机电一体化目前状况例1

电厂以往使用的计划检修管理模式，不利于现代电厂在日渐激烈的市场中竞争，所以在现代化管理水平的不断提升以及科技的不断进步下，涌现出了一种先进高效的发电设备状态检修技术，节约了电厂成本，促进了电厂经济效益最大化。我国现代电力系统已经积极的朝着维修管理现代化方向快速发展，加大对状态检修技术的研究与推广力度。在电厂给水泵检修中应用状态检修技术，能够准确的判断给水泵的使用寿命。本文主要围绕状态检修技术在电厂给水泵检修中的应用进行了论述。

1.设备状态检修的定义、状态检修技术及电厂实施状态检修的目的

1.1设备状态检修的定义

结合设备实际状况，合理安排检修工作，争取用最低的资源确保机组运行的安全、经济、可靠。当前，状态检修已经成为了我国电厂实现设备维修管理现代化而努力朝着奋斗的长期性目标。所以，我们可将状态检修称之为一种先进的检修优化与管理思想。预防性维修指的是检测设备情况，以找出故障征兆避免故障问题，保证其一直处于正常状态而采用的各种维修活动。改进性维修指的是通过设备进行维修的时机，科学的改进设备，从而保证设备具有较高的可靠性、维修性及安全性。

1.2状态检修技术

开发与采用的众多先进的设备管理技术、设备评估技术、设备监测技术等一系列的技术手段及方法，被称之为状态检修技术。状态检修相关技术的发展时间较长，不少技术，特别是各类状态监测技术如多项监督、状态与寿命评估技术在我国部分电厂中已得到使用。

最近几年时间，西方国家一些新的状态检修技术及模式进入到我国市场，受到了广泛的关注。西方国家使用的状态检修模式主要有以下几种：在分析设备可靠性基础上开展维修工作、在设备状态监测基础上进行预知性维修、在高温核心设备状态及寿命评估基础上进行设备寿命管理等各项技术，上述模式均有着各自的理论基础，并且使用范围及特点也各异。电厂采用过程中，应结合自身的机组特征及设备维修核心，明确一种模式或者对各模式进行一番组合，以构成与自身状况相一致的状态检修模式。

1.3电厂实施状态检修的目的

落实先进的管理理念与体制，保证电厂检修与运行管理水平；强化对系统和设备工作原理、故障原因、风险大小、维修手段的掌握；保证检修需求决策的科学性，明确具体的维修类型及级别，确立相应的检修项目、检修间隔、检修时间，合理节约检修成本，促进设备有效利用；通过先进高效的监测手段及分析诊断技术，及时了解机组设备状态，提高设备运行的安全性、可靠性、经济性；积极创设科学决策、改革创新的氛围；实现企业较高的信息化水平。此外，应用状态检修时应遵循以下原则：提高设备运行的安全性、编制具体规划，分布实施；通过先进的技术，做好合作开发。

2.电厂给水泵台账的内容与故障诊断

2.1给水泵各部位状况的台账及诊断表

2.2给水泵系统各部分状况具体内容

为了保证状态检修技术在电厂给水泵中有效应用，应深入细致的分析掌握影响给水泵具体性能、状况的各类因素，积极构建专门的反映给水泵系统性能、状况的设备台账。

2.2.1泵组系统

具体涉及了以下内容：泵组运行时间（由泵组检修后投运期算起）；泵阻出力（机组实际需一定的出力，一般通过转速变化予以描述）；再循环门运行时间及泄漏情况；中间抽头及阀门运行时间，阀门泄漏情况；工作油与油具体温度；油系统状况。

2.2.2水泵部分

涵盖了：水泵本体和所有瓦振动情况；轴瓦具体温度；芯包运行时间（芯包更换或检修完成后进行计算）；设备密封运行时间（设备更换或检修完成后进行计算）、泄漏情况；密封冷却水实际温度及存在的压力；水泵运行时发出的声响。

2.2.3耦合器部分

耦合器本体和所有瓦振动情况；所有轴瓦温度情况；油泵、工作油泵、辅助油泵实际出力（以油压为核心）；油泵、工作油泵、辅助油泵运行时间（检修完成后进行计算）；油压的有效控制；至少每星期要对耦合器油箱油质进行检验；耦合器运行时发出的声响。

2.2.4电机部分

电机和所有瓦震动情况；所有相电流；铁芯实际温度；电机运行时发出的声响。

2.2.5前置泵部分

前置泵运行时间；轴承运行时间与振动情况；出口压力和流量。

2.2.6给水泵状况台帐的登录与处理

在完成给水泵状况台帐的构建任务后，相关设备主管部门每天都必须认真的观察和记录设备实际性能与状况。运行部门的职责是记录泵组具体运行时间、出力及振动情况；检修部门的职责是记录芯包、设备密封等零部件的更换时间、运行时间等。设备主管部门每个星期都要深入分析与掌握自己管辖范围内的设备状况，同时将分析结果汇报给上级主管部门。上级主管部门结合设备变化情况及发展情况，准确诊断、科学评估设备所呈现的性能及状况，最后明确合适的设备检修时间。

2.2.7给水泵状况台帐的登录与处理

在完成给水泵状况台帐的构建任务后，相关设备主管部门每天都必须认真的观察和记录设备实际性能与状况。运行部门的职责是记录泵组具体运行时间、出力及振动情况；检修部门的职责是记录芯包、设备密封等零部件的更换时间、运行时间等。设备主管部门每个星期都要深入分析与掌握自己管辖范围内的设备状况，同时将分析结果汇报给上级主管部门。上级主管部门结合设备变化情况及发展情况，准确诊断、科学评估设备所呈现的性能及状况，最后明确合适的设备检修时间。

3.电厂给水泵应用状态检修技术取得的成效

采用状态检修技术，保证了给水泵的完整性，增强了机组的可靠性，提升了给水泵管理效率，零、部件管理效率也十分显著。

状态检修前，电厂时常会因为给水泵异常情况而出现停机问题，尽管给水泵是一台泵运行，一台泵备用，但易发生一台泵的故障还没有完全修复好，另一台泵紧接着又出现故障，机组无奈下被迫停止运行。之前维护设备过程中，常常出于对提高给水泵系统安全可靠性的考虑，小修或大修机组时，都会全方位的检查和整体修理给水泵系统，所投入的人力、物力巨大。而通过状态检修后，有效避免了由于给水泵故障而带来的停机问题；并且还有助于电厂维护工作人员及时充分的掌握给水泵实际性能、状况、检修周期，科学有效进行给水泵的检修，减少了人力与物力的投入。状态检修后，实现了专门的给水泵状况台账，对所有零、部件的状态特性进行了深入的分析，对出现故障的给水泵系统能够准确预测其故障时间。在给水泵快要出现故障异常情况前，针对性的进行检修，将寿命低的零、部件及时更换，从而降低故障发生率。不过需要注意的是，虽然应用状态检修后，减少了不必要的检修工作，节约工时和费用，使检修工作更加科学化。但状态检修工作实施过程中面临巨大的阻力，相关管理部门在检查工作中要求严格执行规程，设备未根据检修期进行检修要进行考核；管理人员工作中必须保持认真谨慎的态度，落实规范的规则流程。

状态检修首先在电力系统起步并得到发展，大部分工业化国家的电力基础设施在二十世纪六十与七十年代间得到极大扩充，所以大部分电力主设备的在役时间在25～30年左右，且存在较多的老化设备。在这种情况下，产生了状态检修中寿命预测与评估技术，不仅能科学安排检修工作，而且设备使用率提高。

4.结论

综上所述可知，实施状态检修后，了解了给水泵系统的具体状况特性及检修周期，在分析对给水泵寿命造成影响的因素后可以实施相关的技术攻关和改造，保证给水泵系统顺利有序运转。通过细致的状态分析，有助于电厂全面获悉给水泵系统备品、配件使用寿命及更换周期，大大增强了给水泵系统的材料管理水平、备品管理水平及配件管理水平。经过一番分析后得出，状态检修技术对设备的可靠性提供了保证，人力与物力使用合理，避免了材料与备品库存的超量使用、机组运行安全系数高，是一种值得推广与宣传的先进检修技术。

参考文献

[1]毛光辉，陈海明，侯俊，邝石，刘希平.状态检修：生产管理的重大变革[N].国家电网报，2011年.

[2]李友平，易琳，郑玉民，黄健.国内水电机组状态检修技术现状分析[A].中国水利学会第四届青年科技论坛论文集[C].2008年.

[3]冯智.关于火电厂电气一次设备状态检修的探讨[D].华南理工大学，2010年.

机电一体化目前状况例2

1、前言

以状态检修模式，替代传统的计划检修模式，能够合理降低检修成本，提高电网和人身安全，提高设备检修质量和运行水平，能够解决当前电网企业面临的检修难题，带来良好的社会效益和经济效益。开展状态检修并不仅仅是技术层面的革新，而是将设备检修管理工作地重点由修理转移到管理上来。相应的状态检修管理模式和机制要进一步健全完善并有效地实施，将对状态检修工作提供全面的支撑。

2、状态检修管理模式与机制实施的必要性

本课题对于状态检修管理模式与机制的研究，是在借鉴国内相关研究成果和外各行业实施状态检修经验的基础上，对现有的管理体系进行优化。在经过深入全面的实地调研后，针对河南省公司开展状态检修的现状，特别是管理工作中存在的问题，进行了管理模式的优化和管理机制的完善，并提出了相应的保障机制和持续优化措施，对于河南省公司电力公司状态检修管理体系的不断完善，都具有很好的参考价值。只有标准化、精益化、科学化的管理模式和机制，才能促进状态检修在电网企业中高效、安全、经济地开展，提高设备健康水平，保证电网安全性、可靠性。因此，状态检修管理模式与机制也要以持续优化改进的思路为引导，在管理方案实施的过程中，继续在状态检修目标管理的优化、状态检修工作流程的精益化、状态检修组织结构的优化、状态检修人才队伍建设的各个方面不断地研究和探索，使得状态检修管理体系更标准化、精益化、科学化，最终实现状态检修的总体目标。

3、状态检修管理模式与机制的实施途径

3.1、完善状态检修安全预警机制，规避安全风险

为确保状态检修工作很好地促进电网安全稳定运行，企业应该建立健全设备的安全预警管理制度，建立以生产企业、工区、班组为基础的设备安全预警管理组织体系。为此，供电企业要认真贯彻国务院和国家有关部委关于安全生产的各项要求，坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针，不断健全完善安全工作长效机制；深入开展各类安全生产活动，规范完善安全生产制度，健全安全责任体系和制度体系，强化责任落实和制度执行；深化电网安全性评价，全面开展隐患排查治理，深入持久地开展反事故斗争；健全应急管理体系，提高应急预警能力。具体预警措施如下：

