浅析信息化、大数据下电气设备的运维

浅析信息化、大数据下电气设备的运维

胡佳

（西安咸阳国际机场股份有限公司动力公司陕西西安710000）

摘要：在企业中供电系统的稳定性至关重要，因为供电系统发生故障会造成供电的波动或设备停运，将给企业带来非常大的经济损失和不良舆论导向。所以，对大数据下设备运维进行探讨势在必行。从传动远程服务提高设备运行状态、电气设备智能监测和远程诊断、用科技手段完善电气设备质量控制系统三方面来进行电气设备状态检修的研究，对供电系统的安全稳定运行起到了良好的作用，让检修工作更加高效，为企业的生产经营节约了费用，也保障了企业的平稳运行。

关键词：供电系统；电气设备；运行维护；信息化；大数据

在任何企业中只有积极开展电气设备的运行维护工作，才能最大程度上保障电气设备的稳定运行。科学技术的发展为构建专业化故障状态检修系统的进步带来了机遇，体现在它可以被应用于提高设备运维水平的完整度，优化运维模式，实现信息化、大数据等方面的协调合作和不断融合。因此，将定期检修和状态检修结合起来对电气设备进行维护，是日后的需求和趋势，对设备合理的检修周期及检修质量也具有积极意义。

1.信息化、大数据下电气设备运维

1.1状态检修的优点

为了满足实际需求，专业人员要充分认识到大数据对于构建系统，优化信息等工作的重要意义，切实做好电气设备状态基础数据收集工作。电气设备运行状况是通过设备的各类电气参数反映出来的，是一一对应的。对所有电气设备而言，需要把电气设备的状态参量全面、系统评估，才能科学地确定电气设备整体运行状态。一般来说，电气设备运行状态可以评估为正常、注意、异常、严重等，电气设备检修策略是由变电所电气设备整体运行状态而决定的[1]。

状态检修是将基础定格在设备的状态评估，再安排状态检修的项目以及时间，从而确定好检修的实施方式。而电气设备的定期检修属于一种常规的预防性维护检修，其参考依据是设备状况，运行时间，以及电力设备检修规程的规定。状态检修相比于目前普遍应用的定期检修来说有以下两方面的优点。

（1）可以依据设备的结构特点、试验结果以及运行的状态综合分析，判断是否需要检修，并确定需要检修项目。

（2）若判断设备状态良好，没有必要根据经验和规程计划性开展检修，避免检修浪费和设备损坏。状态检修具备很强的针对性，检修效果好，节省时间、人力、物力。

1.2状态检修的方向

1.2.1利用传动远程服务提高设备运行于健康状态

传动远程服务对变频器运行数据进行实时收集、分析及诊断。通过对收集数据的在线分析及事件提醒功能，快速对电气设备如变频器故障进行诊断，并定期对设备进行在线评估，降低设备潜在运行风险。如图1。

图1：远程系统运行流程

传动远程服务优点在于：

（1）变频器故障时，更快发现并解决问题，减少停机时间；

（2）随时随地掌握变频器运行状态及历史信息；

（3）准确全面的数据记录，及时发现设备隐患；通过对收集数据的在线分析及事件提醒功能，定期对设备在线评估，降低设备潜在运行风险。

（4）全生命周期管理，避免过度维护或维护不足，提高资产效率。

1.2.2电气设备智能监测和远程诊断系统

电气设备故障智能检测和远程诊断是现代化企业对于设备进行管理的重要手段之一。设备检测一般是用一定的技术手段检测设备的某一特征参数，如果该特征参数超出允许值时，视为异常，设备故障检测技术的改善可以实时掌握设备的使用状态，甚至可以结合以前设备出现的问题，对设备部件前期潜在的故障问题进行预测，避免故障发生，影响设备对于整体供电系统的影响。

相关企业应该重视故障检测技术对于设备正常运行的重要性。可以采用电气设备健康动态管理专家系统。电气设备智能监测和远程诊断系统（HDS（HarmonicDiagnosisSystem）是基于电流谐波法检测电气设备，包括高压电缆及电气设备，在线智能监测、远程故障诊断技术。根据电气设备的谐波，提取出数万条可以用来诊断设备故障的典型数据，形成了智能诊断的专家数据库。通过对电动机、变频器、电缆等电气设备的电流谐波信号的采集、处理、分析，并与专家数据库比对，形成专家分析报告。如图2。

