电力设备故障诊断电力设备

第三章诊断理论基础一、设备诊断的四大步骤（P8）：(1)信号检测（状态量监测）是设备诊断的基础，是调查研究的阶段，也是设备诊断技术中“诊”的活动。周详、细致。（状态量监测的疏漏可能造成极大的误诊、误判断）。(2)特征提取（信号处理）把采集到的信号加工处理，使之成为有用的信息。(3)状态识别（识别和判断）识别和判断出设备故障和异常的部位、原因和程度。(4)预报决策（预测和对策）就是预测设备故障或异常可能发展的速度和后果，提出临时处理的意见和根本治理的建议。2023/5/171河海大学§3-1诊断技术的主要内容与技术基础

2023/5/172河海大学§3-1诊断技术的主要内容与技术基础二、设备诊断技术基础：(1)检测技术：根据不同的诊断目的，选用适用的检查测量技术手段，选择最便于诊断的状态信号。(2)信号处理技术：从伴有环境噪声和其他干扰的综合信号中，把能反映设备状态的特征信号提取出来的一项基本技术。2023/5/173河海大学§3-1诊断技术的主要内容与技术基础(3)诊断技术：把经过处理的状态信号对其特征进行识别和判断，对其是否存在故障、故障部位、原因、严重程度予以确定的一项基本技术。(4)预测技术：对尚未发生的或目前还不明确的事物进行预先估计推测，以此判断故障的趋势，以及何时将进入危险范围的一项基本技术。2023/5/174河海大学§3-2检测技术基础第三章诊断理论基础2023/5/175河海大学§3-2检测技术基础一、主动机械征兆检测技术1.振动音响信号系统(VibrationandSonicSignature)振动法振动模型法音响法

应用诊断技术举例采用振动的旋转机械诊断技术采用振动的轴承诊断技术采用振动的齿轮诊断技术2023/5/176河海大学§3-2检测技术基础2、超声波信号系统(UltrasonicSignature)超声波法空气超声波法声发射法应用诊断技术举例用超声波对轴承进行诊断的技术用超声波所进行的荷电检测技术声发射法，对压力容器进行诊断的技术2023/5/177河海大学§3-2检测技术基础3、压力信号系统

(PressureSignature)压力脉动法压力损失法冲击压力法应用诊断技术举例用压力脉动诊断油泵的技术用压力损失诊断堵塞的技术用过渡压力波型对阀和油缸进行诊断的技术2023/5/178河海大学§3-2检测技术基础4、热信号系统

(ThermalSignature)各种温度测量法温度自动记录法热流计法其他热敏元件应用诊断技术举例用各种热敏元件对工作线圈的监测用温度自动记录法对烟囱进行诊断用热流计对炉砖进行诊断2023/5/179河海大学§3-2检测技术基础5、电气信号系统(ElectricalSignature)波形法·电压波·电流波·电功率波放电(电晕)法直流分量法泄漏电流法2023/5/1710河海大学§3-2检测技术基础5、电气信号系统（续）应用诊断技术举例根据三相电流不平衡诊断电动机的异常利用电压波形高频成分进行的整流诊断利用电流波形高频成分进行的振荡诊断利用电功率波形所进行的效率诊断利用电晕法所进行的绝缘劣化诊断利用直流分量法所进行的绝缘劣化诊断利用泄漏电流法所进行的绝缘劣化诊断2023/5/1711河海大学§3-2检测技术基础6、磁力信号系统(MagneticSignature)漏磁量法磁通变形法应用诊断技术举例用漏磁量法对变压器进行诊断用磁通变形法诊断电动机异常2023/5/1712河海大学§3-2检测技术基础7、化学信号系统(ChemicalSignature)固体分析法液体分析法气体分析法应用诊断技术举例分析电刷粉末进行整流诊断分析润滑油诊断机器(SOAP)分析绝缘油可燃性气体诊断变压器2023/5/1713河海大学§3-2检测技术基础8、机械信号系统(MiscellaneousmechanicalSignature)转速法位移法流量法应用诊断技术举例根据角加速度诊断旋转机器用变位法诊断低速轴承用流量法诊断破损情况2023/5/1714河海大学§3-2检测技术基础二、静止机械征兆检测技术表1、振动音响阻抗系统机械阻抗方法音响阻抗方法锤击法应用诊断技术举例用机械阻抗法诊断缺陷用音响阻抗法诊断材料的质量用锤击法诊断缺陷2023/5/1715河海大学§3-2检测技术基础2、光学系统管内检查法全息照相法应用诊断技术举例用光导纤维观测器观测管内用全息照相法诊断表面缺陷2023/5/1716河海大学§3-2检测技术基础3、超声波系统脉冲反射法脉冲透射法共振法超声波全息照相法超声波阻抗法应用诊断技术举例用脉冲法诊断内部缺陷用超声波全息照相法诊断内部缺陷诊断壁厚用超声波诊断输送带接合部分用超声波阻抗诊断材料质量2023/5/1717河海大学§3-2检测技术基础4、磁力线扭曲系统应力检查法强度检查法应用诊断技术举例用磁力线的扭曲诊断应力分布用磁力线的扭曲诊断材料的疲劳强度2023/5/1718河海大学§3-2检测技术基础5、压力检查系统水压检查法真空检查法应用诊断技术举例用水压检查法检测泄漏用真空检查法检测泄漏2023/5/1719河海大学§3-2检测技术基础6、电气参数系统电气响应法电气参数法法(电阻率法)法(损失率法)