1、坚持电网统一调度

调度是维护电网安全的中心环节，坚持统一调度、做好调度管理是防止电网大面积停电的关键。历次电网事故证明，在事故处理和恢复过程中，统一调度指挥、协调配合是非常重要的，主要包括统一安排“黑启动”电源恢复方式和与其他互联电网的配合等。电网安全问题的重要特征是瞬时性和不可预知性，这就要求在电网面临危机时，所有与之相关的部门和企业反应迅速、统一行动、密切协作。只有通过高度统一的调度指挥所有相关部门和企业及时进行电网事故处理，才能防止事故扩大，保障供电的安全可靠。

2、不断改进和完善应急体系

我国现有的电网应急体系还很不完善，预案编制、应急培训、应急演练等尚存在许多问题，都必须进行不断的改进和完善。

1）要进一步完善电网大面积停电应急体系，成立区域联合应急救援中心，统筹安排抢修、调配物资。同时，各电力企业要不断补充、完善应急预案，确保其针对性和可操作性。

2）要保证应急预案的有效实施，使其在事故中能发挥积极作用。具体包括落实预案中的物资储备、资金，开展预案培训，定期进行演习，积极向公众进行应 急知识宣传教育等。

3）在做好防范和应对电网事故的技术措施和组织措施的同时，电力企业还要有足够的公关准备应对大面积停电时的危机，减少事故对社会稳定的影响和公司形象的损失。可通过制定一套完整的、系统的危机公关方案，来规范紧急情况下的信息传播与沟通。

3、坚持团结治网、协调配合，组织开展联合事故演习

电网是一个统一的、不可分割的整体，在事故发生及处理过程中经常会出现牵一发动全身的局面，只有在各有关单位团结治网、协调配合的前提下，才能共同把应急工作做好。

1）政府部门和电力行业管理部门应根据新的电力体制，制定相应的规则来协调电网企业和电厂的关系，保证应急预案的有效实施。

2）电网企业和电厂要加强协作。电网企业要积极开展电厂并网安全性评价和技术监督工作，确保并网机组安全运行。电厂也要确保涉网部分的安全措施满足电网安全稳定要求，共同保证电网安全。

3）要针对电网的薄弱环节，定期组织进行联合反事故演习，提高突发事件处理、应变的能力和应急响应速度，维护系统的安全稳定。

4）要高度重视重要用户及场所保安备用电源的规划、建设和管理问题，特别重要用户应当配备必要的应急电源，以最大程度地减少停电损失。

机电一体化目前状况例3

云峰发电厂在电力系统中的作用主要是担任调峰、调频、事故备用任务，要达到以上目的，要求机组必须具备良好的可靠性和可调性。根据东北公司对水电厂状态检修工作的要求，我厂开展了设备状态检修的前期工作，并与丰满发电厂一道，成为东北地区水电机组状态检修的试点单位。目前我厂已将四台机组的检修及运行历史资料，系统地进行了整理汇编，呈报水管部、电科院。几年来，云峰发电厂的机组检修已由传统的计划性逐步过渡到状态性，检修方式由原来的"到期必修、修必修好"，逐步向"该修必修、修必修好"过渡。在设备的在线监测、状态检修方面初步有了成效。

1　水轮机组状态监测系统概述

近年来，水电厂设备的状态检修（亦即预测性维修）工作已越来越受到普遍关注。设备状态检修的必要条件是要进行状态监测和故障诊断。对设备整体或局部在运行过程中的物理现象进行随机或定期检测，就是状态监测。而设备诊断技术则是一种了解和掌握在用设备的状态，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的硬件或软件的综合技术。设备的状态监测和诊断技术作为一种基本手段，为状态监测提供切实依据，以便合理安排维修，确保设备的安全经济运行。

设备状态监测和诊断的关键是在线监测技术，包括信息采集、数据处理与分析、处理意见与决策。有效的在线监测可以随时掌握设备的技术状况和劣化规律，避免突发性事故和控制渐发故障的发生。

实践证明，实施在线监测可以减少设备不必要的停役、降低维修成本、增加可利用时间，从而提高设备的运行维修效益。

1.1 机组计划检修存在的弊病

机组状态检修工作实施前，我厂的四台水轮发电机组的检修是按计划检修原则进行的，根据原水利电力部颁发的《发电厂检修规程》中规定的检修周期、检修工期、检修项目等指标，"到期必修、修必修好"，其实部颁规程对机组检修周期、检修工期及检修项目的规定依据基本上是同类设备的检修经验，不具有普遍意义。经过多年的技术实践，我们认识到，这种规定带有较大的习惯性，是一种徒弟学师傅式的方法，比较保守、盲目，但也比较把握，除浪费一些人力、材力、物力、时间外，一般还不致出什么大差错。但从设备检修的目的是消除缺陷，保证设备健康运行这个角度讲，计划检修是不尽合理的。所谓的"到期必修"就是设备运行到某一规定的期限，不论处于什么样的技术状态、有无缺陷一律停机检修。由于我厂各台机组的设计制造、运行状况的不尽相同，即使是同类的设备在相同的运行周期内，也表现出很大的差异性。同时，"到期必修"经常带来不必要的大拆大装，不但造成人、材、物的大量浪费，有时还会把设备拆修坏了，造成"劳而有罪"。

1.2 设备状态检修的优势

通过不断探索及实践，我们认识到，状态检修的核心是通过对设备的诊断，摸清设备的实际状况，并以此为依据制订切实可行的检修计划予以实施。状态检修的通俗说法是"该修必修、修必修好"，它所强调的是在"该修必修"的"该"字上，这个"该"字反映了整个检修工作的科学性，它要求决定修与不修，小修还是大修要有充分的事实依据，要经过该与不该的反复论证，不能凭经验行事，不该修的坚决不修，该修的坚决修好，只有这样，才能恰到好处地完成检修任务。

我们还认识到，状态检修比计划检修更符合"预防为主"的原则。计划检修的最大弊端是不能根据设备的实际技术状态决定检修内容，而让计划期限箍得过死，状态检修则不然，它是通过各种不同的诊断手段摸清了设备的技术现状后才决定检修内容的，它可以根据设备的技术状态及运行要求，提前或推迟检修周期，增加或删减检修项目，真正实现检修的目的，并具有最大的经济技术效益。显然，状态检修掌握着消除设备缺陷的主动权，符合设备的运行的发展规律，符合防患于未然的原则。

1.3 我厂初期实施机组状态检修后带来的效益

机组状态检修实施前，我厂对反映四台机组的运行状态的参数测定只停留在手工检测阶段，通过定期的试验观察，比照标准，分析设备的技术状况决定检修计划。由于缺乏可靠有效的诊断方法与诊断仪器，使得制订的检修计划不完全有效。1991年，我厂与华中理工大学电测教研室合作， 共同研制了第一代BZJ1摆度振动监测仪，该仪器于1992年9月安装在我厂的四号水轮发电机组上。受当时技术条件所限，测点较少，同时电测数据与手工测得数据相差悬殊，没有受到现场工人的欢迎。1996年我厂与海南洲立科技公司共同开发了SZJ水电机组振动测试及数据分析处理系统。该系统由摆度振动监测仪（BZJ）、多路通讯控制器（DTC）、数据处理及分析软件包（SFC）三个部分组成，BZJ将采集的数据由RS232串口经DTC送往上位计算机，再由SFC进行分析及处理。该系统被安装在我厂的2、3、4号机组上。2000年末，我厂又与深圳洲立达公司合作，共同开发了一号机组机械状态分析及故障诊断系统(SZJ99)，该系统自成一个系统，与计算机监控系统不相连。该系统的功能较前两代有较大的增强，监测通道由9个增加到17个，在进行巡回检测的同时进行信号波形采集，可录制机组的瞬态过程及波形。该系统在机组机械振动监测及实时分析仪（BZJ3）提供的机组振动数据及其特征的基础上，运用理论知识和实践经验，形成机组机械状态分析软件。以便进一步分析机组的机械状况特征和引起异常振动的原因。从而提供机组检修及故障分析的依据或参数。通过系统实际运行中的数据（特别是特况数据）积累，帮助专职人员加强对机组机械特征的深入了解，提高状态检修的水平。通过接入网络系统（此项目前未进行实施），专职人员及有关领导可在远地了解机组的机械状况，以满足水电厂"无人值班"（少人值守）的要求。

采用以设备状态监测为基础的状态检修管理模式后，由于摸清了设备的实际技术状况，我厂目前的机组大修周期已改为4年以上，机组扩大性大修周期已改为10年左右。过去，不管设备的状况，检修周期一到，马上就开始检修，对于设计、制造、安装、维护质量优秀的机组，检修过于频繁不但没有好处，大多数情况是拆下来擦擦油、抹抹灰而已。增加了机组的检修费用、停用时间，降低了机组的可调小时数。现在由于我厂注重了在设备的状态上下功夫，通过掌握机组的状态来确定机组的检修时间和检修项目，最终达到延长检修间隔，缩短检修工期，降低维修成本的目的。按设备状态监测数据及运行情况并对照规程标准制定检修时间及项目，收到了显著的经济效益。如我厂二号机组，在各负荷工况下，从监测仪测得的各项数据来看，均不超过规定值，设备运行稳定，但已连续运行14年没有进行扩大性大修。由于该机组每次小修检查都发现发电机定子铁芯拉紧螺杆折断现象，同时存在水轮机导叶漏水严重的缺陷，需更换导叶轴套，因此根据状态检修的思想，决定对该机组进行扩大性大修，大修后提高了设备运行的可靠性。再如我厂四号机组，投产初期就存在着摆度、振动大的缺陷，而且机组振动区域较宽。实施机组状态监测后，对四号机组存在缺陷的原因进行了深入细致的研究及分析，确定了四号机振动摆度大主要是由于机组轴线引起。通过对该机组进行扩大性大修，取消了推力头与镜板间的绝缘垫，在推力头与镜板间增加了两道密封圈，有效地防止了两者接触面产生空蚀而引起的轴线恶化，同时将推力头及镜板返厂进行了处理，使其各部精度均达到图纸规定，机组投入运行后，各部振动、摆度明显减轻，达到了预期目的。再如我厂的一号机组，2001年进行过一般性大修，机组修后经振动摆度监测仪实测发现励磁机定子外壳的垂直振动达到0.17-0.20mm，水平振动达到0.18-0.20mm，强烈的振动对机组结构部件造成的危害是巨大的，根据该情况，我们及时向主管部门提出扩修申请，并到上级部门说明情况，得到批准。经分解检查发现，机组轴线已恶化，推力瓦（10块）严重磨损，个别瓦面有严重裂纹，推力抗重螺钉及托盘接触面磨损及变形严重，镜板工作面存在划痕，局部位置呈蓝色，系工作时温度过高所致，推力头底面、镜板背面空蚀严重。将推力头、镜板、推力抗重螺钉及托盘均进行了返厂处理，达到图纸规定要求，并对将全部推力瓦进行了更换。

