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组合电器异常振动诊断分析关键技术及应用

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成果主要完成人

屈 斌、张黎明、刘广振、郑中原、马伯杨、贺 春、许 亮、张佳成、于 奔、马伟刚

项目概况

天津电网近几年出现多台组合电器振动过大的问题,这预示着设备存在部件连接松动、结构刚度较差的问题,久而久之将使部件产生应力疲劳,加快老化,对绝缘安全造成潜在的隐患。目前所使用的局部放电检测方法无法对单纯的振动源进行准确的判断和定位。而采用振动信号分析法则可以依据设备表面发出的振动信号来精确的判断振动出现的位置和原因。这样就可以尽早的发现并排除潜在的隐患,确保设备的安全运行。 组合电器是多种电器设备的组合封装体,包括母线、电流互感器、电压互感器、隔离开关等等,因此其结构和动力学特性十分复杂。这使得组合电器振动原理分析成为本项目的核心问题,是关键和难点。只有用各种方法进行组合电器故障理论研究,掌握故障机理,得到组合电器内部典型机械故障的振动特征,才能进行本项目的其他研究。本项目的第二个难点是监测方法的研究,主要体现在信号传播特性及监测点排布策略研究、传感器型号的选取等问题上。第三个难点是振动故障的识别和诊断技术研究,就是依据测得的信号数据如何判断振动故障的类型和位置,确定故障原因。本项目的第四个难点是在经过测试分析获得了故障类型、故障位置的基础上要能够提出相适应的治理和抑制方案。 本项目提出了基于振动测试的组合电器机械及绝缘缺陷诊断方法,拓展了组合电器缺陷诊断的手段和途径。通过理论分析建立了组合电器振动的数学模型,获得了组合电器电磁振动的原理。确定了组合电器振动测试的传感器、测试系统的参数选型,形成了不同缺陷类型的测试方案。获得了组合电器多种机械、绝缘缺陷的振动信号特征量和诊断方法,实现了组合电器异常振动的现场测试分析和处理方案的制定。 本项目授权发明专利1项,实用新型专利1项;录用中文核心论文3篇;录用EI检索论文3篇。 本成果可以快速分析振动原因,科学评估设备状态,避免设备故障发生。2021年1月—2013年12月对天津刘快庄110kV变电站、青凝侯220kV变电站等22台次变电站的组合电器进行了振动分析,准确评估状态,避免停电检修和试验,实现节支总额达到770万元;项目成果还应用于天津联合泰泽环境科技发展有限公司等技术产业单位,开展组合电器异常振动测试分析诊断,新增销售额516万元。