c法(电容法)法(电容率法)应用诊断技术举例用电气响应法诊断控制系统用电阻法诊断壁厚用电阻法诊断裂纹用损失率法诊断绝缘老化情况用电容率检查油中杂质2023/5/1720河海大学§3三-三2检测技术三基础7、电磁三特性系统涡流三检查三法磁粉三检查三法录磁三检查三法线圈三检查三法应用三诊断三技术三举例用涡三流法三检查三表面三的缺三陷用涡三流法三诊断三材料三质量用涡三流法三诊断三缆绳三的老三化情三况用涡三流法三诊断三链条三的老三化情三况20三23三/5三/421河海三大学§3三-三2检测技术三基础8、三放射三线系统透视三法放射三线同三位素三示踪三法激活三分析应用三诊断三技术三举例用透三视法三诊断三内部三缺陷用放三射线三同位三素示三踪法三诊断三磨损三情况用放三射化三分析三法诊三断微三量泄三漏20三23三/5三/422河海三大学§3三-三2检测技术三基础9、表面三喷涂系统肥皂三薄膜三法着色三浸透三法荧光三浸透三法应用三诊断三技术三举例用肥三皂薄三膜法三诊断三泄漏用着三色浸三透法三诊断三表面三缺陷用荧三光浸三透法三诊断三表面三缺陷20三23三/5三/423河海三大学第三三节信号三处理技术第三三章三诊三断理三论基三础20三23三/5三/424河海三大学§3三-三3信号三处理技术设备三诊断三都是三在现场相当恶劣三的环三境条件三下进三行的三。从各三种噪声三信号把相三当微弱三的征三兆信三号检测三出来三，需三要使三用信三号处三理技三术是关三键20三23三/5三/425河海三大学§3三-三3信号三处理技术一、三诊三断信三号处三理技术三体系时间三系列三信号处理三技术三：信号三处理三技术三用来三表现三各种三参数三的时间三函数，这三些参三数包三括振三动、三声响三或各三类主三要效三应参三数，三是基三本的三技术三，主三要有三：分离三信号三和噪三声的三技术提取三周期三性特三征的三技术提取三波形三特征三的技三术推定三系统三的动三态特三征的三技术识别三信号三源的三技术信号三的变三换和三合成三技术预测三技术20三23三/5三/426河海三大学§3三-三3信号三处理技术图像三处理三技术三：是将三信号三表现三为空三间位三置函三数，三即表三现成三几何三图像三。在三电力三设备三诊断三中，三局部三放电三采用三的二三维、三三维三图像三指纹三有很三高的三分辨三率。三图像三处理三技术三主要三有：图像三信号三的压三缩和三强化三技术从图三像中三,把三特定三部分(形三状或三状态三)分离三出来三的技三术改善三图像三质量三的技三术测定三几何三尺寸三的技三术图像三的记三录、三再生三、记三述技三术20三23三/5三/427河海三大学§3三-三3信号三处理技术信号三处理三还包三括模式三识别技术、多变三量分三析技术及光三学处三理技术。模式三识别技术三包括三：模式三和噪三声的三分离三技术提取三模式三特征三的技三术识别三模式三集合三的技三术有关三学习三机能三的技三术20三23三/5三/428河海三大学§3三-三3信号三处理技术二三、设三备诊三断有三效信三号处三理技三术总三揽（主三要是三时间三系列三信号三处理三技术三）包括三：分离三信号三和噪三声的三技术三；提取三周期三性特三征的三技术三；提取三波形三特征三及推三断系三统动三态特三征的三技术三。20三23三/5三/429河海三大学§3三-三3信号三处理技术1．三分离三信号三和噪三声的三技术（1三）相关三法直接三相关自相三关，三互相三关瞬时三相关三，反三射波三相关同步三相关运算三相关三（间三接相三关）包络三线运三算后三的相三关极值三相关频率三滤波三后相三关非线三性变三换后三的相三关20三23三/5三/430河海三大学§3三-三3信号三处理技术（2三）滤波三法线性三滤波三器频率三滤波三器匹配三滤波三器加尔三曼滤三波器摸拟三滤波三器无源三滤波三器有源三滤波三器数字三滤波三器非线三性滤三波器三—同三态滤三波器乘积三分解卷积三分解20三23三/5三/431河海三大学§3三-三3信号三处理技术（3三）平三均化三-平三均响三应法直接三平均三响应三法运算三（间三接）三平均三响应三法（3三）信三号的三双重三判断（4三）假三定检三验20三23三/5三/432河海三大学§3三-三3信号三处理技术2．三提取三周期三性特三征的三技术（1三）频谱三分析功率三谱分三析傅氏三频谱三分析阶比三分析倒频三谱分三析博立三叶变三换DE三T检波三器FF三T快速三傅立三叶变三换时间三减缩频率三滤波三器调谐三滤波三器扫描三滤波三器数字三滤波三器20三23三/5三/433河海三大学§3三-三3信号三处理技术（2三）相关三法自相三关，三包络三线运三算后三的自三相关与周三期函三数的三互相三关（3三）信号三的积三分—平三均响三应法20三23三/5三/434河海三大学§3三-三3信号三处理技术3．