几年来，我们一是通过日常性的机组状态诊断掌握设备的损坏状态与规律，加强每日的设备巡回检查，发现问题及时进行处理，由于机组振动摆度监测系统测点数量的限制，有些部位的振动及摆度不能测到，我们定购了手持式振动摆度测试仪，对机组所有部位的振动摆度均可进行测量。二是通过日常性的维修恢复设备的健康。从上到下摆脱计划检修的束缚，将状态诊断与日常维修结合起来，用状态诊断结果指导维修，用维修实践验证或修正状态诊断技术，从而达到完善状态诊断技术与提高维修水平的共同目的，这样，就有可能为解决设备的老大难问题创造条件，这对于延长机组检修间隔与运行寿命是有好处的，比如，若能成功地解决机组轴线稳定性与水轮机汽蚀损坏两大问题，那么机组的大修周期至少可延长一倍以上，而且可使检修内容大为简化，检修费用大大降低。

2 机组状态监测系统实际需求

随着电力系统的日益发展，供电可靠性的高要求与不尽人意的设备故障率之间的矛盾也愈加突出。电力部门期盼实施在线监测能及时发现设备的隐患，从而防患于未然。由于各种原因，设备停役有时难以安排。因此我们实行状态检修与周期性检修相结合的检修原则。而状态检修的一个重要前提，就是实施在线监测，了解设备状态，做到心中有数。

随着我厂"无人值班"（少人值守）的实施，希望在对厂内的各种运行设备（参数）进行监控的同时，增加对设备运行可靠性的监测手段。而"减人增效"、"厂网分开、竞价上网"等现代管理模式的形成和建立，也需要强有力的技术支持。

现役设备或已老旧，或有先（后）天形成的缺陷，还有受到怀疑的一些设备，在线监测可以实时监视其运行情况，一旦发现问题就及时退出。这样，便能最大限度地利用这些设备的剩余寿命。

随着测试技术（装置）的发展和逐步完善，尤其传感技术和信息处理技术的不断进步，为在线监测提供了充要的条件。实施在线监测过程中，我们不仅体会到缩短设备停役时间、减少停电损失，避免过剩维修、延长设备寿命，以及杜绝因试验操作失误可能酿成事故等，还从中积累了经验，促进在线监测技术不断提高的良性循环。

目前在线监测技术已进入实用化、智能化阶段。Internet ／Intranet网络技术的应用，为状态监测与诊断开拓了广阔的技术空间，如远程分布式故障诊断和虚拟故障诊断等，突破了传统的故障诊断的某些技术瓶颈。

电力设备设计、安装和运行管理经验的长期积累，也为专家系统的建立提供了明确、宽厚的多领域专门知识，足以对运行设备的故障、寿命进行分析、判断和决策，以达到建立预测性维修体制的目的。

3 机组状态监测系统实施基础

水轮发电机组稳定性是其工作性能的重要指标。而机组工作不稳定的基本表现形式就是振动，这是一种非常有害的现象。较大的振动严重地威胁着机组的供电质量、机组的使用寿命和安全运行。水电机组的振动，多数由于机械、水力、电磁等因素耦合作用的结果，振动机理比较复杂，凭直观判断或简单的测试一般难以找到根本原因。有些故障与运行参数有关，故障出现有一定的偶然性，因此故障特征不容易捕捉。

由于水电机组固有的优势，电网调度中越来越强调水电厂的调峰作用。这就要求水电机组在整个出力范围内具有充分的可用性，即不仅满足于正常出力发电，还要力争改善不稳定负荷区的抗动状态。

水电机组的单机容量在电网中的比重越来越大，其可用度和安全对电力系统和国民经济的影响极大。不言而喻，如时值水电厂弃水期，机组事故检修造成的经济损失就更为严重。

另一方面，随着水电厂双达标、创一流工作和技术改造的不断深入，设备健康水平和自动化程度均有显著的提高，设备管理水平也有长足的进步。这些都为我厂的机组状态检修打下了良好的基础。而且，水轮发电机组故障的发生和发展一般是有迹象的和渐变的，多数有磨损和疲劳特征，即有一个从量变到质变的渐进过程。这就使得利用状态跟踪和趋势分析技术来捕捉故障征兆、实现早期预警变得相对容易，准确性也比较高。

针对上述工程实践中的问题，要对水电机组实行在线监测和故障诊断，实现水电站运行设备监控、维护的高效管理。水电机组运行状态监测是充分发挥水电厂效益的重要因素。

4 我厂机组状态监测的现状

4.1 目前已安装的状态监测系统如下：

要保证机组安全稳定运行，维持机组良好的运行状态，包含的技术指标非常广阔，光靠以上安装的测量及监测系统还是远远不够的。目前世界发达国家机组状态检修也没有太成功的经验，因为这毕竟是一项相当复杂的系统工程，但机组的状态检修，是以后机组检修的必然趋势。我厂在机组状态检修工作中，只是迈出了一小步，要真正达到按机组的运行状态，有针对性的对机组实施状态检修，今后的要做工作还有很多。

4.2 建议建立完善的组织机构，真正把在线监测、状态检修管起来

我厂对机组在线监测、状态检修十分重视，由厂长亲自挂帅，抽调厂各部门的技术骨干力量，由生技部主任、检修及运行主任、生技专工等人员兼职。成立了状态检修领导小组。小组成立后，立即开展了工作，制定了机组在线监测、状态检修管理办法，定期召集小组成员研究机组的运行的新情况，根据机组的实际状况，制定相应的检修周期及检修项目，并负责组织实施、协调及解释。实施中小组成员及时跟踪、吃住在现场，严格按照国家规定的各项规程、制度，把住设备检修的质量关，注重机组的检修工艺标准，各项作业均按本厂制定的标准化作业及规范化管理细则中的有关规定执行。对设备出现的任何问题，机组状态检修领导小组成员必须做到心中有数，以便制定行之有效的解决措施，检修项目、检修工期等的变更必须由领导小组决定，其他人员无权更改。

尽管我们在机组状态检修上作了很多的工作，但还存在着一些管理上的弊病，如机组振动摆度监测装置没有专人管理，放在运行监控室无人管，显示数据是否正常也不知道，没有使装置真正发挥作用。手持式振动摆度测试仪放在班组没有有效地进行管理，使用的时候缺东少西，配件都找不到。

5 今后机组状态监测及状态检修设想

5.1 机组状态监测对象及目标

总体而言：状态监测系统应包括如下几方面的内容：机组稳定性状态监测子系统、机组效率状态监测子系统、机组气蚀状态监测子系统、发电机运行状态监测子系统和其他系统传输的开关量、模拟量等。并且包括将这些系统整合起来进行数据管理、诊断及网络的状态诊断网络，通过这一网络，则可使电厂各生产单位及管理部门可随时灵活地管理机组状态信息，达到为生产和检修服务的目的，如图1所示：

图1

5.2　各部分功能说明

(1) 稳定性状态监测子系统部分

此部分系统我厂已经进行了具体实施，在此不再详述。

(2) 机组效率状态监测子系统部分

水轮机效率因机型的不同，设计制造水平的不同而不同。在已投入运行的机组中，有的由于设计选造型不合理或在制造安装中存在着缺陷和遗留问题，使得水轮机效率不高。特别是有的机组由于长期处在低效率区或在低水头下运行，严重影响着机组效率的发挥，同时还会造成严重的振动和气蚀破坏。因此需要摸清现有运行机组在运行中的实际效率状况，探讨和解决运行工况对水轮机效率的影响。为了充分利用水力资源、提高水力发电厂的经济效益、实现水力机组乃至整个电网的经济运行，需要对水电厂现场水力机组进行效率监测，实测出水力机组乃至整个水电厂的动力特性，使得各台机组的效率试验成果成为整个电网优化运行的可靠的基础技术资料并指导水电厂经济运行。

水轮机效率的实时监测对电站的经济运行有着重要的作用。水轮机效率的在线监测既可用于机组在安装竣工或大修结束后的现场验收试验，以便检查设计、制造、安装和检修质量是否满足要求，又能通过对机组运行性能进行长期连续监测，提供在不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为确定电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配以及机组的状态检修等提供参考。因此水轮机效率在线监测一直是实现电厂经济技术指标考核和经济运行的一个重大科技攻关课题。随着计算机、通信、信息、测控等一系列新技术的迅速发展和在电厂的应用，给效率在线监测项目的开发提供了成熟的技术基础。当前，以厂网分开为基础的电力体制改革方案已经出台，电力市场竞价上网亦将成为必然的发展趋势。因此，在保证安全运行，满足电力系统要求的基础上，不断提高水资源利用率，设备可用率，减少运行和维护费用，已成为每个电厂迫切需要开展工作，以提高自身竞争力面向市场的重要目标。

在线监测机组效率同机组效率测试是不同的要求，因为水头在生产过程中不可能人为很好地控制，所以在线监测强调的是在实际运行工况下机组不同效率性能的比较和择优，也就是说，在线效率监测并非是为了测得机组的某一确定效率值，而是评价机组在当前蓄水条件和生产条件的约束下，应该采用何种运行方式最为经济，甚至可以实现多台机组的综合经济指标最优。这些效益及显著的优点如果不进行机组在线状态监测是不可能得到的。

另外，效率监测对于机组稳定性监测、气蚀监测及故障诊断是非常好的映证和补充，可以降低误判断的几率，缩短积累经验的周期，如图2为某厂机组运行特性曲线：

(3) 机组气蚀状态监测子系统

水轮机气蚀监测能够准确地监测水轮机的气蚀强度，使机组能够在高效率区运行，减少水轮机叶片的气蚀破坏，通过对气蚀量历史数据的累积测量，可以标定水轮机的气蚀破坏程度，准确决策机组的检修间隔，为机组由计划检修向状态检修过渡奠定基础。

反击式水轮机在其运行时，在转轮出口和尾水管进口处往往形成负压，当压力降低到小于气化压力时，水就汽化，在水流中产生许多气泡，气泡随着水流移动到压力较高处，便骤然消失。在此瞬间，水流质点以高速度向气泡中心撞击，水流质点这种高速度的碰撞会引起水压力的增高（有时达几十到几百个大气压），然后被强烈碰撞而压缩的水流质点，又向相反的方向扩散，从而造成气泡处的压力急骤降低。这样就形成气泡中心的压力，在一段时间内周期性的波动。这种由气泡的产生和消失过程中引起的一系列现象称为气蚀现象。根据现代对气蚀的研究，虽说还不够充分，但比较成熟和一致的解释，除上述周期性的压力波动外，还有下列现象：

当压力降低到饱和蒸气压时，水流不仅产生气泡，溶解在水中的气体也以气泡形式选出，这种空气泡会随着水流排出。当气泡的产生和消失发生在固体表面时，水流质点高速度的周期性冲击象锐利的刀尖一样剧烈地打击着固体表面，造成固体表面的机械破坏，称为剥蚀。如果固体表面粗糙，则剥蚀更严重。

