電氣設備狀態監測與故障診斷技術運用

張建勛

（河南中煙工業有限責任公司漯河卷煙廠，河南 漯河 462000）

我國煙草行業從意大利G.D公司進口GD包裝設備，雖然在實際應用中不管是生產速度還是作業率都非常高，但是，依然存在一些局部控制問題。尤其是其中的電控柜緊急開關Q2跳閘問題。對于這方面問題的出現存在很多原因，因為Q2跳閘排除涉及范圍比較廣，因此，整體的維修時間較長。如此一來，不僅設備維修時間增加，人力資源消耗增加，包裝設備作業率受到影響，整體勞動強度上升。正因如此，必須對電氣設備狀態監測與故障診斷展開研究，有效改善這方面不足。

1 電氣設備狀態監測與故障診斷重要性分析

電氣設備狀態監測與故障診斷技術重要性主要體現在兩方面。

1.1 保障包裝機組電力系統正常運行

包裝機組正常運行關系到煙草行業包裝生產效率、電氣設備監測以及故障診斷，有效維護電力系統運行安全，提高電力系統運行穩定性，掌握設備狀態情況與使用壽命。如果包裝機組運行期間，存在隱藏故障檢查不及時或者不到位，運行效率明顯下降，引發一系列后續問題。電氣設備狀態監測與故障診斷，能夠隨時了解設備運行情況，及時發現設備故障，并且第一時間對故障進行處理，保證包裝機組的設備運行正常。

1.2 減少包裝機組設備維修成本

包裝機組設備狀態檢修與故障診斷技術的應用，加快設備故障診斷速度，減少隱形故障對設備運行帶來的影響，提高設備安全性的同時，有效節省部分設備維修成本。當前，市場競爭激烈，為了進一步優化包裝機組設備檢修，必須做好電氣設備狀態監測與故障診斷，有效減少企業成本，提高企業的經濟效益。包裝機組設備運行中，保證狀態檢測及時，避免設備過度損壞，及時進行維修，縮短設備維修時間，節省更多人力、物力資源，保障煙草行業經濟效益。

2 電氣設備狀態監測與故障診斷應用

2.1 變壓器監測診斷

包裝機組運行需要變壓器的支持，變壓器運行以充油絕緣為主，當前，為了進一步優化變壓器性能，同樣還會應用環氧樹脂澆注絕緣。充油變壓器在進行絕緣診斷期間，故障診斷的主要方法為油中溶解氣體分析。不同形式下的變壓器絕緣，診斷手段以局部放電測量形式展開。局部放電診斷中，注意關注電回路變化，是否會產生電脈沖信號，觀察聲輻射以及電磁輻射等變化。結合變化情況及時進行實驗研究。關鍵點在于局部放電情況下所發出的聲輻射信號。局部放電故障診斷期間，在線檢測診斷，需要在接地線位置以及變壓器套管末端位置連接設置電流傳感器，及時對聲信號進行收集。隨后將收集到的信號傳輸至數據采集單元進行數字化處理，做好數據分析與數據存儲等工作。

在線檢測系統運行主要涉及電力變壓器、微計算機、光纖、超聲傳感器以及電流傳感器，同時，還包括數據采集單元、數據分析與控制單元。準確對變壓器放電量進行判斷，必須嚴格按照規定要求展開。診斷過程中因為無線電會造成一定的干擾，所以需要在安裝在線檢測裝置期間，盡量提高分辨率。繪制分布譜圖進行科學判斷，將譜圖信息轉變為指紋信息，以此對放電模式進行準確識別，并且確定故障的嚴重情況。準確對放電源進行定位，具體包括聲信號定位、電信號定位。其中，聲信號定位主要針對放電信號進行分組處理，根據電信號參考基準，對時差速度以及聲傳播速度等進行對比，及時編制方程式，隨即確定放電源具體位置。隨即進行延時分析，設雙曲面方程，根據計算數值準確診斷放電故障。電信號定位，則針對變壓器繞組過程中所出現的放電現象，主要通過繞組二端進行傳播。及時對繞組的中端與高端電信號進行采集，分析電信號的線性關系，由此與準確定位放電源位置。

