基于状态维修的变电设备信息管理系统

1、信息工程 煤 炭 工 程 2007年第11期基于状态维修的变电设备信息管理系统许允之, 郭西进, 耿乙文, 刘 艳, 姜 燕(中国矿业大学信息与电气工程学院, 江苏徐州 221008摘 要:文章介绍了用C +Bu il d er 5和M icroso ft A ccess 数据库实现的基于状态维修的变电设备信息管理系统。该系统为变电设备的状态维修提供了有效而全面的状态信息功能, 同时, 完善的权限设置为电力系统安全运行提供了有效的保证。关键词:状态维修; 设备管理; 故障诊断中图分类号:TM 3 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2007 11-0128-03Infor m ati

2、on m anage m ent syste m of electric power transfor m erequip m ent base on condition m aintenanceXU Y un-zh, i GUO X i-ji n , GENG Y i -w en , L I U Y an ,JI ANG Y anX ING L i-kun , W E I Y ing(School of Infor m ati on &E l ectri cal Engineeri ng , CU M T, xuz h ou 221008, Ch i n aAbstrac t :T he p

3、aper i ntroduced t he inf o r m ati on m anage m en t sy stem of the e lectr i c power transfor m er equi pment base on the cond iti on m a i ntenance w it h t he C +Builder 5andM icrosoft A ccess da ta bank . T his system can prov i de an e ffecti veand f u ll conditi on i nfor m a tion functi on f

4、o r t he e lectr i c transfor m er state ma i n tenance . M ean w hile , the i m proved li m ited device can prov ide an eff ec ti ve ensure to the safety operati on of t he e l ec tric pow er syste m. K eywords :cond iti on-based m a i ntenance ; equi pment ; manag e ; fau lt diagnosis目前, 状态维修已经成为电

5、力设备故障诊断领域的主要研究方向之一。0 引 言在高电压、大负荷电网中, 电力设备绝缘性能的好坏是影响整个电力系统稳定与可靠运行的主要因素之一。电力设备绝缘的老化是一个渐变的过程, 如果不及时发现, 就可能导致电力设备发生故障, 甚至引发突发性的电力事故, 造成巨大的直接和间接的经济损失。因此, 为了了解电力设备的绝缘状态, 避免或减少因绝缘故障引起的电力设备损坏, 对设备的绝缘情况进行检测和诊断是十分必要的。通过试验可判断被试电力设备的绝缘状态, 确定能否继续安全运行。然而, 由于电力设备的故障发生及发展过程与运行环境、负载情况直接相关, 所以采用定期进行预防性试验的方法难以及时发现这些缺陷

6、和故障, 而且定期维修和绝缘预防性试验均需离线进行, 停电时间长, 会造成大量的电能损失。鉴于传统的定期维修制度及离线试验所暴露出来的问题, 人们希望建立一种可以根据具体设备的实际情况来确定检修周期和检修内容的维修体制, 即状态维修方式。状态维修不仅可以避免因过长的维修周期造成的轻微故障发展成为严重事故的情况, 而且可以减少停电次数, 充分把握最佳维修时机, 缩短维修时间和节省维修费用。 收稿日期:2007-03-071 系统的组成及功能为了使设备在进行状态维修时能够快捷、有效地利用它的各种状态信息, 状态信息的管理利用便成为设备进行维修之前首先要解决的一个问题。另外, 故障诊断技术作为状态维

7、修的重要组成部分, 其目的是为了在充分掌握设备实际状况的基础上, 制定合理的维修策略, 以便在允许的条件下充分挖掘设备潜力, 延长其服役期限和使用寿命, 降低设备全寿命周期费用。在故障诊断技术发展初期, 当进行故障判别时, 主要是由一些具有丰富经验的专家来完成, 专家利用自身的经验知识, 对设备故障进行分析, 进而给出诊断结果。这种方法受人为因素的影响较重, 有时结果不够准确, 同时由于专家的数量有限, 也使一些问题不能得到及时迅速地解决。针对这种情况, 人们根据专家的知识经验, 建立了一些行业标准和规程, 专业人员可以依据这些标准进行故障诊断1。对变电设备进行状态维修, 首先要采集整理该设备