此外，气泡受压缩时，由于体积缩小而温度升高，再加上水流质点相互高速度的撞击和对固体的撞击也产生热量，实验证明，当气泡凝结时，所引起的局部温升可达300℃左右，使得冷热固体形成了热电偶，彼此间产生了电流，这是固体表面遭受侵蚀的电化学原因。

综上所述，气蚀是一个综合的物理现象的而非单一的物理量，因此它是不可能通过某一单一的物理量来描述和测量的，而只能通过综合的分析和诊断得到一个评价性的描述，例如：某转轮气蚀严重，在不改变转轮尺寸的情况下仅仅替换转轮的材质，就有可能完全消除气蚀产生的破坏，但这时的水力及机械作用量的测量结果将和原先有气蚀破坏时完全一样，所以气蚀监测的意义就在于评估这种破坏能力的大小或效应，而非测定其破坏后果，当然，也可以通过经验的积累使这两者产生一种归纳上的联系，但这种归纳的理论化和效果描述在目前还十分困难，很难用于推广和预测。

图2

根据气蚀发生的条件，水轮机中的气蚀一般可分为3类：

翼型（叶型）气蚀这是反击式水轮机普遍具有的气蚀现象。水流流经叶片时，在叶片表面形成压力差，使转轮旋转作功。通常叶片的正面是正压力，而背面是负压力，这种负压是转轮作功所必须的，但它又造成了气蚀条件。从理论上讲，这个气蚀条件可从水轮机安装高度上加以解决，所以翼型气蚀产生的主要原因是由于转轮叶片制造中不符合模型要求而引起的。在运行中由于运行工况不良也会引起翼型气蚀。

当水轮机运行在低水头（低于设计水头，特别是在转轮允许的最小工作水头附近）和低负荷运行时，水流经过叶片就会产生脱流和旋涡，转轮出口处每一个叶片形成一个旋涡，再加上整个转轮出口的旋转水流，就在转轮和尾水管进口处形成一个大旋涡（或大涡带）。其旋涡中心产生很大的真空，形成空腔气蚀，这种旋涡以一定的频率在尾水管内旋转，而其中的真空带周期性的扫射在尾水管的四周壁上，结果是一方面造成尾水管壁的气蚀破坏，另一方面产生周期性的压力波，形成强烈噪音，严重时可引起整个机组振动。

在导叶下端面间隙处，导叶关闭时导叶与导叶立面间隙处，以及转轮止漏装置间隙处，当水流通过这些较小的间隙时，流速产生局部增高和压力降低因而产生气蚀，这种现象称为间隙气蚀。当机组在低负荷运行时，导叶开度较小，局部流速增高，压力降低，很容易产生间隙气蚀。

以上三种气蚀对效率和稳定性影响最大的当属空腔气蚀，目前，对空腔气蚀和间隙气蚀均可采用综合分析法准确的判断和监测，即通过测量尾水管压力脉动、尾水管振动、顶盖振动、水导轴承涡动、止漏装置水压脉动、导叶后水压脉动等等这些量的综合分析，可以评估空腔气蚀及间隙气蚀效应的强弱，对于翼型气蚀，其产生的效应频率宽广，必须用涵盖整个音频范围的分析设备和仪器来加以控制和分析，造价昂贵，而且因为翼型气蚀发生的位置对监测效果影响较大，所以对于翼型气蚀仅限于发现其产生，很难评估其破坏能力，因此可知绝大多数可以采用低廉的综合分析法，避免空腔气蚀和间隙气蚀，已经可以产生非常明显的经济效益。

(4) 发电机运行状态监测子系统

水轮发电机定、转子空气间隙是一项重要的电磁参数，它对电机的其它参数、运行性能及技术经济指标有着直接的影响。设计选定的气隙值，由于种种原因，在机组安装、试运行以后会发生变化。这些原因包括制造、安装的诸因素和定、转子结构部件受电磁力及离心力的作用，其中尤其与发电机转子结构特征有较大关系。运行中的发电机气隙均匀性直接影响其电气特性和机械性能的稳定，有着不容忽视的作用。

发电机运行状态在线监测系统在线监测发电机定、转子空气间隙，可以直接测量出经过长期运行后定子的变形趋势及大小；转子磁极的松动和结构变形；定转子同心度的定位偏差和改变倾向，以及在正常运行和电气事故冲击过程中动态气隙是否满足安全标准，对于评估发电机的稳定性有着不可替代的和十分重要的作用。

具体的检测过程采用在定子内部贴装薄片状气隙传感器实现，目前已有标准的传感器可购买，效果容易保证。

磁通量测量：大量的定子绝缘故障及转子绕组故障都会伴随着对应空间位置的磁通量变化，正是基于这一原理，可以通过检测发电机定量间隙中的磁通量获得定转子电气状态的直接测量结果。例如：当某一磁极发生匝间短路，则当这个磁极掠过磁通量传感器位置会比其他磁极所产生的磁通量更小，从而明确地定位此故障。又如通过长期监测贴于定子某一位置的磁通量，通过分析其变化规律即可判断定子线棒有无放电、短路等故障，同时对于磁极松动、第二气隙形成等转子机械故障也可以精确的检测，具有很好的实用性。

诊断检修替代传统停电检修的推广，原有的停电试验已不能完全适应电力生产的需要。电气设备绝缘在线监测技术是近年来发展起来的一门新技术，它是在电气设备运行中随时监测分析电气设备绝缘的状态参数，并反馈给运行维护人员，及时发现设备事故隐患，减少不必要的停电检修及破坏性的绝缘试验工作，保证设备的安全运行，提高设备供电的可靠性。

一般机组运行多年后，绝缘材料在机械、热力、电力和环境的作用下会逐步老化，由于绝缘隐患所引起的局部放电，起因于发电机的绝缘老化、放电，定于槽楔中绑线松动造成的断股和槽放电等，这些情况的产生和发展都可能导致发电机绝缘的劣化，传统的停电预试不能保证发电机绝缘在一个检验周期内安全运行，尤其是无法掌握运行中发电机的绝缘放电的状态变化。因为事故的发生及发展都有一个过程，该过程伴随的放电发生与发展过程存在着很大的随机性，绝缘失效的危险也就大大地增加。如果绝缘失效发生，检修的费用是十分昂贵的。电厂可能需要花费数月时间来重绕这台机器，重绕是一项费用高昂且耗工耗时的工作，对电厂来说损失巨大。根据我国历年来的相关统计，100MW以上的发电机（包括水轮发电机和汽轮发电机）每年每百台发生的故障率为7～9次左右（其中1997年为7．59次，1998年为8．67次）。

大部分绝缘老化都会造成局部放电（电晕），即高压绝缘层中的小火花，都可以通过局部放电测试来检测。这种方法是通过检测局部放电脉冲的频率、幅值、极性和相位来评估绝缘系统的老化程度。以往发电机局部放电测试被高强度电子噪声干扰，使得测试结果很难分析，需要高度的专业水平才能做出正确的分析。但是，随着近期高新技术的不断发展，可以消除噪声干扰并将局部放电量化的仪器和传感器被开发出来，使得测试过程的进行和结果分析可以由电站的一般非专业工作人员在机组运行的情况下完成，增强了系统的实用性。致力于通过检测局部放电来诊断和测试绝缘质量和老化程度，有利于延长检修周期，降低检修和生产成本，保证设备的良好状态和提高设备的利用率。

绝缘监测的实用技术基本上是基于对局部放电产生的放电脉冲的监测，比较廉价的方式可以直接监视和分析定子中性点的接地电流或者更完备的增加各相电流及转子电流的波形监测，可以定性的评估出绝缘老化的状态，对于典型的放电能够根据的绕组的电气长度精确定位，昂贵的方案是采用电容式检测法也能达到同样效果，其分析技术要求较低。

(5) 其它系统传输的开关量、模拟量等

5.3 其它在线监测系统

包括主变在线监测、避雷器在线监测等，这些在线监测系统相对而言分析诊断的自动化水平还不是很高，其测量结果的综合应用也还不是很成熟，数据量也不大，所以可以使用机组状态监测系统的网络及数据管理功能统一规划，简化其系统结构，降低成本。

它们和状态监测网络的联系均采用单向数据通讯，可以有效防止病毒及故障的相互影响，提高可靠性。

5.4 网络部分

状态数据服务器提供整个网络访问的数据源，即所有用户均可以在网上实时查看状态监测的结果报告，专门的用户还可以实时的分析和诊断当前的机组状态，所以，此数据服务器为一全自动的冗余数据库，并且具有完全的开放性和扩张能力。

WEB服务器提供整个网络的访问服务及防火墙，在用户规模和用户访问量较小时也可省略（但性能降低了），主要是完成状态监测网和用户局域网的物理连接，采用浏览服务和TCP-IP通道技术，阻止病毒和破坏性程序的迅速感染。

机电一体化目前状况例4

中图分类号：TM561；TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0122-01

一、引言

随着电力体制改革的深入，在电力市场，电力系统需要进一步提高电力设备的可靠性。保证运行可靠性和维修经济性成为输电、发电企业适应市澈争的迫切需要，用状态检修模式取代现有的计划检修模式，是电力工业发展的趋势。根据国家电力公司的要求，电力公司应根据自身设备的实际及人员、资金情况，选择一些查合实施状态检修的设备，先在一定范围内开展工作。550kV、220kV、110kV高压开关、厂地高压开关都已经被列入实施状态检测的范畴。

实现电气设备状态检修的基础是对设备的在线状态监测。在线监测能准确、实时地反映电气设备的状况和预测使用寿命，为检修决策提供依据。电气设备状态监测不仅是设备状态检修模式的基础，也符合无人值守变电站―目前我国电力部门正在实施的电气运行管理模式的发展需要。这就要求电力企业逐步形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备的可靠性并降低电力成本。

二、断路器在线状态监测的意义

高压断路器在线状态监测系统用于变电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气绝缘性能、触头电寿命及操作回路工作状态的监测，通过综合分析在线监测的数据和相关历史数据，诊断出高压断路器当前的工作状态，为电气设备状态检修提供决策依据。电力系统中，高压断路器数量最多、检修量大、费用高。有关统计表明，变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上，而其中60%又是用于断路器的小修和例行检修上。另外据统计，10%的断路器故障是由于不正确的检修所致，断路器的大修完全解体，既费时间，费用也很高，而且解体和重新装配会引起很多新的缺陷。在目前相对保守的计划检修中，检修缺乏一定的针对性。

线状态监测系统能及时了解断路器的工作状态、缺陷的部位，减少过早或不必要的停电试验和检修，减少维护工作量，降低维修费用，提高检修的针对性，可显著提高电力系统可靠性和经济性。在线监测主要包括机械性在线监测、触头电寿命监测等，监测内容有泄漏电流监测、气体密度监测、开断次数监测、开断电流监测、振动波形监测、分合闸线圈电流波形监测、断路器红外成像监测和操作机构油压监测等。