2.2 電控柜緊急開關Q2跳閘診斷

電控柜緊急開關Q2跳閘診斷技術應用，需要提前對出現跳閘的原因展開分析。其一為防護監理失敗，具體包括2K20，3K20。防護罩所有常開觸點斷開，而串聯觸點不全是接通；防護罩所有串聯觸點接通，而常開觸點不全是斷開。有“SAFETY GUARD SET FAIL”類紅色信息輸出，并且K2線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。當CPU出問題時，輸出板無24V輸出，K1線圈失電，H2燈亮，K3線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。其二為CPU出問題（H2）-K1-K3-Q2，當CPU出問題時，輸出板無24V輸出，K1線圈失電，H2燈亮，K3線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。第三為零速度檢測，當變頻器故障或零速度檢測故障時，2K3、3K9的吸合信號不能輸入到輸入板，此時，K2線圈失電，Q2的線圈失電跳閘。第四為急停回路故障，當急停回路故障時：（1）K12線圈失電，Q2的線圈失電跳閘；（2）K12線圈電壓正常，但急停的另一路信號送不到輸入板，CPU停止K2線圈供電，Q2的線圈失電跳閘。第五為直流24V短路，直流24V出現短路時，Q2的線圈失電跳閘。針對以上問題，急需要設計一款穩定可靠、自動化程度高、免維護、能快速分析引起Q2開關跳閘的原因。

GD-Q2跳閘故障快速分析系統因其對Q2原因的快速判斷，極大地降低了維修時間。維修時間降低的同時，也提高了設備的有效作業率。帶來了豐厚的經濟效益。GD-Q2跳閘故障快速分析系統利用主電控柜安裝，安裝簡單、布局合理、維護方便。項目經濟性和實施的可行性上都較為理想。

電控柜緊急開關Q2跳閘診斷技術，主要涉及到PLC、觸摸屏、24V電源系統、I/O電纜等。通過控制部分、顯示部分、24V電源系統、現場安裝，準確診斷故障問題并且妥善解決。其中，控制部分屬于獨立安裝類型，是重要的監控裝置，有效監督電氣設備運行情況，并且不會對原設備造成影響，能夠單獨運行與控制。控制部分的主要控制元件為OMRON（可選）的產品。其采用可編程控制器，是自動化控制的重要機型，不僅運行速度比較快，工作穩定性好，并且控制功能完善，能夠自動、實時對電氣設備進行監測。如此不僅減少額外軟件環節，同時，在網絡服務基礎上維護維修更及時、到位，保證電氣設備的正常運行。GD-Q2跳閘故障快速分析系統利用主電控柜安裝，安裝簡單、布局合理、維護方便。控制系統是獨立安裝的，屬于監控裝置，不會影響原設備的正常運行。GD-Q2跳閘故障快速分析系統實現了故障快速判斷，故障點定位準確，顯示快捷直觀，提升了Q2故障點分析的自動化水平，降低了電氣維修人員的勞動強度，縮短了維修時間和因維修帶來的停機時間。針對不明原因的Q2跳閘問題，進行了解決，包裝機運行安全得到保障。

3 結語

綜上所述，電氣設備狀態監測以及故障診斷技術的應用，必須認識到故障診斷技術對電氣設備運行的重要性，同時，還要了解電氣設備狀態監測發展情況。通過對包裝機組中的變壓器以及電控柜緊急開關Q2跳閘故障診斷的研究，針對性地解決變壓器與電控柜緊急開關Q2跳閘故障。其中，變電器故障中，采用在線監測系統，有效對局部放電進行監測，觀察聲輻射以及電磁輻射等變化，科學避免變壓器故障。電控柜緊急開關Q2跳閘故障，根據GD-Q2跳閘故障快速分析系統，PLC、觸摸屏、24V電源系統、I/O電纜等模塊，改善跳閘故障，維護電氣設備正常運行，提高運行效益。