8、的各种状态信息, 为进行故障诊断提供数据基础。因此要求系统具备如下的数据处理的功能要求2:作者简介:许允之(1961- , 男, 北京人, 高级工程师, 1986年毕业于中国矿业大学电气与自动化专业, 现从事电力系统自动化和高电压技术方面的教学与科研工作。2007年第11期 煤 炭 工 程3 实 例信息工程1 使数据去伪存真:发现监测数据或试验数据不合格, 应当及时排除; 对由于工作环境温度、湿度引起的测量误差和运行设备的负载变化、电压变化等引起的数据误差能够自动校正。2 数据的趋势分析、比较和异常报警:科学的计算出监测量的变化速率, 画出变化曲线, 根据这些曲线作出被测量的数据发展趋势; 根

9、据反映设备各种状态的数据进行分析、比较、判断, 以确定设备是否存在异常或故障, 给出明确的报警信息或设备检修的最佳时刻。状态分析预测是状态维修的核心问题。应充分利用好各种监测与试验技术及长期积累的历史数据, 运用成熟有效的分析方法, 提高设备健康状态的可控、预知性的分析能力。以变压器检修试验数据为例, 信息显示界面如图1所示。由于变压器寿命主要取决于运行温度, 在80140 温度范围内, 绝缘寿命(以年计 的计算公式为:E =D e式中 P 常数,温度, ; D 常数。国际电工委员会规定, 在80140 温度范围内, 温度每升6 , 变压器绝缘的有效寿命的降低速度则会增加一倍。而变压器的预期寿

10、命主要取决于制造厂家的设计制造水平和现场运行维护的有效性, 评价变压器的剩余寿命, 主要是评价绝缘系统的剩余寿命。变压器寿命评估程序如图2 所示。-1-P;2 系统安全管理系统安全管理主要是负责管理系统用户信息, 包括添加、删除用户和更改用户权限、密码等。系统根据电站的实际需要设定了多个用户角色, 利用这些角色对用户的权限进行设定, 可以较好地保证系统的安全性。在本系统中, 采用的登录模式为A ccess 身份认证方式。用户进行数据库信息操作之前必须验证用户的密码, 只有具有权限的用户才能访问本电站系统。考虑到局级电站系统的实际情况, 本系统设定了两级角色:局级和站级。局级角色相当于A cce

11、ss 的服务器角色。在这一级别设定了一个角色, 为系统管理员。系统管理员具有管理系统的所有权限, 即所谓超级用户, 可对数据库进行任何操作, 包括新电站系统的建立和删除。另外可加帐号维护人员和一般维护人员。帐号维护人员负责系统用户的管理、增删用户及设定用户的权限等, 一般维护人员是指不具有上述权限的人员, 通常来说是指对数据库某方面记录(如变压器高压试验记录 具有修改权限的人员, 这主要是针对电站的实际操作人员而设定的。管理系统的站级角色相当于A ccess 的固定数据库角色。站级角色设定了电站设备管理员、油务试验管理员、检修记录管理员、检修试验管理员、预防试验管理员等五个角色。电站设备管理员

12、相当于设备数据库拥有者, 具有操作具体电站设备的所有权限, 可进行有关数据库的一切操作; 同样, 油务数据管理员、检修记录管理员、检修试验管理员、预防试验管理员分别负责管理各自站内的数据库, 故障诊断和状态维修的相关记录。新技术的开发摈弃了传统观念, 引入了新思维。一般来说, 信息的管理策略是以 谁有权浏览这些信息 为中心制定的, 既以人为中心的。在以数据为中心的模式下, 信息管理的政策和程序是根据数据存储、利用和流动的区域范围来确定的。基本思想就是提供企业数据处理地图, 进而清晰地反映出员工之间的全部交互以及组织内部数据的流动过程, 保证企业的数据安全。图1 变压器检修试验信息界面图2 电力