三、高压断路器的使用情况分析

1.国内电力系统断路器使用状况

各电压等级高压开关的使用比例，以550kV装用量为100%，则550kV ： 363kV ： 252kV ： 126kV ： 72.5kV ： 40.5kV ： 12kV的比例为100%：51%：1653%：4491%：816%：6391 %：27711 %。

2.国外开关设备在线监测状况

美国颁布了“电气设备绝缘诊断方法导则”，现已转向以在线监测为主，并已制定出有关标准。日本上世纪80年代开始进入以状态监测为基础的预知维修时代，其该项技术的研究与应用进展很快，并已积累了大量数据与经验，逐步形成了一些标准和较成熟的方法。1998年的GIS智能维护中就有监测内部电晕、分解气体、导音、耐电压特性、温升等项目。

德国频谱化学和频谱应用研究所、科技研究与发展所的中央实验室开发的离子迁移率频谱仪（由分析传感器系统公司制造），作为SF6断路器气体现场监测的工具，已在巴西的电力部门成功应用。在美国有50%以上的电力公司已经应用状态检修技术对发电设备实施状态检修，美国。Consolidated Electronics，Inc. （CEI）公司研制生产的SM6系列断路器监测器 （美国专利号5，385，451），能够在线测量SF20796气体温度和压力，并连续地、实时地计算SF6气体密度。同时，还可监视断路器内加热器、操作电流、气体/液体压力以及跳闸/合闸线圈的工作状况，预测SF6气体泄漏趋势及其它潜在故障，避免了事故的发生，从而提高了电力系统运行可靠性。该监测数据既可通过现场PC机，也可通过RS232/485接口远程通信获得，并且存储数据长达10年之久，目前该产品已进入中国市场。

ABB公司在高压气体绝缘组合开关（GIS）的生产过程中，已经考虑到其断路器部分性能的状态监测。如断路器的储能状态、二次回路完好性、分合闸位置状态的监测等。ABB公司还推出的高压开关柜智能化集中控制/保护单元，将控制、信号、保护、测量和监视等功能组合起来，使高压开关柜具有连续自监视以及与电站控制系统直接连接等功能。监测的项目：辅助回路监视、对电动机操动开关装置的电源监视、跳闸线圈完好性监视、断路器储能弹簧状态监视、机械操作次数监视、气体压力监视、开关累计运行时间（按小时）、触点切换时间（从合到开的位置）等。

3.正在形成的断路器在线监测大市场

国内外的研究表明，高压断路器实施状态监测经济效益显著，1995年美国电科院与Corn Edison电厂合作对10台机组安装了其状态监测设备，经计算，开始两年的经济效益超过1600万美元。在国内随着电力体制改革的推进，电力市场的发展需要新的检修模式―状态检修。目前有相当多的电厂、供电局已经推行状态检修。如北仑电厂、外高桥电厂、邹县发电厂、大连电业局、广州供电局和宝鸡供电局的状态检修工作，均取得了较好的效果。

未来的几年，电力系统将需要大量的在线状态监测设备，按每年2%的断路器安装在线监测设备计算，约5463台（273153×2%）到780）台（390000 ×2 %）断路器将安装就地监测单元（2%的解释：假设40%的单位认同在线状态监测技术，其中50%的单位准备为其10%的断路器安装在线状态监测系统）。

四、断路器在线状态监测系统的发展方向

目前，状态监测产品是监测变电站电气设备的绝缘状态的多，监测其它性能的少。从在线监测系统的应用情况来看，应考虑以下几个方面的问题：

1.故障诊断阑值的确定。故障阂值的确定是正确诊断的前提，早期故障诊断的依据有赖于实际经验或标准，从在线监测装置提供的有关动作参数、性能参数，或者比较历史记录，分析运行特性的变化趋势，可以进行断路器状态判断。

2.断路器有三相联动操作、三相分相操作和单相断路器三种。采集量的种类一样，但采集量的个数差别很大。采样不可能兼顾三种情况，建议采样板的设计以三相联动操作断路器为主，兼顾单相运行断路器。三相分相操作断路器监测应加紧研究。

参考文献

机电一体化目前状况例5

Abstract: This paper describes the protection status of maintenance of superiority, and the practical application of the existence of a number of issues analysis, the final construct relay state to overhaul the architecture of the regional power grid.Key words: power systems; protection; state of repair

中图分类号： B841.1 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着电力系统检修技术的发展，状态检修成为提高保护可靠性的新的途径。继电保护是保障电力系统安全可靠运行的重要技术手段，其正常动作与否将对电力系统运行造成重大的影响。为了保障电力系统安全可靠运行，继电保护系统必须具有很高的可靠性。预防性检修是提高保护系统可靠性的有效方法。继电保护是保障电力系统安全可靠运行的重要技术手段，其正常动作与否将对电力系统运行造成重大的影响。文章就简单介绍了继电保护状态检修的优越性，并提出目前继电保护状态检修所存在的若干问题，最后构造出地区电网的继电保护状态检修体系结构。

1、继电保护状态检修

继电保护系统包含大量微电子元件、高集成电路，与一次设备相比，状态监测相对较难实现。微机保护具有一定的自检功能，可以发现一些集成电路器件的特定故障及一些交流回路的断线故障，但难以发现器件劣化及回路接触不良等问题。

因此，继电保护状态检修是建立在电气二次设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果，科学地安排检修时间和检修项目。它能有效地避免周期性定期检修和故障后检修所带来的弊端，是比较理想的检修方式，也是今后设备检修模式发展的趋势，其具有如下优越性：

1.1 继电保护状态检修可以分为设备状态监测、设备故障诊断、检修决策3个环节，其中设备状态监测是关键性的一个环节，只有通过各种手段准确、及时地掌握设备运行的实际状况，才能根据设备的参数变化趋势制定维修策略，确定最佳检修周期。

1.2 状态检修通过对已有状态信息进行多方位分析，更好地掌握设备的运行状况，并根据实际状况制定相应的检修维护策略，能够有效提高设备运行的可靠性。

最大限度地减少检修人员的现场工作量，使设备可用程度达到最高，节省大量人力、物力；可以防患于末然，做到该修才修，通过对设备的适当维修，在减少停电时间的同时，可更好地避免不必要的预防性检修引起故障的可能。

2、继电保护设备状态监测

继电保护设备有别于电气一次设备，其状态监测对象不是单一的设备元件，而是一个单元或一个系统，因此继电保护状态监测应包括保护装置和二次回路监测等方面内容。

目前的微机保护装置能对装置自身的电源、CPU、I/O 接口、A/D 转换、存储器等插件进行巡查诊断，当保护装置异常时，会发出告警信息提醒运行人员，因此具备了较强的自检功能。但要实施继电保护状态监测，还存在着如下的问题：

2.1 装置动作状况：在电气一次设备没有故障的情况下，继电保护装置处于相对静止的状态，只有当被保护设备发生故障的时候，保护装置才会动作。如果在检修周期内装置都未曾有过动作，那么它的动作状况也就难以监测到，也就无法知道其出口回路是否良好。

提出采用远程传动进行校验的方法。首先提前向用户发出短时停电的通知，然后在用电低谷时段进行一次远程传动试验，通过远方监测中心进行调控，对保护装置发送远程传动的命令，让其执行一次跳闸与重合闸操作。这样不仅可以检验保护出口到断路器机构之间的回路接线是否正确，还可以验证断路器动作的正确性，而整个过程大概需要1～2S的时间，对用户影响不大。

2.2 二次回路的监测：继电保护作为电网安全的技术保障，除了装置本身外，还包括电压电流、保护控制、信号照明等电气二次回路。它们由若干继电器和连接各个设备的电缆所组成，接线繁杂、点多、分散，因此要通过在线监测各个继电器触点的状况、回路接线正确性等比较困难，也不经济，这可能是继电保护状态检修一直未能有效推进的主要原因之一。

2.3电磁干扰问题

由于电气二次设备中广泛存在着微电子元件和高集成电路，不可避免地产生电磁干扰，可能会造成微机继电保护采样信号失真、装置异常、保护误动或拒动等问题。因此，对继电保护装置进行电磁兼容性试验也是继电保护状态检修的一项重要工作，应该对干扰源、耦合途径、敏感器件等进行监测管理，如二次设备的屏蔽接地状况、保护装置附近的移动通信设备等等。

3、继电保护状态检修应用探讨

上文对目前实施继电保护状态检修过程中所存在的若干问题进行了分析，要使继电保护状态检修实用化，需要解决以上的若干问题，并建立电网继电保护状态检修体系。根据以上的分析，实现继电保护状态检修，首先需要利用微机保护，建立一套反映继电保护设备状况的监控系统，在线监测保护设备的运行状况；在这基础上结合远程传动方法来诊断保护装置及断路器的动作情况，进行进一步的分析诊断，确定设备是否需要检修；最后根据监测和分析诊断的结果科学地安排检修时间和项目。因此，本文构造了地区电网的继电保护状态检修体系结构，结构分3层，如图1所示。

图1 地区电网继电保护状态检修体系结构

第1层：变电站内的继电保护装置。它们负责将内部自检信息、测量用电压和电流值、保护用电压和电流值、远程传动试验开关量动作等信息通过调度专网传送到地区电网的继电保

护状态监测主机。

第2层：地区电网状态监测主机。监测主机接收区域内各个变电站的继电保护状态信息，且通过专业人员的操作，能够对区域内允许远程传动的继电保护装置进行远程传动。

第3层：地区电网状态检修工程师站。工程师站与状态主机进行单向连接，通过对地区状态监测主机的数据信息进行综合诊断分析，来判断设备是否需要检修，并根据设备状态制定合理的检修计划。

通过以上3层的地区电网继电保护状态检修体系结构，可以有效地实行继电保护设备的状态监测，进行科学分析诊断，合理制定出状态检修计划，实现继电保护的状态检修。

4、结束语

本文阐述了继电保护状态检修的优越性，它可以很大程度地降低检修成本，提高继电保护设备的有效利用率，保证电网的安全稳定运行，是电力系统发展应用的必然。继电保护装置和二次回路的状态监测是开展状态检修工作的关键，现针对目前存在的问题及其解决方法进行了研究，并分析了采用SEL 保护装置能较好地解决二次回路监测的问题。最后对继电保护状态检修的实际应用进行探讨，构造了地区电网继电保护状态检修体系结构，以促进继

电保护状态检修的推广和实施。

机电一体化目前状况例6

目前城市电网的复杂程度逐渐提升，为了使各级的电力调配中心实时掌握电网及变电站的运行情况，提高变电站的运行可控性，需要采用更多的反事故措施，综合自动化系统符合目前变电站的管理需要，自动化系统改变了传统的二次设备控制模式，在简化控制系统的同时能提高系统的安全性能。

1 变电站综合自动化的结构

1.1 集中式结构。集中式通常采用计算机并拓宽其I/O接口，以便收集变电站的模拟量及数量等信息，并对其进行计算与处理，实现其微机监控、微机保护及自动控制等功能。集中式结构并不是靠一台计算机就能实现保护、监控等功能的。多数集中式结构的微机保护、微机监控及调度等通信功能需要多台微型计算机配合完成，每台微型计算机所分配的任务要多些。

