新技术在电机设备状态检修中的应用探讨

张云虎（湛江中粤能源有限公司，广东湛江　524099）



新技术在电机设备状态检修中的应用探讨

张云虎
（湛江中粤能源有限公司，广东湛江524099）

摘要：目前，电力行业的电机设备类型繁多复杂，电机状态检修已成为企业或电厂日常设备管理工作之一。对电机设备状态检修概况及其意义进行简要分析，探讨新技术在电机设备状态检修中的应用，从而降低电机设备的故障隐患和提高电机设备管理水平。关键词：新技术；电机设备；状态检修；实际应用

电力的广泛应用和电机设备被普遍应用于能量转换和驱动设备，使得设备状态在长周期持续运行的过程中会出现或多或少的问题，对电机设备状态进行检修是保证发电机、变压器、高低压电机等电气设备正常高效工作的必要举措，对于上述设备发生的故障隐患进行及时维修与处理，需要较为科学的新技术，由于上述电机设备越来越大型化、精密化、自动化和技术密集化，因此，对其状态检修需要先进的新技术进行辅助，例如红外线成像仪、紫外线成像、超声波流量仪、声像探测仪和频谱分析仪等新技术已被应用于对电机设备状态检修精密点检工作中，对其应用进行探讨具有重要意义。

1　新技术在电机设备状态进行检修的意义探讨

对电机设备进行状态检修是主要诊断设备早期缺陷和判断故障发展劣化程度为宗旨，从而达到故障分析与排除、隐患检测、保持电机设备设计性能、提高电机设备综合效率、进行电气检修与测评、延长电机设备的使用寿命、降低其故障发生率等目的。对电机设备状态进行检修具有重要的意义，其主要表现在以下几个方面：（1）对电机设备的运行作科学有效的监控与诊断，避免了电机设备在运行过程中存在盲区和死区；（2）新技术的应用，缩短了对设备检修的周期，以最快的速度解决了设备所存在的问题，避免了问题积压的状况出现；（3）有效的避免了维修不足或不彻底的状况出现，降低了故障发生机率，减少了维修次数，避免了过度维修而出现的各种并发症；（4）有效的节约了检修成本，降低了资金浪费[1]。

新技术对电机设备状态的检修经过了较长时间的发展，状态检修已逐渐深入电力系统的供电、输电和发电各个环节。目前，对电机设备的检修已属于一项较为复杂的工程，在西方某些发达的国家，早已采用状态维修制度，对电机设备进行状态检修。这既是检修技术发展的进步，也是顺应电力行业电机设备检修发展的必然趋势。而目前，我国正加大了新技术的投入，现在正由定期预防维修制度逐步向状态维修（预知维修）制度过渡。新技术在应用过程中遵循了以下几方面的原则：①早期预防检修为主，定期检修为辅；②根据电机设备的具体运行状态，对其故障作针对性的数据分析和诊断，严格避免盲区和死区；③加入了微电子和信息化技术的投放，运用了可视化和智能化的检测手段，对其故障和存在的隐患进行了实时监控、记录与分析；④对于电机设备所出现的每一次故障和对其进行的每一次维修，系统都会有相应的存储、发生时间、故障原因、解决方案、机器运行率等的备案过程，方便了管理人员和检修人员的二次维护。

2　传统检修所存在的问题分析

传统检修在很大程度上也曾缓解了电机设备的故障压力，满足了电机设备在电力运行过程中的健康发展，但是由于经济和科技的快速发展，仅仅只是健康的运转已不能满足时代发展和行业发展的需要。传统检修方式的弊端日益显现，其仅仅局限于运行规范、定期检修、与故障抢修等，已使电机设备呈现疲态、维修过剩、资源浪费等。其问题主要表现在以下几个方面。

（1）对于新购置的优良电机设备，因潜在的故障未对其进行深入分析，而直接盲目维修，使维修改变了其原始状态。最终造成电机设备在运行时达不到出厂时的设计性能要求，增加了设备在日后所出现的故障发生率，促使其隐患故障的增加。

