论石化行业电气设备状态监测与故障诊断

论石化行业电气设备状态监测与故障诊断

周永宏

四川石化有限责任公司 四川 成都市 611930

摘要：作为我国支柱产业之一，石化行业对国民经济发展影响深远。电气设备是石化行业生产过程中必不可少的组成，电气设备安全可靠且高效，可促成石化行业整体效率及效益提升。电气设备状态监测与故障诊断是保证石化行业电气设备安全可靠且高效率作业的关键，目前电气设备状态监测与故障诊断技术仍旧处于发展阶段。本文在比较状态检修、事后检修、预防性定期检修三种检修方式的基础上，对变压器、发电机状态监测与故障诊断进行讨论，旨在进一步提高石化行业电气设备状态监测与故障诊断水平。

关键词：石化行业：电气设备；状态检修；故障诊断

近年来，石化行业对电气设备的要求越来越高，比如要求电气设备必须具备更高的安全性、可靠性。伴随行业要求的提升，电气设备检修体系做出了相应改变与进化，状态检修成为石化行业电气设备的主要检修方式。通过状态监测与故障诊断，可及时发现石化行业电气设备存在的隐患或问题，并针对隐患或问题作出迅速处理，在降低电气设备运行维修成本的同时减少隐患或问题导致的生产问题，有效促成石化行业效益提升。虽然相较于传统检修方式，状态监测与故障诊断具有明显优势，但总的来讲，状态检修体系仍有有待进一步完善。基于此，下面围绕电气设备状态监测与故障展开讨论。

1. 状态检修与事后检修、预防性定期检修的比较与分析

   1. 事后检修

在最初，石化行业电气设备检修大都采用事后检修，即在事故已经发生、损失已经产生的情况下，对百分之百出现问题的电气设备进行检修。事后检修虽然具有检修目的性极强的优势，但在实践中，该检修方式的缺点十分突出。比如，事后检修无法对电气设备隐患及问题造成的经济损失进行有效控制、可能导致电气设备故障问题进一步扩大等等，都是十分显著的特点。目前，只有当石油行业某一电气设备为非重点设备且不适用其他检修方式时，才会采用事后检修这一检修方式。

1. 2. 预防性定期检修

预防性定期检修，即一到事先计划好的时间，不管石化行业电气设备是否可如常工作，皆对设备进行一次系统的检验与维修。相较于时候维修，预防性定期检修更加先进，能提前发现电气设备存在的隐患与问题，保障石化系统安全。不过，随着石化系统不断发展，石化行业电气设备愈发复杂，预防性定期检修已经逐渐无法满足设备检修需要。

1. 3. 状态检修

状态检修，可以理解为以石化行业电气设备状态为基础，通过实时监测电气设备、提前预测隐患与故障并采取相应的维修措施，来最大限度保障电气设备的安全性与可靠性。换言之，相较于事后检修与预防性定期检修，状态检修针对性更强且更主动，它是在隐患存在或故障出现之前，即结合电气设备状态对可能存在的隐患或可能出现的故障进行一定分析、预测与控制。

在石化行业电气设备中，状态检修这一检修方式的运用需要状态监测与故障诊断技术作为支持。状态检修在石化行业电气设备检修中的运用方式可总结为：在信息技术、传感技术等多项技术的综合支持下，构建出相对完善的状态监测与故障诊断系统（系统组成如图1），然后通过该系统对石化行业电气设备的运行相关信息及数据（比如电气参数）进行收集，然后信息及数据分析与处理，对电气设备的健康情况进行了解，并预测电气设备可能存在的隐患与出现的故障，并结合预测采取相应的措施对电气设备进行保护。比如，预测出石化行业电气设备中某一组件可能出现故障的时间节点，并在这一时间节点到来之前即对组件进行检修、更换等等。

图1 电气设备状态监测与故障诊断系统组成

2. 电气设备状态监测与故障诊断方法

   1. 发电机状态监测与故障诊断

发电机是石化行业电气设备的重要组成，在对发电机进行状态监测与故障诊断时，首先要对发电机常见故障有所了解。石化行业电气设备常见的发电机故障有：第一类，转子类故障，即导致转子无法正常作业的故障，比如水系统故障、绕组故障都是极为常见的转子类故障；第二类，定子类故障，导致定子无法正常作业的故障，比如绝缘故障、绕组振动故障等等。在了解发电机常见故障的基础上，通过观测、采集发电机运行信息与数据并对信息与数据进行分析处理，即可得出现阶段发电机的健康状态，并基于发电机健康状态预测出电气设备可能出现的发电机故障，制定出相应的检修方案。比如，在针对氢冷发电机进行状态监测与故障诊断时，可通过分析氢气中的杂质情况来得出发电机健康状态，并以此为指导高效落实发电气设备检修工作。

1. 2. 变压器状态监测和故障诊断

在石化企业电气设备中，充油式变压器有较为广泛的运用。以对充油式变压器状态监测和故障诊断为例，在检修时，可通过分析油中的溶解气体来对变压器的运行状态、健康情况进行实时监测，并结合监测结果预测变压器可能出现的故障，然后根据预测采取相应的维修措施。总之，不管是针对变压器还是电气设备的其他组件进行状态监测和故障诊断，均涉及多项技术的综合运用。比如涉及超声定位技术、红外技术、传感器技术、油色谱监测技术、局部放电监测技术、介损监测技术等等。针对电气设备变压器等组件进行状态监测与故障诊断方法，可简单总结为：在多项技术的综合支持下，对电气设备的在线状态进行监测、采集数据源，并将信息及数据传输至数据处理中心，对设备进行健康诊断。

3. 结语

石化行业电气设备检修体系经过不断发展，早已步入状态检修阶段。相较于传统检修方式，在状态检修体系下对电气设备状态监测与故障诊断，具有及时了解设备运行情况、快速揪出隐患与问题、提高设备使用寿命、增加石化行业整体效益等优势。就现阶段状态监测与故障诊断技术在石化行业电气设备检修中的运用来看，该技术涉及多个领域，综合难度较大，要在石化行业要实现该技术成熟运用，还有很长一段距离要走。为完善状态检修体系，满足石化行业对电气设备日渐提高的要求，保证电气设备各个组件安全高效运行，除了要加强电气设备状态监测与故障诊断方法分析外，还应关注计算机、人工智能、传感器、信息处理等技术的发展以及这些技术在石化行业电气设备状态监测与故障诊断中的应用，做好电气设备状态监测与故障诊断技术升级工作。

参考文献

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[2]李锴.电气设备状态检修及精细化管理[J].工程建设与设计,2020(02):214-215.

[3]丛晶.电气设备在线监测与状态检修技术[J].电子技术与软件工程,2019(22):229-230.

作者：周永宏 1977.08 男 四川阆中，本科 工程师 工业电气自动化

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