集中式的特征：可了解和掌握各种模拟量及开关量，并实时采集和监控变电站的相关数据；占地空间及成本都比较低等。前置管理机的引线较多，工作量大，整个系统的稳定性便会降低，如果前置机出现了故障，那么其所有的信息、功能都会丧失，因此通常我们会采取双机并联的方式进行。调试系统的工作较为繁重，组态灵活性较差，不同的主接线或变电站，应分别设计其软、硬件，要实现其自动化功能及需求，难度比较大。

1.2 分布式结构。分布式结构即把变电站自动化系统的功能分化看来，让多台计算机共同来完成，通过按照功能设计的方法，以 CPU系统为工作重心，通过多个CPU来促进突发事件的解决能力的不断提高，从而有效处理运算的瓶颈问题。各功能模块间借力网络技术或串行方法来传输数据，选择级别较高的网络系统可有效处理数据传输过程中的各个问题，进一步增强系统的实时性。分布式结构有利于扩展和维护系统，局部故障对其整个模块的运行不会产生影响。与集中式处理系统相比，分布式结构存在下列几大优点：

1.2.1 可靠性强，不管哪个部位出了问题，都不会影响系统的运行，危险能得到有效分散。

1.2.2 具有较强的扩展与开放性，便于工程设计及其实际应用。

1.2.3 站内二次设备减少了电缆的需求量，节省了投资同时也有利于调试、维护。

2 应用于10kV 变电站的综合自动化管理系统分析

综合自动化管理系统在民用建筑小型工业变电站中还未广泛使用。因此，10kV 变电系统的整体自动化程度还需进一步提升，方可实现无人管理与远程遥控，下面将对10kV 变电站中的自动化系统进行简要分析。

2.1 综合自动化管理系统能有效保护和监控变电站。按照电力系统中10kV 变电站的运行要求，综合自动化系统应确保电站能顺畅运行，在供电数量稳定的形势下，促进输出电能质量进一步提升，这就需要自动化管理系统能统一、有效的保护和监控变电站内的线路状况、变压器运行状态及电路是否稳定、可靠等。

2.2 保护和有效监控变电站内的10kV 线路。要确保变电站能运行畅通，就必须切实保护变电站内的接地点及馈线，线路保护包含多方面内容，具体可分为保护馈线，控制线路运行状况，测量接地情况及安装必要的报警设备来报告异常工况，其保护设备应包含三相三段式的电流保护方案在内，以便发生异常工况时能立即熔断。为实现线路保护及监控目标，测量系统中还应及时测量线路的电流、电压、功率等状况，控制设备应配有自动与手动跳闸这两项功能。

2.3 保护和有效监控变电站内的变压器。综合自动化系统中，针对变压器的工作，共形成了监控、保护这两套独立的系统，系统中包含非电量保护、差动保护及备用监控保护等三大装置，非电量保护装置在其运行的情况下，能实时测量变压器中各回路的主变压器的温度变化，并有效监控接头位置的数据，分析遥测结果，与其他设备之间实现数据的传输与交换，并最终保护变压器；差动保护电路则收集变压器双向的电流量和单项的电压量，以便监控变压器单项的能量，将变压器出现的异常状况及时报备出来；备用保护电路在非电量与差动保护的状态下，不能顺畅工作，此时的保护工作可以采取手动的方式进行分闸，也可配合监控措施予以实现。

2.4 综合自动化系统对电站运行情况的全面监控。在管理10kV 变电站的工作中，要监控全站运行状况，通常会采用监控系统，而在监控系统的计算机主机里，也配备了监控软件与组态软件，在主机上的显示界面上，我们可进行人机互动，在监控中心，也能够获得与设备保护有关的资料、遥测信息及最终报表。通过微机我们能实时监控和检测整个电站实际的运行状况，集控站的检测技术应同地方检测信息有小融合，并将二者之间进行对比，找出变电站工作及运转过程中的潜在故障，从而有效指导电站平日的维护及维修工作。

2.5 基于系统中通信功能的发挥来达到远程监控目标。要顺利实现10kV 变电站的运行、管理目标，变电站的管理人员就应该充分了解和迅速掌控电站的运行状况，将所有故障排除和解决，以往的10kV 变电站内配线状况比较繁杂，平时的维护费用也比较多，运行工作中还往往会由于变电站工作人员自身操作不当而导致各种停机事故发生，通过应用综合自动化系统，这种情况得到了很好的改善。系统中还实现了远程通信的功能，它可以将设备的现场运行情况直接传输到主控室的主机中，通过相应的警告方式来对管理人员做出提示，让他们及时处理各种异常工况，而管理人员对之进行处理后，也能及时把控制中心的命令再次传输到现场设备上，这样一来，通过远程监控的方式就能让管理人员掌控和了解现场的运行情况；另外，这种方式也能让同级变电站人员及其高一级管理部门实现有效沟通，从而实现电力系统的系统化管理电网的目标。

3 10kV 变电站内综合自动化管理系统的前景分析

在国内科学技术不断发展的情况下，人类在其生产、生活中对用电提出了越来越高的需求，电力部门的管理工作难度在加大。而要解决现阶段电力系统中人员紧张的问题，就必须进一步实现基层中的变电站的自动化。针对10kV 变电站而言，通过综合自动化系统，线路改造及硬件建设的工作量都在不断增大，不过在应用该自动化系统后，变电站的安全性得到了逐步提高，且其日常的维护费用得到了逐步降低，在某些特殊的运行情况下，比如瞬间停电或者电压波动过大时，自动化系统也能发挥其功能及作用，来有效保障变电站顺利运行，同时也让基层用电和生产状况都能得到有效的保证。

4 结语

现阶段，科技水平得到快速提高，对基层10kV 变电站也提出了更高的要求。为此，变电站应逐步健全其自动化管理系统，运用先进的管理手段来管理电站，建立健全变电站的管理系统，让变电站的安全及稳定性能得到进一步提升，为城乡居民的生产、生活营造和谐的供电环境。

参考文献

[1] 王占英，郝志云.综合自动化系统在10kV 变电站中的应用[J].玻璃， 2004（05）.

机电一体化目前状况例7

文献标识码：A 中图分类号：TM623 文章编号：1009-2374（2016）09-0147-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.072

1概述

卷烟厂企业对电气设备进行管理，大多是选择定期维修的方法，但是此种方法仅仅是以时间周期为维度，然后根据相关规范和制度对设备维修计划进行编写。换言之，此种维修方式忽略了电气设备的具体情况，是在规定的一定周期进行修理。所以，这种方法没有综合考虑设备本身在运行状态中实际出现问题，因此导致各种故障问题的出现，比如说维修资源浪费等情况。基于此，本文对有关电气设备状态维修策略进行研究和探讨，不足之处，敬请指正。

2电气设备状态维修的必要性分析

现阶段，卷烟厂也在变革，逐渐从计划经济向市场经济迈进，所以企业经济和社会效益紧密结合在一起，因此切实提升卷烟厂设备安全、维护成本等成为问题的关键。现阶段，促进电气设备的供电安全以及降低维修成本，最简单有效的措施就是状态维修策略的应用，主要是因为电气设备维修费用占比较大，因此结合卷烟厂电气设备实际情况，定期维修已经无法满足时展的需要，定期维修未考虑电气设备实际运行状态，到达一定周期和时间即进行维修，导致人力、物力等资源浪费。还有可能会由于不必要检修而导致电气设备误动作出现，提升事故发生的概率。此外，定期维修甚至会对日常工作生产用电产生直接的影响。所以，对电气设备状态维修具有重要意义。

3状态维修的技术要求

3.1状态监测

状态监测按照设备诊断的具体目的，对设备故障模式，选择合适的方法及设备，对设备的状态信息进行检测和测量，然后对数据信息进行深入处理，防止各种干扰信息的产生，提取可以反映设备状态特点的数据信息，这项信息检测处理技术叫做状态监测。状态监测实际上针对的是确定监测周期的问题。首先是根据安全性要求对状态监测周期进行确定。检测太过频繁会导致维修资源的浪费，所以必须综合权衡才确定，想要完全杜绝任何功能故障的发生是现实的，但是如果把功能故障出现的概率牢牢的控制到规定的可接受水平内是能够实现的。规定中具有一定可接受性、可靠性，是按照现场设备的实际情况及故障问题产生的后果才可以事先确定；其次，根据经济性要求对状态监测的间隔期进行确定。如果故障对设备安全没有任何影响，同时预防性维修工作的费用损失不大于故障损失，那么根据最少费用损失的要求对状态监测的间隔期进行确定。

3.2状态预测

状态预测是指迅速、全面地对电气设备状态进行评估，利用预测值与实际值之间进行对比，从而起到预测该段时间内设备状态产生的详细变化，并且直接判断出预测值是不是具有一定的准确性、有没有安全隐患存在等。状态预测大多使用时间序列法、模糊预测法、人工神经网络法等，其中时间序列预测是最为常见的方法，反映的是在各个时刻对相关性进行预测，也就是状态变化产生的惯性，这种情况实际上从侧面反映了观测值的变化趋势。模糊预测是利用模糊逻辑原理以及预报人员的专业知识，对数据及语言形成一定数量的模糊规则库，之后选择一个线性逼近非线性动态系统，从而完成预测。实际应用情况分析，仅仅应用模糊预测的精度不是太理想。人工神经网络法属于人工智能方法，通过神经网络选择历史数据作为训练样本，之后组成一定的网络结构，然后通过相关训练算法对实现训练网络，使得精度达到相关要求，即实现了预测。

3.3状态评估与状态维修

状态评估是状态维修的前提条件，也就是对设备情况进行相关评估，从而决定是不是要维修和什么时间维修。所以说，状态维修是按照设备的实际状态，在状态评估的基础上，以评估的真实结果作为依据，从而对维修方式进行确定。具体流程包括：首先，确定是不是需要维修，判断设备目前或者是未来会出现故障或者是会在连续运行的情况下，其安全性、稳定性等无法满足要求，才决定进行维修；其次就是按照状态评估的结论，尤其是对设备缺陷问题、异常情况以及在故障情况下开展评估及发展预测，对状态维修的项目及内容进行确定。状态维修属于状态评估后产生的后续工作。电气设备状态维修即使能够规避定期维修产生的各种不利影响，然而在实际操作过程中也要按照一定的经济原则及管理原则。