（2）许多呈现疲态的电机设备，在检修过程中，常常被迫中途停机，而中途停机进行检修会致使电力供应减负荷或突然中断，各设备间的零部件和定转子线圈会被硬性的停止运行，从而增加启停次数，加大了损耗，降低了设备使用寿命，必然增加运营成本。目前，由于故障而中途被迫退出运行系统的状况在电力企业或工厂出现的概率大约为60%，且设备停运时间无法掌握、具有较大的突发性[2]。

（3）传统检修带来了设备综合运行成本的极大浪费，增加了电机的运行和管理成本，存在过维修现象，维修费用高，综合效率低下，当然也会发生欠维修[3]。最终使电力企业在其行业竞争中处于劣势，直接影响企业的经济效益。

深化检修制度改革，从经济效益的角度出发，积极以新的技术对电机设备状态进行维修，已是行业发展的必然趋势，对其状态做科学监测、对其故障作有效诊断、对其检修费用作最大限度的压缩等，必须通过新技术应支撑应用，问题才能得到根本解决。

3　新技术在电机设备状态检修中的应用探讨

3.1对发电机、变压器的检修应用

状态检修（CBM）也常被称作预知维修（PM），是以设备状态为基础的维修，采用这种维修方式不仅要有多种管理理论为指导，而且要求可靠的监测和诊断技术手段为后盾[3]。如何获取设备运行的特征量，并结合设备的历史运行状况和检修情况以及现在的运行状态，随着社会经济新常态和节能减排新形势的不断强制要求，使得电力企业电机设备运行面临严峻的形势。发电机、变压器作为使用最广泛的电机设备，对其状态检修逐渐被提上日程，成为国家电网、电力企业科学发展与时俱进的关键之举，推动了电力企业经济的发展与“十二五”蓝天工程的进展。

发电机和变压器是大型、精密且自动化管理的机电设备，是用来完成整个电力生产、输送的的关键机器。它们实现了发电、电压转换、电网负荷调节等重要工作任务，因此，从停电对设备健康状态进行诊断到不停电设备健康状态进行实时或定时诊断、评估和剩余寿命预测这项技术上的变革，是对发电机和变压器状态检修的一种崭新突破。对它们的检修内容主要是针对其关键部位、关键设备的运行数据、隐患因素、指标分析消缺等。综合考虑其外界可能诱发其故障发生的因素，新技术的应用能够有效对上述问题进行一一解决，其具体技术如下。

（1）红外线热成像仪。红外线热成像仪技术主要应用于发电机和变压器的运行过程中的温升监测，设备运行中可以对其热成像直观检测，从而判断其温升状态是否为最超限。若是对正在运行的发电机和变压器进行监测，则红外线热像仪主要作用于发电机的外部冷却水回路、出口母线及接地连接、本体外壳、滑环碳刷等，对这些检测具有极大的效果。红外线热成像仪也应用于发电机的定子铁损试验和发电机转子护环的拆装工作中，使用简单方便，有效的避免的检修试验工作的盲区和死区，红外线热成像仪此时发挥了其巨大的检修威力。

（2）紫外线成像仪。主要应用于发电机端部绕组电晕起晕试验，电力线路、绝缘子、互感器瓷瓶等高压设备表面电晕的监测、发展趋势判断、分析，防止隐患从电晕向闪络、电弧故障方面发展。与红外线成像仪结合使用，能早期的发现设备绝缘隐患，提高设备状态分析水平。

（3）超声波流量探测仪[4]。此技术通常用于发电机的停机检修中，其主要是在线测量发电机定子进（出）水总管、引线水管的流量大小，通过其大流量值对比判定电机电子线棒的合格流量范围，从而根据其流量大小作冷却水系统的改酸洗或管径变更。冷却水管技系统也是常见于对电机设备作降换热的重要措施之一。这一技术的运用可以直接降低电机设备运行时带来的的内部最高温度，从而减少内外温差，防止其因过热而带来的发电机效率降低、绝缘过热损坏等情况。