三提取三波形三特征三的技三术（1三）相三关法三—时三间滞三后发三生器（2三）瞬三时相三关法Wa三ls三h函数傅立三叶级三数多项三式展三开（3三）频三谱分三析功率三谱傅立三叶频三谱分三析阶比三分析倒频三谱分三析重谱三分析20三23三/5三/435河海三大学§3三-三3信号三处理技术（4三）基三本统三计量概率三密度速度三变化三记录三器极值三分布（5三）波三形处三理20三23三/5三/436河海三大学§3三-三3信号三处理技术4．三推断三系统三动态三特性三的技三术（1三）附加三试验三信号三法过渡三响应三法阶跃三响应三法锤击三法脉冲三响应三法平均三响应三法稳态三响应三法频率三响应三法机械三阻抗三法随机三响应三法相关三函数功率三谱互功三率谱自回三归模三拟20三23三/5三/437河海三大学§3三-三3信号三处理技术（2三）从三操作三信号三进行三推断·相关三函数功率三谱·互三功率三谱·自三回归三模拟·摸三索检三查法连续三形离散三形扰动三形模拟三计算三法最大三倾斜三法概率三的近三似法统计三的对三策理三论20三23三/5三/438河海三大学§3三-三3信号三处理技术5．三识别三信号三源的三技术时间三域信三息时间三差测三量互相三关相干三函数频率三域信三息傅氏三频谱滤波三法非线三性滤三波器三—同三态滤三波器乘积三分解脉动三分解迭加三分解20三23三/5三/439河海三大学第三三章三诊三断理三论基三础第四三节三识别三技术20三23三/5三/440河海三大学§3三-三4识别技术一、三识别三技术三种类设备三诊断三常用三的识三别方三法有三两种三：①决定三论的识三别方三法；②统计三论(概三率和三几何三分类三)的三识别三方法三。20三23三/5三/441河海三大学§3三-三4识别技术1、决定三论识三别法：根据三被诊三断设三备的三物理三、结三构特三征和三故障三机理三，从理三论和三试验三上寻三求故障三和征三兆之三间的三关系，进而三判别三故障三类别三、地三点、三原因（如三图P6三8）。这是三人们三已经三习惯三的方三法，也是三现今三诊断三技术三的中三心，电力三设备三和系三统也三都采三用此三方法三。基于三数学三模型三的参三数辨三识法三是近三年发三展的三新技三术。20三23三/5三/442河海三大学§3三-三4识别技术2、概率三论识三别技三术：这是三从设三备的数理三统计三方法得出三的数学三方面三特征，并三予以三故障三分类三的方三法。三如均三值、三方差三、协三方差三函数三及线三性预三测模三型参三数等三。20三23三/5三/443河海三大学§3三-三4识别技术二三、决三定论三识别三的参三数辨三识法1．三基于三数学三模型三的故三障诊三断原三理一个三实际三的工三业系三统的三数学三模型三为式中U和Y—三—可测三的输三入量三和输三出量三；Q三——系统三参数三；X三——系统三状态三变量三；N三——噪声三干扰三；f——系统三内部三故障三因素三；——系统三输出三量、三参数三和状三态变三化20三23三/5三/444河海三大学§3三-三4识别技术基于三数学三模型三的故三障诊三断原理:通过可测三量的三输入三量U，输出三量y，根据已知三的数三学模三型，监视系统三内部三的状三态参三量X和系三统参三数Q的变三化,三(因三为系三统内三部的三状态三参量三和参三数的三变化三的信三息有三时更三能直三接反三映系三统内三部故三障的三部位三和严三重程三度)三。20三23三/5三/445河海三大学§3三-三4识别技术2．三故障三诊断三中的三参数三辨识三法当系三统的三数学三模型三用微三分方三程式三描述三时模型三参数三可以三表示三为：模型三参数三不一三定有三明确三的物三理定三义，三但是三很多三故障三的出三现跟三一些三物理三参数三的数三值变三化相三关（三如电三阻、三电感三和电三容等三）。三模型三参数三与物三理参三数存三在着三一定三的隐三含关三系。因此三参数三辨识三法就三是由模型三参数确定物理三参数的一三种基三本问三题。三参数三辨识三法步三骤如三图。20三23三/5三/446河海三大学§3三-三4识别技术20三23三/5三/447河海三大学§3三-三4识别技术应用：故障三信息不能三直接三反映在可三测量三的输三入输三出量使用三关键三：①数学三模型三是否三反映三设备三与系三统的三相应三故障，这三取决三于对三设备三与系三统故三障机三理研三究是三否充三分；②模三