4卷烟机设备状态维修策略研究

4.1完善管理制度

4.1.1卷烟机设备管理目标。专家认为良好的设备管理体系才是状态维修策略开展的基础，其中要体现四个基本战略目标，具体比如设备效能如何实现最大化、确保企业能够运转顺畅以及维修成本降至最低。现阶段开展状态维修工作，相对来说已经是比较全面、完善的管理体系。按照卷烟车间目前施行的生产工艺，笔者综合考虑烟草卷烟机械设备进行管理方面的研究，离不开以促进设备使用寿命延长的重要目的，此外还要考虑如何提升设备的综合效能，又可以对养护维修成本进行控制，能够创造出绿色工作环境以及符合企业长期发展的形象特征。4.1.2烟机设备状态维修制度。第一，要施行相关安全检查制度，这是必须的，也是常态化的管理制度，是通过烟机设备工作人员的努力配合下进行，从而可以确保烟机设备正常安全的运行，在任何时间可以对烟机设备状态进行检查，如果存在故障问题则及时进行排查，从而确保安全隐患消除于无形，保障烟机设备可以安全、稳定、长时间的运行；第二，贯彻与落实工作人员操作证上岗制度，要严格执行“定人定机”的策略，工作人员必须持证才可以上岗工作；第三，主要是针对维护保养制度方面，必须落实状态维修的相关制度，维修工作人员要做到实时对烟机设备进行检查与调试，如存在一定故障问题，则及时安排人员进行维修。具体方式可以选择换班保养，可以每天停一组进行设备保养，同时也可以在生产休息日时进行集中保养；第四，对工作人员交接班制度进行完善，确定在各个生产工艺环节的设备操作及维修责任，双方对设备真实运行情况进行检查，确认无误后可以签字办理交接。

4.2购置与养护

4.2.1烟机设备购置方面。卷烟厂为了在激烈竞争中站稳脚步，一方面要在市场营销方面多努力；另一方面要对企业生产环节给予足够的重视，对成本进行控制，促进生产效能和生产质量的提升。所以无法促进生产效率的提升，更不用提如何去做好状态维修。以上这种做法实际上是不正确的，应当考虑以下两个方面的内容：一方面是企业领导与生产主管需要考察相关龙头企业，和生产企业之间保持一定的互动，了解设备的更新换代情况；另一方面组织生产专家对生产车间设备进行状态评估，从而掌握到什么时间去维修设备，需要如何去维修设备。4.2.2烟机设备的养护。现阶段，烟机设备养护维修模式有以下四种，包括事后维修、预防维修、全员生产维修以及状态维修。前三种维修方式不做过多叙述，因为其中也存在许多问题。上文中提到，状态维修是按照比较先进的状态监测技术以及诊断技术，对烟机设备的状态信息进行相关评估预测，从而对烟机设备出现的任何异常情况进行判断，分析出设备故障的问题所在，甚至可以在故障出现之前就能够及时检修。以上几种维修模式进行对比，比较显著的是不仅状态维修，全员生产维修目前也是现阶段卷烟厂的主流模式之一。和全员生产维修及状态维修技术进行对比分析，前者技术相对成熟，而且覆盖范围比较广泛，全员都进入到预防及维修状态，浪费人力物力；后者是利用高端检测科技支撑，其应用成本比较大，但是效果非常明显。

4.3人员队伍建设

4.3.1维修人员再培训。机械设备不断更新换代，使得设备的智能化程度不断加强，人工操作技能的要求也得以降低，然而针对设备管理、设备养护以及状态维修的能力而言，还有待提升。卷烟厂要在非常长的一段时期内对在岗工作人员进行再培训，举例而言一些新研发的故障检测理论，新的设备操作运用方法、实践操作设备等，可以轻松开展状态评估，从而迅速解决问题。4.3.2开展技能比赛。车间可以在内部定期举办相关技能比赛活动，以状态维修为主体，开展类似于“技术比武”等活动，一方面的目的是为了促进人员操作水平、养护维修能力的提升；另一方面还可以加强扩大交流，做好工厂内部与和谐安全生产。4.3.3加强人员职业道德教育。企业文化是远程企业必须重视的一个方面，如果树立企业文化的相关概念，在车间生产过程中也会无形加强了工作人员的职业道德教育，一方面有利于促进员工思想素质水平的提升，使其更加爱护机械设备，把状态维修的相关思想和理念常驻于日常工作中，还能够大大降低设备的故障率；另一方面可以增加员工对公司企业文化产生一定的认同感，形成企业凝聚力。

5结语

综上所述，烟机设备管理与养护不仅是故障检测人员的工作，更是需要企业员工积极参与进行，员工献计献策，制定相关标准，对设备管理体系进行优化。最重要的是把状态维修理念贯彻到实际工作中来，通过状态维修策略的落实，大大降低电气设备的故障率。

参考文献

[1]田玲，邢建国．电气设备实施状态维修决策方法的探讨[J]．电网技术，2004，（16）．

[2]陈永权，瞿斌，王秀亭，王熙亮．基于局部变权综合评价法的电网企业信息化评价研究[J]．华北电力大学学报，2006，（1）．

机电一体化目前状况例8

随着水厂的逐渐繁荣和发展,目前水厂泵站技术也正在完善,节能方面的技术也得到了提升,但从目前水厂泵站技术节能的现状来看,主要存在以下问题:(1)节能不明显:从当前水厂泵站的使用现状来看,在满足用户基本需求及供水压力的情况下,开并联泵组的时候,一般来说水泵节电的可能性很小,甚至不会节电。当只使用一台调速泵时,节电的可能性也很少或是不节电,因此总体上来看,水厂泵站运行过程中节能效果不明显。(2)无法保持最低单位的电耗值:当工况点、管网参数等情况发生变化后,在泵站系统满足基本工况的条件下,调速系统时常会出现运行不稳定的现象,从而造成了节能效果不能保持最低的单位电耗值。

1 泵站节能技术现状

在泵站系统的工艺参数、设备参数等确定的情况下,通过利用最小二乘法理论找出H-Q之间的函数关系,运用并联泵特性曲线拟合法,从中设计出一个最能减少能耗的运行方式和调速方式。优化泵组合方案不能够使得每台水泵都实现最优,是水泵优化组合的整体效果。从目前水厂泵站的技术现状来看,对泵站的参数进行控制,其目的在于满足基本的生产工艺要求和尽可能减少能量的浪费。就目前的应用现状来看,主要采用的方法是:(1)调节水泵的转速,主要通过调速装置来实现,从而满足基本的工艺生产要求;(2)通过大小泵的搭配,实现不同工况下对水泵的不同程度需求;(3)通过控制阀门来调整泵站的节能;(4)采用调节水泵叶一片角度的调整方式对水泵进行调节;(5)采用回流或泻放的方式对水泵进行条件。

就上述方法来看,虽然这些方法都可以实现在满足基本工作条件下对水泵耗能进行调节,但是不同的控制方式,所带来的控制效果也存在较大的差异,有的耗电多,有的耗电少,因此在要实现水泵最优的水泵节能现状,就需要对水厂泵站的电耗因素进行定量研究。

2 节能技术设计

2.1 工艺流程

泵站的工艺流程主要首先将水经过混合、沉淀以及过滤等工序处理后送入4个清水池,再由送水泵站送往市区不同的管网中去。水泵开停的台数需要根据清水池的水位、服务压力以及流量等参数进行优化组合,并且使用PLC的I/O接口及时传送给力控组态软件的实时数据库,从而能够实时对各个机泵的运行情况进行监督;排水泵的开停应该根据集水坑的具体水位来确定,真空泵的开停则需要根据真空吊水的具体情况来确定。在电气回路过程中,高低压开关柜倒闸需要由人工来进行操作,电量和仪表数据来记录自动传输,从而便于值班人员对整个水泵的运作情况进行监督和管理,值班人员可以从显示屏上及时地看到每台虚拟水泵的单位流量电耗值和其他参数。

2.2 控制流程

控制流程的设计来看,要实现水厂泵站的节能,则可以采用现场手动控制、半自动控制方式以及全自动控制方式,当运行机泵出现故障时,能够通过备用机泵的自动开启。通过设置“虚拟水泵”的参数,同时在显示屏上显示“虚拟水泵”的理论Q-H特性曲线和管网特征曲线。基于“虚拟水泵”对应的理论单位流量电耗值,选择”虚拟水泵“方案,并且输出所选的方案。在机泵正式启动之前,对清水池的水位情况进行自动化监测,并且对泵的停止状态、运行状态以及故障和非故障状态、变频器状态以及阀门位置状态等进行统一的自动检验。一旦发现不正常和故障,停止开泵,当信号正常时,则依次启动调速泵、定速泵,并且自动打开对应的水阀门。当“虚拟水泵”运行正常后,从显示屏上监控“虚拟水泵”理论特性曲线与“虚拟水泵”实际叠加后动态特征曲线的拟合情况,从而能够帮助值班人员及时了解“虚拟水泵”的工况点是否能够运行正常,当“虚拟水泵”的实时单位流量电耗值超过理论单位流量电耗值,系统则会发出预警,及时通知值班人员,从而能够保证“虚拟水泵”的工况点能够在高效范围中运作。一旦出现信号不准确的情况,管网压力及流量即使能够满足要求也不能开泵,并且要发出预警信号。此外,每一台机泵运行的实际电流量也需要严格检测,当实时电流超过了本身正常情况,并且延时8秒时,发出故障报警信号并且紧急停泵。泵站如果未按照程序进行操作或是出现故障则发出报警。每台泵站电机发生故障,都可以自动关闭相应的阀门,并且发出故障报警信号,同时备用泵自行投入运行。PLC接到关泵指令时则优先关闭对应出水阀门,水泵再停止运转。排水泵的控制逻辑和高、低压配电的监控参数则由PLC单独进行控制。

3 实际应用

从节能技术的实际应用情况来看,在对原有水泵设备进行改造以前,应该首先使用“泵站目标电耗测算软件”对水厂泵站系统进行分析和测算,通过最优的泵站组合和技术应用,使得水厂泵站在节能发面获得提升。关于水厂泵站的量化节能研究,国内已经率先取得了许多实质性的紧张,其主要标志在于作为国家科技部的重点成果在实际应用中得到了较广的推广。泵站目标节能系统由上位机、目标电耗控制拒、在线节能控制软件、组态软件等组成。上位机和目标电耗控制柜主要是通过MPI总线来连接,目标电耗控制柜则由PLC以及继电器等共同构成。模拟量输人如流量、压力、液位、电流等为1-5V电压信号,模拟量输出如变频器转速控制信号为4-20mA电流信号。目标电耗控制系统采用手动和机动两种组合的控制方式,从而能够方便用户的选择和使用。系统通过软件信息系统能够对泵站系统起到综合的调节和稳定作用,从而为延长泵站的使用寿命,减少能耗具有重要意义。

综上所述,通过使用泵站目标电耗测算系统对泵站运行情况进行分析和监测,一旦发现故障和异常能够及时发出预警,并且能够对节能效果进行预测,从而使得水厂泵站能够实现最优的节能效果。总的来说,运用水厂泵站节能技术对于降低能耗,提高系统运行的稳定性具有重要意义。

参考文献:

[1]姚福来等.泵站节电潜力的量化计算[J].变频器世界,2002(6).