（4）声像探测器。声像探测器技术主要被用于发电机的在运行过程中，对其声音的判断。其主要将发电机的声音在计算机终端显示屏上以可视化的波浪声线来呈现，通过波浪声线的弯曲程度，判断发电机的声音，对其运行状态作科学分析和判断。其主要原理是：波浪声线起伏大，说明发电机处于较为疲劳的状态，继续运行下去，有可能会发生故障致使发电中断；反之，发电机运行状态良好。

（5）频谱分析仪。频谱分析仪主要包括频谱数采仪和分析软件及其软件加密系统，主要针对运转设备的轴承、基座进行频谱的采集，并自动进行快速傅里叶变换(FFT)得到图形图像输出在显示屏，通过自带分析软件，将被测量电机轴承、定转子电气及机械等技术参数输入分析仪，分析仪将测量频谱、时域波形对照软件已有的对应参数标准进行比较，给出一个故障判断分析结论，例如是轴承内外圈故障、不对中或者水泵共振、流道频率干扰等等，由于设备每一部件、不同转速、每一种故障因素都对应固有的故障频率，所以频谱分析仪能最早发现设备潜在隐患，并通过长期测量监测对比，能有效判断故障的发展趋势，从而提出最优检修周期及检修部位，大大降低运营成本[5]。

3.2新技术在电机设备状态检修中的应用注意事项

对于上述技术在电机设备状态检修中的应用，需要注意以下问题：（1）状态监测一般在发电机、高压电机转子高速转动情况下，应严格避免与设备转动部分接触，防止绞伤；（2）在特殊情况下需要在转动着的发电机转子回路上工作时，必须先切断励磁回路，投入自动灭磁装置；（3）在测量发电机、变压器、高低压套管及接线、中心点变等设备温度、声音时，应按电压等级与设备保持足够的安全距离[6]；（4）做好巡检记录，记录包括设备名称编号、检测项目、方法、检测数据、日期、环境温度与设备温度等，并要求检测人员签名；（5）应用新技术进行监测、巡检、试验，所积累是数据都应分析、存档，并将逐次数据对比分析，判断发展趋势，确定检修计划，并将检修解体结果与检测数据结论对比验证，进行PDCA循环闭环管理检测数据。，

4　结束语

综上所述，新技术的大力推广与使用，对电机设备状态的检修具有重大意义，既解决了传统检修所存在的种种问题和矛盾，又大大提高了电机设备的运行效率，且降低了电机设备故障发生率和检修次数，在一定程度上维护了电机设备的运行状态。因此，必须加大新技术在电机设备状态检修中的应用，积极的在长期不断实践过程中进行研究与总结，将更好的技术与防范措施应用其中，推动电力企业的发展，为国民经济的增长作出最大的努力和贡献。

参考文献：

［1］中国电机工程学会高压专委会高压测试及设备学组电系统状态检修技术研讨会议于长沙召开［J］.高电压技术，2015，37（12）：2989-2990.

［2］苏鹏声，王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析［J］.电力系统自动化，2013，27（1）：61-65，82.

［3］倪瑞龙，梅挺毅.发电设备点检定修管理（DL/ Z870-2004《火力发电企业设备点检定修管理导则》培训教材）［Z］.中国电力出版社，ISBN 7-5083-2457-9.

［4］汲国强，吴文传，张伯明，等.一种适用于状态检修的电力设备时变停运模型［J］.中国电机工程学报，2014（25）：139-146.

［5］李明，韩学山，杨明，等.电网状态检修概念与理论基础研究［J］.中国电机工程学报，2014，31（34）：43-52.

［6］陈胜利，王进都.电机设备的状态检修［J］.内蒙古电力技术，2014，22（5）：26-29.

(编辑：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

作者简介：张云虎，男，1974年生，湖北钟祥人，大学本科，助理工程师。研究领域：电机检修、精密点检及设备管理。已发表论文1篇。

收稿日期：2015－05－18

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

中图分类号：TM762

文献标识码：A

文章编号：1009－9492 ( 2015 ) 11－0166－03