電氣設備狀態(tài)檢測的意義與環(huán)節論文
冶金行業(yè)為各行各業(yè)的發(fā)展提供原材料，其行業(yè)本身具有技術(shù)性高、工藝復雜的特點(diǎn)，其對于控制系統的各項性能（系統的響應速度、設備可靠性等）也有較高的要求。包括檢測技術(shù)、控制技術(shù)、執行機構技術(shù)以及系統技術(shù)的產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是冶金工業(yè)自動(dòng)化系統的基礎，其應用狀況直接體現了冶金工業(yè)自動(dòng)化系統所達到的水平。
一、冶金行業(yè)的特點(diǎn)分析
冶金行業(yè)與其它以電氣及自動(dòng)化產(chǎn)品為基礎的行業(yè)相比較，其技術(shù)要求更高，具體表現在其對產(chǎn)品可靠性、耐污染性、耐高溫性、抗干擾性、控制精度等方面都有較高的要求。首先，從產(chǎn)品可靠性要求的角度來(lái)看，冶金行業(yè)比其他行業(yè)的要求更高。例如在冷軋帶鋼的傳動(dòng)控制系統中，一旦設備出現問(wèn)題將會(huì )造成重大的財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。對于熱軋高爐等重要部位，一旦出現事故就有可能造成鐵水溢流，煤氣泄漏等惡性事故。其次，由于鋼鐵企業(yè)粉塵較多，并且多是一些導電性粉塵，同時(shí)現場(chǎng)溫度極高，因此對于電氣及自動(dòng)化產(chǎn)品的耐污染性及耐高溫性要求較高。第三，對于電氣及自動(dòng)化產(chǎn)品要求具有很高的抗干擾性及抗振性，特別是在大型軋鋼系統及電爐的場(chǎng)合，電氣傳動(dòng)設備本身就會(huì )在供電系統內部產(chǎn)生大量的諧波，這些諧波將有可能造成控制設備不能正常運行。第四，鋼鐵企業(yè)的傳動(dòng)系統經(jīng)常是一些特大容量的設備，并且要求極短的控制響應時(shí)間及極高的控制精度。例如1400mm可逆式冷軋雙機的電機容量要在1.5萬(wàn)kW左右，5500m3高爐電動(dòng)鼓風(fēng)機的容量在5.7萬(wàn)kW左右,2250mm的熱軋帶鋼主軋機電機容量要在1萬(wàn)kW左右。
二、電氣設備狀態(tài)檢測的意義
狀態(tài)檢測可定義為一種檢測機器運行特性的技術(shù)或過(guò)程，通過(guò)提取故障特征信號（故障先兆），被檢測特性的變化或趨勢可用于在嚴重故障發(fā)生前預知維護需要，或者評估機器的“健康”狀況。狀態(tài)檢測利用了整個(gè)設備或者設備的某些重要部件的壽命特征，開(kāi)發(fā)應用一些具有特殊用途的設備，并通過(guò)數據采集以及數據分析來(lái)預測設備狀態(tài)發(fā)展的趨勢。電氣設備狀態(tài)檢測及故障診斷在冶金行業(yè)得到了廣泛的應用，有效地進(jìn)行設備檢測和故障診斷，可減少設備事故率75％，降低設備維修費用25％～50％。此外，檢測與診斷系統還可以使設備避免事故，從而帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟收益。
三、狀態(tài)檢測與故障診斷系統的基本環(huán)節
(一)信號采集
設備在線(xiàn)檢測系統是指在設備使用期內連續不斷檢查和判斷設備狀態(tài)，預測設備狀態(tài)發(fā)展趨勢的系統。通常通過(guò)設備運行狀態(tài)量反映設備運行情況，首先獲取診斷對象的狀態(tài)信息，采集電力設備的電壓、電流、頻率、局部放電量以及磁力線(xiàn)密度等信號(包括正常信號和異常信號)。
(二)數據傳送
信號處理系統通常距檢測設備較遠，因為在傳輸過(guò)程中易受干擾、易損失及相移難以一致(受環(huán)境因素影響較大)，故需先作模數轉換、預處理和壓縮打包，再經(jīng)路徑傳輸到處理控制中心。
(三)數據處理
對所采集到的數據進(jìn)行處理和分析，例如讀取特征值，作時(shí)域頻域分析、平均處理等，為診斷提供有效的數據。
(四)故障診斷
對處理后數據及歷史數據、判據、規程以及運行經(jīng)驗等進(jìn)行分析比較，對設備的狀態(tài)及故障部位作出判斷，為采取進(jìn)一步措施提供依據，必要時(shí)提供預警。
四、在線(xiàn)狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)