图2:电流谐波法检测电气设备流程

1.2.2.1电气设备状态诊断方法比较

谐波法和振动法的比较如表1。

表1谐波法和振动法方法的比较

1.2.2.2谐波产生原理

谐波产生原因：任何非线性负载都会产生谐波；电气设备有异常和劣化，就会有高次谐波发生。不同电气设备，不同部位出现异常、劣化等情况时，所产生的谐波种类和含量不同。在电气设备正常运行状态下，检测电流谐波信号，通过傅里叶分析确定2次到40次各谐波的含量，根据特定次数谐波含量及其组合特征，与专家数据库对比分析后，确定设备故障位置及劣化程度，3次以上测试后就能自动生成设备健康状态趋势图。电机劣化部位和谐波的关系见表2。

表2电机劣化部位和谐波的关系

1.2.2.3对电气设备进行劣化程度等级划分

根据检测结果，对电气设备进行劣化程度等级划分：对设备的检测结果用百分数表示设备的劣化程度,共分三个阶段,分别用A、B、C表示，如表3。

表3电气设备劣化程度等级划分

1.2.2.4电流谐波法技术优势

电流谐波法技术优势有以下几个方面。

（1）设备信息提取非常简单，检测成本低廉。

（2）带电检测，无需停机。

（3）专家系统自动解读，智能诊断。利用企业ERP平台，设备状态档案由专家系统自动录入、自动改写，实现检测提醒、状态预警、劣化报警。实时提供生产决策依据。

（4）颠覆传统电气设备检查检修手段，实现系统内设备由专家系统动态管理，科学检修。实现设备由传统的定期检修改变为状态检修。

（5）自动生成设备趋势管理档案，准确判断设备工作效率，预判未来故障点。预判设备使用寿命，提高安全生产保障率。

1.2.3用科技手段完善电气设备质量控制系统

根据电气设备特点和在各装置工艺流程的重要性，对关键电气设备增设在线监测智能预警系统，监测关键设备的状态信息，在线监测智能预警系统功能如下：

（1）机泵故障精密诊断分析

对电动机、泵等设备基础、共振、轴承、齿轮，对中、平衡等早期故障进行捕捉和分析，给出预警判断信息和结论。能够对故障的发展变化趋势有分析、判断。

（2）软件实现设备故障自诊断和信息推送。

软件对设备进行早期自动诊断，并把故障类型和范围通过信息推送显示出来。主要包括：运行状态监测显示、精密分析功能、指标、报告报表统计、自诊断、系统配置与管理等。

（3）利用有线和无线的振动传感器采集电动机振动（温度）信号上传至无线网关，利用厂内4G网络平台及时上传数据至智能监测软件系统，通过引入温度，电流、压力、介质温度等主要工艺量参数，在监测软件中一同显示。

（4）电动机运行报警信息以及故障类型信息的智能推送至PC终端，实现手机APP应用以及报警、故障类型信息报送。

（5）机泵运行专家趋势分析，并实现智能化故障、故障预警预判和声音提示。

（6）软件监测的监测点运行报警提示应有等级提示：绿色（正常），黄色（报警），红色（严重）。

以上功能为现场设备管理与运行维护人员的设备监测与故障分析提供方法，通过软件提供的分析工具，准确判断电气设备的工作状态，定位故障部位、故障原因以及故障劣化的模式，故障时间。

2.结束语

通过利用信息化、大数据对电气设备状态检修可以促进设备管理水平提高，是企业供电系统、设备管理的一种重要方法。如何利用信息化为状态检修管理服务，是我们迫切需要解决的新问题，只要我们不断推进设备状态检修管理，就能提高供电系统运行可靠性，并且能避免电气设备过度检修和检修不足的问题，符合现代电气设备的检修需要，也符合了当下发展趋势。

参考文献

[1]赵玮杰，耿微，张凯玲，变电所电气设备运行的状态评估信息化管理[J]，吉林：中国管理信息化，2015，18（18）:68