技术流程ꎮ电气设备的在线监测与故障诊断技术是实现无停电检修的基本和必要条件ꎮ因此ꎬ要发展电气设备在线监测与故障诊断技术ꎬ必须解决运行中存在的问题ꎮ(一)在线监测设备稳定性在线监测设备的稳定性是电气设备在线监测与故障诊断技术广泛应用的基础和必要条件ꎮ电气设备监测元件老化㊁电气设备状态在线监测和故障诊断设备中使用的元器件种类繁多ꎬ而电子元器件在恶劣的环境条件下ꎬ经受住电网电压㊁短路等正常故障的考验ꎬ很容易损坏ꎮ对于温度变化范围大㊁工作环境恶劣的电器元件ꎬ也要求其工作温度和稳定性要求较高ꎮ但是ꎬ如果后台工控机的质量不能得到保证ꎬ很容易受到负载的冲击ꎬ导致主板㊁控制器等元器件损坏ꎬ导致频繁的死机ꎮ监测电气设备的电磁兼容性和防止电磁干扰一直是阻碍电气设备在线监测与故障诊断技术发展的重要原因ꎮ制造商一直在不断地研究和探索这个问题ꎮ从现有技术来看ꎬ在线监测主要是软硬件结合ꎬ软件是电气设备在线监测的主导因素ꎬ但在强电磁场干扰下ꎬ监测信号的提取非常困难ꎮ虽然已经取得了一流的进展ꎬ但在实际运行过程中ꎬ不同变电站的干扰是不同的ꎬ需要具体分析才能得到在线监测结果ꎮ因此ꎬ有必要在积累大量经验的基础上ꎬ根据不同的工作环境定制相应的设备标准ꎮ电气设备的现场维护监测ꎬ由于电气设备的在线监测设备长期工作在复杂的环境中ꎬ受多种因素的影响ꎮ电子元器件的老化速度和灵敏度下降很快ꎬ导致采集的数据存在一定的误差ꎬ需要定期更换和维修ꎮ这就要求生产厂家对电气设备进行在线监测ꎬ给出准确的设备维护和更换时间ꎮ电力监控不仅可以对这些设备进行归档ꎬ建立信息ꎬ以便及时更换和维护以及相应的维修队伍ꎬ并增设专职岗位负责ꎮ(二)实行电气设备状态在线监测与故障诊断系统标准化电气设备在线监测与故障诊断技术尚处于起步阶段ꎮ相关软件和技术还不成熟ꎬ软件有待开发和完善ꎮ而且ꎬ互相交流是不现实的ꎮ电气设备在线监测与故障诊断技术的标准化在短期内是不可能建立的ꎮ为了发展电气设备在线监测和故障诊断技术ꎬ必须建立标准的产品模型和信息管理系统ꎬ采用标准的现场总线技术和数据管理系统ꎬ相互借鉴ꎬ统一标准ꎬ使设备的任何一部分都可以由不同的厂家更换ꎬ不同厂家的不同产品具有一定的可开发性㊁互换性和可扩展性ꎬ减少维修的制约性和依赖性ꎬ降低维修成本和人员ꎬ以便用户及时维修和维护电气监控设备ꎮ(三)电气设备剩余寿命的精确预测电气设备在线监测与故障诊断技术的最大优点是根据大量的数据和实证分析来判断电气设备在正常情况下的使用寿命ꎮ在电气设备正常运行的情况下ꎬ故障主要分为初次安装调试一年左右暴露的故障ꎬ在稳定期为５~１０年期间ꎬ定期检查主要是为了延长电气监控设备的使用寿命ꎻ在劣化期从１０年开始到２０年ꎬ根据实际情况逐步增加定期检查的频率ꎬ根据大量监测数据判断电气设备的剩余寿命ꎻ主要采用２０年以上的风险期ꎬ要持续监测ꎬ准确预测剩余寿命ꎬ制订更换和维护计划ꎮ三㊁结束语随着电力设备状态检修策略的全面推广和智能电网的加速发展ꎬ状态监测与故障诊断技术将得到广泛应用ꎮ电气设备状态监测系统和诊断结果的准确性将直接影响状态检修策略的有效实施ꎮ因此ꎬ电力系统状态监测应与前沿技术成果紧密结合ꎬ创新开发智能化㊁系统化的信息诊断专家应用系统ꎬ提高电气设备运行的可靠性ꎬ优化设备状态检修策略ꎮ参考文献:[１]钟连宏ꎬ梁异先.智能变电站技术应用[Ｍ].北京:北京出版社ꎬ２０１９.[２]王波ꎬ陆承宇.数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１９(３７).作者简介:周远超ꎬ男ꎬ山东省青岛市ꎬ研究方向:电气方向ꎮ２２２。

电气设备状态监测与故障诊断1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。

特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。

电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。

“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。

设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。

“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。

设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。

简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。

广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。

1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。

但这样会导致制造成本增加。

此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。

因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。

早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。