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电气设备在线监测与故障诊断(开题报告)


东北大学继续教育学院

毕业设计(论文)开题报告
设计(论文)题目:

电气设备在线监测与故障诊断

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指导教师:

1.课题主要研究内容;
随着社会和经济的发展, 电力系统在国民经济中的地位日趋重要,因此对电 力系统安全可靠性提出了更高的要求,同时,电力系统的改革也促使各个电力运 营商在满足质量要求的情况下追求以最低的成本实现最终的目标, 而其中重要的 举措之一就是采取科学的监测和故障诊断手段对电气设备进行检修, 从而能够提 早发现设备隐患,提高设备的可靠性,降低运行和维修的成本。设备的检修体制 大致经历了事后维修、预防性定期检修、状态检修的方式,而我国电力系统当前 对电气设备所采取的维修方式为事后维修和预防性定期检修的方式。 早期所采用 的事后维修方式,是当电气设备发生故障时才进行的维修,此时事故已经造成, 所承受的经济损失也是最大的。 在现代设备管理要求下,事后维修仅用于对生产 影响极小的非重点设备、有冗余配置的设备或采用其他检修方式不经济的设备。 预防性定期检修是以时间为基础的预防检修方式,在电厂通常分为大修、小修, 这种检修方式不管被检修的电气设备状态如何,一律到期必修。长期以来,对我 国电力系统安全运行起到了很大的作用,但随着电力系统向高电压,大容量,互 联网发展,以及用电部门要求的提高,这种传统的方法己越来越不适用,主要表 现在需要停电进行试验, 而很多重要电力设备轻易不能退出运行停电后设备状态 如工作电压,温度等和运行中不一致,影响判断准确性受检修周期的限制,检修 往往不能恰到好处,对在两次检修期间发生的事故没有好的解决方法。 第一章 电气设备现状调研 1.1 短路故障 1.2 放电故障 1.3 绝缘故障 第二章 电气设备在线监测与故障诊断内容 2.1 电气设备在线监测与故障诊断的方法

2.2 在线监测与故障诊断的基本原则 2.3 在线监测与故障诊断步骤 2.3.1 故障判断的步骤 2.3.2 有无异常的判断 2.3.3 故障严重性判断 2.3.4 故障类型的判断 第三章 电气设备检修措施 3.1 加强继电保护 3.2 降低设备缺陷率 3.3 完成绝缘改造 3.4 减少短路几率 总结

2.课题的研究意义、国内外现状;
本文在分析现代电力系统设备检修体制的基础上,论述了电气设备实行状态 监测必要性和可能性,并以高压断路器为研究对象。高压断路器是电力系统中重 要的电气设备,在电网中起到控制和保护作用,因此确保断路器的可靠性运行极 为重要。 目前实行的定期检修制度盲目性大,并且容易引入新的故障隐患,降低设 备的可靠性。因此必须对高压断路器状态实行在线监测,实时监测断路器的运行 状态,并为设备的状态检修提供依据,具备现实意义。 国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究,始于 60 年代,各个发达 国家都很重视。美国是开发设备诊断技术最早的国家。1967 年 4 月,由美国宇 航局创导,美海军研究室主持下,成立了美国机械故障预防小组。1976 年美国 西屋公司即开发以计算机为基础地发电厂设备诊断系统,80 年代向电力部门展 示了一套以微处理器为基础地发电机诊断系统。 欧洲一些工业国家的设备诊断技

术研究和开发都有了进展, 而且各具自己地专长领域和特色。如丹麦公司的声学 与振动检测和诊断技术, 瑞典的公司红外测温技术,其红外热像仪广泛地用于电 力部门带电部件及输电线测温, 瑞典妙仪表公司轴承监测技术等。国际大电网会 议于 1990 年发表了关于电气设备绝缘诊断技术的综述性报告,对这一领域截止 80 年代末的研究成果作了系统的总结。我国设备诊断技术的研究开发是从 70 年 代末期开始,从 80 年代开始,国内大专院校,科研所等开展了电力设备诊断技 术的开发,研制并取得了一批成果。北京电力科学研究所、清华大学、陡河电厂 联合开发了大型汽轮发电机振动监测和故障诊断系统, 华中理工大学开发地汽轮 发电机组地寿命管理和故障诊断专家系统, 可以诊断机组各类原因的振动故障华 北电力科学院利用美国公司电动机诊断软件开发了电动机诊断专家系统, 在电厂 实测台电动机, 准确度高东北电力科学研究院研制成功变压器油色谱在线监测装 置, 武汉高压研究所研制成功变压器局部放电诊断装置,都获得广泛运用红外线 监测技术在全国电力系统获得了广泛运用。另外,人工智能诊断技术也正逐步运 用于电力设备的故障诊断。 国内外的应用实践证明,状态监测与故障诊断系统能 实时掌握电气设备的运行状况、电气参数的特性,减少突发性故障的发生,提高 设备的安全可靠性和运行效益, 降低设备强迫停运率、 维修成本和寿命周期费用, 延长设备的使用寿命, 从而增加电力系统的经济效益。但是由于状态监测与故障 诊断技术的难度,不论是国内还是国外,除个别项目外,大都还不成熟,仍处于 研究发展阶段。

3.课题难点和拟解决的关键问题;拟采取的研究方法及其可行 性等;
现代测试技术是以信号采集、信号传输、信号处理为主干,传感是测量与检 测的第一步。随着科技的发展,新的测量传感技术在电力设备监测中有了更为广 泛的应用,由此发展的光纤传感技术、噪声监测技术、红外测温技术、声发射技

术,无损探伤技术等拓宽了传统的电力设备的测量范围,提高了测量的准确性,使 电力设备监测与诊断技术得到了重要发展。然而,对于这一技术而言,其具备着 一定的复杂性,因此,对其进行研究,具备一定的困难。 本文拟解决的关键问题, 主要是嵌入式系统的在线监测和故障判断,希望能 够对现实有所裨益。 在合理的情况下,本文运用理论分析法、文献分析法、归纳整理法等对本文 进行研究。首先,运用文献分析法,查阅了大量关于电力设备检测与维修方面的 理论内容, 掌握了在现代社会背景下,合理的对电力设备检测与维修问题进行研 究的相关方法,着力提升了本文的深度性。其次,运用归纳整理法,在查阅了相 关人士对电力设备检测与维修问题进行研究的文献、期刊的基础上,通过归纳整 理法,重点对参考文献进行了全面的分析、整理,这也就使得本文更具理论性。 最后,运用理论分析法,在理论的基础上使本文研究具备理论依据。 本文研究可行性如下:学校图书馆库藏丰富,还购买了中国期刊全文数据库 (CJD)、 中国优秀博/硕士论文全文数据库(CDMD)、 中国会议论文数据库、 InfoTrac OneFile 全文期刊数据库等中英文数据库,这些都为本研究开展提供了便利条 件。在资料准备阶段,我利用学校为我们提供的便利条件,在知网上搜索了与电 力设备检测与维修相关的期刊论文,学位论文,以及几篇外文资料,并在读书馆 借阅了与电力设备检测与维修相关的著作。有了这些资料的储备,我能更好的学 习借鉴别人的优秀研究成果,拓宽自己的研究思路。

4.参考文献:
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