机电一体化目前状况例9

1 继电保护装置的功能阐释

继电保护装置在日常的供电用电过程中并不会发生太大的作用，而当电力系统出现故障或是发生一些意外情况时，它会自主的进行监测、排除、发出报警信息，也有些装置会直接切断一些设备的供电，以保证人民财产不受损失。几点保护装置的功能具体有以下几个方面：首先，继电保护装置可以在故障出现的最短时间内排查到故障点，并将其从电力系统中隔离出去，确保故障设备不再继续受到损坏，同时也促进无故障线路或系统尽快恢复正常运转，使问题出现所造成的影响降到最低。其次，继电保护装置能够探测到电气设备的工作是否正常，如发现异常会发出报警信号或是跳闸，使问题出现前就提醒工作人员，从而督促其检查线路，将问题扼杀在萌芽时期。

2 继电保护装置的工作理论和组成解析

任何一项事物的运转和工作都有其原理，继电保护装置对供电系统的异常状况能够快速的做出反应，并采取措施，主要是其对系统元件发生短路或是问题时的电流、电压等因素的变化异常敏感，能够快速的捕捉到不利问题的来源，从而做出反应。一般情况下，不管监测何种电力系统元素，继电保护装置都包含检测部分、逻辑部分、应对部分，这几个方面相互协作，起到完善的保护作用。

3 继电保护装置特点的分析

鉴于电力系统的特殊性和重要性，继电保护装置为了更好的符合系统要求，起到完善的保护作用，应满足可靠性、选择性、快速反应、检测全面等要求。其中快速反应和检测全面都可以理解，而可靠性主要指的是继电装置的质量、技术能够维持正常的工作，在技术人员的维护和管理下能够起到预期的监测效果，所有的电力设施，不论大小，都不可以在没有继电装置保护的情况下运转、工作。选择性体现在严格的遵循逐级配备的原则上，确保电网发生故障时可以有选择性

4 继电保护装置状态检修5点注意事项

4.1 要严格遵循状态检修的原则

实施状态检修应当依据以下原则：一是保证设备的安全运行。在实施设备状态检修的过程中，以保证设备的安全运行为首要原则，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。二是总体规划，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，是一项复杂的系统工程，而我国又处于探索阶段，因此，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。三是充分运用现有的技术手段，适当配置监测设备。

4.2 重视状态检修的技术管理要求

状态检修需要科学的管理来支撑。继电保护装置在电力系统中通常是处于静态的，但在电力系统中，需要了解的恰巧是继电保护装置在电力系统故障时是否能快速准确地动作，即要把握继电保护装置动态的“状态”。因此，根据对继电保护装置静态特性的认识，对其动态特性进行判断显然是不合适的。因此，通过模拟继电保护装置在电力事故和异常情况下感受的参数，使继电保护装置启动和动作，检查继电保护装置应具有的逻辑功能和动作特性，从而了解和把握继电保护装置状况，这种继电保护装置的检验，对于电力系统是很有必要的和必须的。要搞好继电保护设备状态检修，建立每套保护装置的“设备变更记录”是非常重要的基础技术管理工作。“设备变更记录”应详细记载设备从投运到报废的整个使用过程中设备软、硬件发生的变化，包括软件的版本升级、硬件插件的更换、二次回路的变更、反事故措施的执行情况及检验数据的变化情况。这样的“设备变更记录”实际上就是保护装置所有检修记录的摘要和缩影。因此可以作为设备状态评估的依据。

4.3 开展继电保护装置的定期检验

实行状态检验以后，为了确保继电保护和自动装置的安全运行，要加强定期测试，所有集成、微机和晶体管保护最好每半年进行一次定期测试，测试项目包括：微机保护要打印采样报告、定值报告、零漂值，并要对报告进行综合分析，做出结论；晶体管保护要测试电源和逻辑工作点电位，发现问题及时处理。特别注意是状态检修不宜一步到位，应采取循序渐进的方法逐步实行并将二次设备的定期检验年限适当放长。

4.4 状态检修的经济性要求

依靠技术经济分析进行决策是状态检修的一个重要特点。有针对性地按项目和诊断结果的检修取代了以往的带有盲目性的强制计划检修，其结果是减少了不足维修带来的强迫停运损失和事故维修损失，减少了过剩维修，提高了维修工作的效率，增加了设备可用率，节约了大量检修费用。在状态检修的实践中，经济效益是技术应用的前提，技术手段是解决问题的主要方法。

4.5 努力提高检修人员技术素质

状态检修对检修人员技术素质的要求主要体现在掌握状态监测和故障分析的手段，能综合评价设备的健康状态，参与检修决策，能制定优化检修计划和检修工艺；有丰富的检修经验和高超的检修技术等方面。高素质检修人员是状态检修能否取得成功的关键。

5 电力系统继电保护技术的现状与发展

目前微机继电保护的智能化仅限于计算机硬件系统的自检，直流控制回路断线检测报警，保护四边型特性负荷边的自动调整，通过人机对话自动调整故障测距的算法以提高故障测距的精度等初步智能。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决常规方法难以解决的问题。

总体来说，综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则，改变了常规保护装置不能与调度（控制）中心通信的缺陷，给变电所自动化赋予了更新的含义和内容，代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学 技术的发展，功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统，必将在我国电网建设中不断涌现，把电网的安全、稳定和经济运行提高到一个新的水平。

参考文献：

机电一体化目前状况例10

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.140

0 引言

近年来，随着检测、诊断等新技术的不断发展，电力设备状态检修取得很大的进步，根据科学技术提供的设备绝缘性和状况，确定设备的检修情况，有修必修，因此状态检修也被称为主动检修，这种检修可以减少设备在检修过程的工作量还提高检修质量和效果，减少对设备的检修次数和提高用电的可靠性，在掌握设备正常运行的基础上，判断设备的损坏情况，实施适当的检修。传统的检修体制主要是事后维修和定期维修，相关部门根据具体的规程进行定期维修，不管设备的运行情况和质量好坏，一律做到到期必修的情况，定期检修对正常运行的设备维护存在一定的缺陷，不仅无法提高设备的运行率，还会造成人力物力的浪费，容易造成好的设备维修坏的情况，因此，为适应电力体制的不断改革，传统定期维修制度无法满足新型技术的发展需求，这就要求企业探索新的设备检修技术，为设备的检修模式提供新的技术支持。

1 变电设备的状态监测

我国电力设备较为可靠的检修方式主要分为故障检修、计划检修和状态检修三种，我国目前采用较多的为状态检修，根据具体情况进行分析，在新建项目中首先引进状态检修，将检测盒诊断设备纳入规划中；而对于已经出现故障的地区采用昂贵的检测诊断系统，以科学的技术延长定期检修的时间。状态检修采用先进的状态检测盒分析诊断技术提供设备的状态情况信息，根据设备维修前的使用寿、命断定设备的异常情况，根据设备的使用情况制定检修计划，因此状态检修不仅能避免定期检修带来的直接或间接损失，还可以提高设备的安全可靠性。

变电设备的状态检测主要包括在线监测、离线监测和定期点检，在线监测主要通过变电所的分散控制系统、数字采集系统等系统在线进行监测和现实变电设备的各种状态情况；离线监测采用便携式检测仪、超声波检漏仪等设备进行不定期监测；定点解体点检是在设备的停运期间对设备解体判断设备可能发生的异常情况。在设备故障诊断过程中，根据实际情况采用的较为普遍的方法是振动诊断法，该方法主要是设备的机械状态的检测和故障诊断，根据对振动信号的测量处理识别不同的结果，在不停机的情况下，了解机器故障的原因，并通过振动反应出来。

2 状态检修的技术和应用

2.1 状态检修的主要技术

状态检修的主要技术中可靠性评估成为状态检修的重要组成部分，可靠性评估采用统计方法对产品的可靠性和寿命模型的性能指标做出估计的主要过程。常见的设备检修技术为传感技术、抗干扰技术和寿命估计，先进的传感技术是实现提前预测维修的重要方法，是故障诊断技术能否获取更多有用信息的基础；抗干扰技术由于大量微电子在电器设备中的广泛应用，电器设备对电磁干扰越来越多，为确保监测信号的准确性，必须在状态检测过程中采用抗干扰措施；对设备寿命的估计是电气设备更新的主要依据，利用概率的相关知识，得到设备的剩余寿命，进而制定相关的检修计划。

2.2 状态检修技术的应用

变电设备的状态检修主要应用于变压器、断路器和隔离开关等，变压器的状态检测主要包括油中气体测量和分析局部放电测量等，通过气体分析法、局部分析法和频率响应分析法进行分析，气体分析法根据设备内部不同故障产生的不同气体分析油中气体成本达到绝缘的目的，局部放电发通过局部放电达到绝缘老化部位的目的，频率响应分析法是用于检测变压器有无变形的主要方法，通过细微变化大东啊检测变压器的状态的目的；断路器常见故障主要是断路器拒动、误动和断路器严重过热等问题，出现断路器拒动主要是二次接线错误、操作不当或电池容量不足等原因造成；隔离开关主要有隔离开关接触面过热和接触不良两种故障，隔离开关接触过热时由于隔离开关本身的特点和局限，活动接触较多容易发生不良现象，隔离开关过热部位主要在接线座和触头；造成接触不良的主要原因是制造工艺或安装调试不当，造成接线座和触头接触不良，当刀闸进行大修时会发生接线座与触头螺母松动情况，也是隔离开关接触不良的主要原因。

3 国内电力部门状态检修的现状

3.1 我国电力状态检修情况

目前我国的在线和离线检测技术存在缺陷，当在线检测的传感器受到雷电冲击后，常发生传感器技术的曲线变坏甚至受损情况，特别是在高寒地区，还需要更进一步研究传感器和整个检测装置的稳定可靠性；我国的开关设备除了简单的日常维修外，不会进行停电检修，对于普通油断路器，多会在开关操作部分出现机构渗油或机构转换开关不到位的情况，目前的油断路器大部分采用真空开关，很大程度改善了开关的运行情况；变压器检修可以同各国对变压器接地电流进行在线检测，但无法对变压器中含水量等的在线检测，因此仍然以时间点控制检测周期；普通避雷器由于通流流量小，密封性差，应推荐使用带有测试泄露电流的放电技术器，该装置可以在4年之内不维护；电力行业的特殊性要求在出现故障时考虑定期检测的不规范，但状态检测技术不完善，导致状态检修技术在推广和发展方面还需要进一步研究。

3.2 发展情况

电力设备状态检修随着科技的不断发展，多功能和多状态的在线检测系统得到较快发展，在线状态检测系统可以解决日常数据中遇到的难题，为进一步完善状态检修技术提供技术支持，而高度信息化管理模式成为设备维护的重要发展趋势，是提高可靠性的重要环节。

4 结束语

随着科技的不断发展，传统定期检修无法满足新形势发展的需求，以设备状态为基础的状态检修及时成为科学发展的必然趋势，随着在线检测技术的快速发展，变电设备成为一种必要的技术手段，为进一步研究设备的检修管理提供发展方向。

参考文献：