石化行业电气设备状态监测与故障诊断

石化行业电气设备状态监测与故障诊断

马有荣

欧瑞康巴马格惠通（扬州）工程有限公司 江苏扬州  225100

摘要：目前，我国石化行业对设备的状态监测与故障诊断还处于起步阶段，由于缺乏成熟的监测、诊断和控制技术，一些石化企业的设备故障一直得不到有效控制。从我国目前石化行业的发展趋势来看，对设备状态监测与故障诊断技术进行研究，利用计算机等现代科技手段提高设备故障诊断能力，在当前显得十分迫切。

关键词：石化行业；电气设备；故障诊断；状态监测

在石化企业的运行过程中，利用电气设备的状态监测，能够针对工业的运行特征，对电气设备进行检修和维修，从而不断提高设备的利用率。石化行业电气设备是保证其正常运行的重要组成部分，但在实际运行过程中，由于电气设备所处的环境比较恶劣，并且大多数电气设备在运行过程中都是不间断的，因此很容易受到各种因素的影响，从而造成电气设备发生故障。因此，需要对电气设备进行状态监测和故障诊断，这样才能提高电气设备运行的稳定性。

1 石化行业电气设备状态监测的必要性

石化行业生产过程中，设备种类繁多，从电气设备到机械、液压、仪表等，每一台设备都有自己的功能。由于石化行业的生产过程中，产品种类繁多，生产工艺复杂，涉及到多种介质和多种设备，因此电气设备的结构、组成比较复杂。随着现代科学技术的飞速发展和计算机技术在各个领域中的广泛应用，石化行业对电气设备的状态监测与故障诊断技术也提出了新的要求。现代石化行业的电气设备类型复杂多样，许多生产过程中的电气设备工作环境恶劣，工作条件艰苦、危险性大、技术要求高。如果一旦出现故障而没有及时发现处理，会造成很大程度上的财产损失[1]。而以往传统的故障诊断方法主要是靠定期检修来维护设备、分析设备故障原因和制定解决方案。这种方法需要花费大量时间和资金去进行日常检查维修工作，不利于生产效率的提高和经济效益的提高。另外，随着现代石化行业规模和生产工艺上对电气设备要求越来越高、越来越复杂，一旦电气设备出现故障就会造成停产停工、物料损失及环境污染等严重后果。因此对石化行业电气设备进行状态监测与故障诊断是非常必要的。状态监测与故障诊断系统可以帮助石化企业及时发现和消除电气设备隐患、缩短事故处理时间、减少重大事故发生、提高电气设备使用寿命等益处。因此，加强电气设备状态监测与故障诊断技术研究，不仅对石化企业具有重要意义，而且对于整个国家经济发展和安全生产也具有十分重要的现实意义。

2 国内电气设备状态监测与故障诊断的研究情况

从20世纪80年代初，国内就开始研究利用计算机技术和现代检测技术来检测、诊断电气设备的运行状况。1987年，中国电工技术学会电气设备状态监测与故障诊断分会在北京成立，这标志着我国开始了电气设备状态监测与故障诊断的研究，这对促进我国电气设备的状态监测与故障诊断领域的发展起到了积极作用。从80年代末到90年代初，随着我国电力工业的迅速发展和对电力需求的增加，对电气设备进行在线监测和状态评估成为一种趋势。从90年代中期开始，由于计算机技术的迅猛发展和故障诊断理论与方法的不断完善，以及对信息技术的重视和应用，使得在线监测和状态评估技术有了很大的发展，形成了一种新的诊断方法[2]。进入21世纪以后，国内对电气设备状态监测与故障诊断研究的重点主要集中在以下几个方面：①进一步完善在线监测系统；②进一步提高状态评估方法；③加强信息管理系统；④开展电气设备状态监测与故障诊断技术研究；⑤完善故障诊断标准；⑥提高信息服务质量；⑦加强信息交流与合作。

3 电气设备状态维修与事后维修的对比

电气设备的维修可分为事后维修和状态维修。事后维修是指在电气设备发生故障后，对故障进行检修，而不进行状态监测和诊断，这种方式在石化行业普遍采用。事后维修是一种被动的维修方式，它只能在故障发生后才进行修理。当故障发生时，对故障进行检修，这种检修方式具有明显的滞后性，其结果可能是已经损坏的设备没有得到及时更换，使其继续工作或继续损坏。另外，由于缺乏必要的技术人员对设备进行分析和判断，导致严重浪费人力、物力和财力。状态维修是指在电气设备发生故障之前就采取措施进行预防维修，即根据电气设备运行过程中产生的振动信号、温度信号和噪声信号等采集设备的状态数据进行诊断。在电气设备发生故障前进行预防性维修可以有效地减少设备停机时间，避免由于频繁停机带来的巨大经济损失和设备损害。从目前石化行业电气设备的应用现状来看，通过对电气设备运行过程中产生的振动信号、温度信号和噪声信号等采集到设备的状态数据，通过对这些数据进行分析可以有效地对电气设备运行过程中出现的故障进行诊断和预测。因此将电气设备状态监测与故障诊断技术应用于石化行业中，可以有效地提高石化行业的电气机械运行稳定性及降低事故发生概率。