13、设备寿命评估程序流程图通过分析监测或试验的数据, 可以判断设备的状态, 进而利用故障诊断方法对存在的绝缘缺陷进行诊断, 从而判断其故障类型, 制定针对具体设备的维修计划。在一个数据库管理系统中, 应用最多的就是查询功能。在本系统中, 对于设备编号以及铭牌数据等不随时间变化的数据,信息工程 煤 炭 工 程 2007年第11期查询是根据设备编号来进行的。而对于试验记录等随时间变化的数据, 则须根据设备编号以及时间进行检索。3如前所述, 不同的设备存在不同的故障类型, 故障特征又表现在多个方面, 不仅表现在电气参数上, 还有力、热、声、光等物理方面和气体、油等化学方面的特征变化。绝缘故障与设备的绝缘

14、结构、分布、环境都有关, 形成机理较为复杂。运行参数间并非全部都有严格的逻辑和定量关系, 其故障现象、故障原理之间具有很大的不确定性。通过建立精确的数学模型来诊断是十分困难的。另外, 对设备绝缘故障的定位和绝缘损坏程度的诊断还存在一定的困难, 需要进行长期坚持不懈地探索和实践。文献3介绍了故障库的建立方法, 即在数据库中储存各种故障的诊断结果和处理方法, 包括设备异常或故障失效的数据信息及故障模式、故障特征和仿真的故障波形数据等, 并根据故障的各种数据按照逻辑关系进行推理和判定结果。当管理系统应用于实际的电力系统时, 需要根据实际电站的布局, 逐一创建相应的子电站数据库系统。在创建新的变电站系

15、统时, 需要注册关于电站名称、建站时间等信息。同时, 系统中已存在的用户也会在电站系统中得到建立, 至于电站内的设备信息则需要进一步添加。在本管理系统中, 为了方便用户管理系统信息, 可以实现设备图形化管理。系统图形界面分为两个层次:局级电站布局图和子电站电气接线图。局级电站布局图表示了局级系统的电站分布情况, 通过此界面可以方便地进入任何一个子电站系统, 如图3所示。而子电站电气接线图表示了具体电站的接线和各种设备的连接情况。利用此界面, 用户可以快捷地进入设备的各种信息管理界面, 例如单击设备图形可以进入铭牌数据管 理窗口等。4 结 语对电力设备的状态信息进行分析、比较和趋势预测, 是实现

16、设备预知维修的前提, 是保证设备安全可靠运行的关键, 也是对传统的离线预防性试验的补充和拓展。参考文献:1 苏鹏声, 王欢. 电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析J.电力系统自动化, 2003, 高电压技术,27(1:6165.2 许允之, 宗剑. 变电设备的信息管理与决策支持系统J.2005, 31(6:8586.25(10.3 许允之, 冯宇. 电力设备远程检修决策支持系统的研究J.实验室研究与探索, 2006,图3 变电站接线示意图(责任编辑 郑燕凌 赵巧芝信息资讯 征订启事欢迎订阅2008年煤矿开采煤矿开采期刊是属国家煤矿安全监察局主管, 由煤炭科学研究总院主办, 向国内外公开发行的

17、采矿专业综合性技术期刊, 是煤炭行业新技术、新产品发布的主要媒体之一。刊号ISS N 1006-6225, CN11-3677/TD。报道内容:煤矿开采以注重联系实际、弘扬科技创新为特色, 坚持以 节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展 为报道总方针, 围绕安全、高效开采, 重点报道特殊条件下采煤与环境治理; 大采高、大倾角、高可靠性液压支架设计与开发, 大功率采煤机研制与应用以及综合配套与机电一体化技术; 岩层控制与减沉技术研究、塌陷地治理与利用; 深部煤层开采及薄与厚煤层开采技术与理论研究, 回采工作面岩层移动与控制、冲击矿压机理、预测预报与防治技术; 煤巷锚杆支护成套技术、巷道快速施工技术与工程质量检测仪器, 软岩巷道与深部高地应力区域 高强度、高刚度、高可靠性、低支护密度 现代锚杆支护系统的研究与推广应用; 煤矿重大危险源辨识、预警与灾害防治, 瓦斯高效抽放、自燃灾害综合防治, 深部矿井瓦斯、水害和热害治理技术等。栏目设置:应用基础研究、综述、开采技术、巷道工程与支护、矿压与控制、灾害与防治、煤矿机电、地质与测量、技术经济管理等。读者对象:煤矿与非煤矿山各级领导干部、科研与设计人员、生产技术人员, 各级安全监察机关领导、管