在線(xiàn)狀態(tài)檢測及故障診斷系統，是指利用現代傳感器技電氣設備狀態(tài)檢測技術(shù)在冶金工業(yè)的應用分析山東陽(yáng)谷景陽(yáng)岡冷軋薄板有限公司 周兆科術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)以及各領(lǐng)域技術(shù)，綜合構成的輔助運行系統。電氣設備在線(xiàn)狀態(tài)檢測與診斷包括以下基本過(guò)程：信號檢測、數據采集、數據處理、診斷。檢測與診斷步驟如下：通過(guò)各種傳感器(如光、電、溫度、振動(dòng)、流量、化學(xué)等)檢測出設備的狀態(tài)信號，并使其可被傳輸，轉換，采集，處理。然后由數據采集單元采集并存儲于存儲器中。傳送載體可以是電纜或光纜，為了提高其抗干擾能力，多采用光纜或數字信號傳輸。數據采集可以采用三種方式：采集信號波形、采集信號峰值或記錄峰值超過(guò)閥值的脈沖。進(jìn)行數據處理時(shí)，主要為抑制干擾，保留或增強有用信號，提煉信號特征。依據所得的特征信號，采用各種診斷方法，如模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、專(zhuān)家系統等得出診斷結果。電氣設備在線(xiàn)檢測與診斷依靠的主要技術(shù)有傳感器技術(shù)、數據處理和分析以及網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)。
�。ㄒ唬┫冗M(jìn)的'傳感器技術(shù)是實(shí)現在線(xiàn)檢測的重要手段，設備的故障診斷依靠傳感器獲取的盡可能多的準確的狀態(tài)量數據。為滿(mǎn)足在線(xiàn)檢測的要求，傳感器技術(shù)在不斷進(jìn)行改進(jìn)，如光傳感器、氣體傳感器以及溫度傳感器等，他們都可以準確地測量電氣設備的狀態(tài)量，并將它轉化成相應的數字信號進(jìn)行傳輸。為了對輸變電設備絕緣子的鹽密進(jìn)行在線(xiàn)檢測，相關(guān)研究人員已經(jīng)提出用光傳感器來(lái)對絕緣子的污穢程度進(jìn)行檢測，盡管現在并未得到大范圍推廣，但對電力系統現行的等值鹽密檢測方法卻是一種突破。
�。ǘ⿲Σ杉綌祿M(jìn)行處理和分析，是在線(xiàn)檢測的又一關(guān)鍵步驟。信號的處理和分析是要從現場(chǎng)采集到的大量在噪聲背景下的信息對有用的信息量進(jìn)行提取，通過(guò)對這些信息量與注意值的分析，從而判斷設備是否趨向故障或是已處在故障狀態(tài)，根據需要確定是否退出運行。從運行中的電氣設備提取信號，不可避免地會(huì )受到現場(chǎng)噪聲環(huán)境的影響。為了消除噪聲的影響，除了應用硬件濾波，往往還需要運用許多數字濾波技術(shù)，比如目前常用的小波變換濾波技術(shù)，它可以有效消除穩態(tài)干擾信號，把有用信號提取出來(lái)進(jìn)行分析。隨著(zhù)新技術(shù)的不斷出現，更加有效的數據處理技術(shù)必將推陳出新。在對故障的分類(lèi)方面，大多數的處理思路是尋找某一個(gè)或一些特征量來(lái)進(jìn)行模式識別。
�。ㄈ╇娏υO備在線(xiàn)檢測技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了單片機檢測到基于DSP技術(shù)的檢測，再到基于計算機技術(shù)的檢測系統階段，而基于新型總線(xiàn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的綜合檢測系統也正在被越來(lái)越多的學(xué)者認可。目前在線(xiàn)檢測的形式多種多樣，有集中性在線(xiàn)檢測系統，也有分散性在線(xiàn)檢測裝置；在線(xiàn)檢測可以在設備終端進(jìn)行信號處理后進(jìn)行傳輸，也可將數據傳輸到服務(wù)器后對其集中處理。
五、結語(yǔ)
冶金行業(yè)具有工藝復雜，技術(shù)要求高的特點(diǎn)，對電氣及自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品的要求也頗高。電氣自動(dòng)化技術(shù)的功能與性能日新月異為冶金行業(yè)新工藝的發(fā)展提供了全新的選擇，發(fā)展在線(xiàn)狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)，不僅是狀態(tài)檢修的需要，也是工業(yè)發(fā)展的要求。
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