4 石化行业电气设备的状态监测诊断

4.1确认设备状态监测的方案

在对石化行业电气设备进行状态监测时，需要遵循一定的原则，这样才能保证监测工作的有效性和准确性。首先，石化行业电气设备状态监测应该选择合适的监测方案，根据电气设备运行中的实际情况来选择合适的监测方式。比如，对石化行业中的变压器进行状态监测时，需要对其运行状态、负荷情况、温度等进行全面的分析，然后通过测量变压器中的温度、电流以及电压等参数来判断变压器是否出现了故障。在对变压器进行状态监测时，可以将变压器视为一个整体，利用相关软件将其分解成不同的子系统，然后再对各子系统进行详细分析，从而判断变压器是否存在故障。其次，石化行业电气设备状态监测需要将诊断技术与状态监测技术相结合，根据不同的电气设备进行不同的分析和诊断。比如，对变压器进行故障诊断时，可以利用电流互感器来判断其是否出现故障。然后，石化行业电气设备状态监测需要使用不同类型的传感器来实现对电气设备运行状态的监测。比如在对气体绝缘组合电器进行故障诊断时，可以利用电流互感器、温度传感器以及气体分析传感器等来实现

[3]。

4.2 设置完善的在线监测系统

石化行业电气设备状态监测的主要内容有：①电气设备的状态检测，石化行业中的电气设备在运行过程中，需要对其进行定期的检修和维护，所以，需要对电气设备的运行参数进行检测[4]。②对电气设备的运行工况进行实时监测，石化行业中的电气设备大多都是连续运行的，所以，需要对其进行不间断监测。为了能够实现石化行业中电气设备状态监测和故障诊断系统的智能化、数字化发展，需要将其设置完善的在线监测系统，可以采用如下几种方式：①通过无线网络方式实现在线监测系统与生产信息系统之间的连接；②通过服务器和相关软件来实现在线监测系统与生产信息系统之间的连接；③通过智能手机实现在线监测系统与生产信息系统之间的连接。电气设备状态监测和故障诊断系统是一个综合性的智能系统，其运行过程中涉及到很多内容，如：电力变压器、发电机、互感器、开关、避雷器等；另外，还包括变压器油色谱分析、绝缘油色谱分析等内容。因此，在实际运行过程中，需要根据电气设备自身特点和运行情况来设置完善的在线监测系统，这样才能更好地保证电气设备状态监测和故障诊断的准确性和科学性[5]。

5电气设备监测诊断技术的发展方向

（1）智能化：随着现代信息技术的发展，以计算机为核心的故障诊断与智能控制技术将进一步完善。智能化主要体现在：①硬件方面，由基于硬件的诊断向基于软件的诊断方向发展；②由单一功能向多种功能方向发展，实现设备状态监测、故障预测以及操作维护一体化；③由模拟控制向数字控制方向发展。

（2）网络化：随着计算机技术和通信技术的发展，网络化监测和控制将成为趋势。在电力系统中，利用网络对设备状态进行监控，将进一步提高电力系统的运行效率。

（3）综合化：随着计算机技术、网络技术等高新技术的不断发展，监测与诊断的综合将成为未来电力设备状态监测与故障诊断的一个重要趋势。

（5）综合信息管理：通过网络对电气设备状态进行监测与诊断后，还需要综合信息管理系统进行故障分析、统计、预警等工作。

结束语：石化行业生产过程中的电气设备种类繁多，工作环境恶劣，对设备的运行要求也很高，这些特点都决定了电气设备的监测和诊断十分重要。在实践中，石化企业应根据自身情况选择合适的电气设备状态监测与故障诊断系统，结合人工经验，提高电气设备监测与故障诊断能力。随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，石化行业的电气设备状态监测与故障诊断系统也将会不断完善和改进，最终实现石化企业设备的状态监测与故障诊断工作。

参考文献：

[1]庞志华.电气设备故障诊断及维护管理探讨[J].中国金属通报,2022(08):141-143.

[2]王帅.电气设备故障诊断系统的分析与设计[J].现代制造技术与装备,2021,57(04):108-109.

[3]张建勋.电气设备状态监测与故障诊断技术运用[J].中国设备工程,2020(20):167-168.

[4]王明杰.GIS电气设备状态监测与故障诊断研究综述[J].城市建设理论研究(电子版),2019(13):206.

[5]朱德恒,谈克雄.电气设备状态监测与故障诊断技术的现状与展望[J].电力设备,2003(06):1-8.