电气设备故障诊断系统的分析及其设计

电气设备故障诊断系统的分析及其设计

李满平

(摘要)电牵引采煤机的工作环境恶劣,而且采煤机自身结构和组成也比较复杂,增加采煤机运行时发生故障的几率。采煤机发生故障容易出现停机,影响煤矿企业的正常生产。因此,完善采煤机发生故障的诊断系统对提高煤矿企业生产效率具有重要意义。文章首先对电牵引采煤机故障诊断系统进行简要分析,然后简单介绍故障诊断系统中的关键技术。

(关键词)电牵引采煤机;故障诊断;系统设计

0.引言

在科学技术不断进步和社会对煤炭需求量的增加,大功率和大釆高的电气设备被应用也煤矿行业,极大的推动了煤矿行业的发展。但是,大量电气设备的应用也存在设备故障问题。一旦设备发生故障轻则影响生产,重则造成严重的安全事故。因此,加强对电气设备诊断系统的研究和应用对保证生产安和煤矿企业的正常运行具有重要意义。虽然,我国许多煤矿企业也逐渐重视故障诊诊断系统应用,但是,从整体来看,我国煤矿行业应用的电气水平设备故障诊断系统技术水平较低,和国外发达国家还有较大的差距。因此,我国还要加强故障诊断系统的研发力度,提高我国故障诊断系统的水平。文章就电牵引采煤机的故障诊断系统设计谈谈自己的看法。

1.电牵引采煤机故障诊断系统

1.1实现诊断故障的手段

从电牵引采煤机故障部分分布频率来看,电牵引采煤机故障可分为机械零部件故障、液压系统故障、电气系统故障和润滑系统故障四种。其中机械零部件故障时诊断难度最大的故障类型。温度、压力、震动和噪声是电气设备传递故障信息的主要方式。根据信息传递方式,可采用噪声监视技术、红外线测温技术等一系列技术

来获取故障信号。并根据故障信号特点的不同,可使用小波分析法、基于贝叶斯决策判据、模糊逻辑、专家系统或者人工智能网络等多种手段来诊断设备存在的故障,达到快速诊断设备故障的目的。

1.2电牵引采煤机故障诊断系统设计方案

根据电牵引采煤机故障类型,故障诊断系统应包括测试子系统和信息处理子系统两个部分。测试子系统主要发挥实施监控的作用。它可以实际对电牵引采煤机的电气、机械、液压等多个系统运行时的关键数据进行检测,列如机械设备的温度和震动情况、液压和润滑系统的压力参数。电气系统的电流和电压等等。并保证各个系统的正常数据,为今后监控和诊断设备情况提供参考。信息处理子系统可实现自动化判别,依据判别结果判定设备故障。同时该子系统还能根据设备故障的特征和状态分析故障发展趋势、评定设备健康程度,并为设备维护人员制定维护计划提供维护作为参考。列如陕西铜川某矿公司的大功率电牵引采煤机,故障诊断系统可以实现对采煤机运行状态进行实时监控,在监控的同时传感器也在实时采集、存储和传送设备运行状态参数,诊断系统通过该网络实现与远程服务中的连接,实现远程对设备运行状态的分析和预测。

2故障诊断系统设计的关键技术

2.1故障动态演化机理

早期采煤机机械故障多由多因素诱发,及设备故障信号和设备参数系统的映射关系非常复杂。故障机理是从大量实践研究中发现的设备故障信号和设备参数相互联系的规律表达方式,如果系统参数发生变化,设备信号也会随之变化。而信号和设备故障之间的内在联系时故障诊断系统的基础,对采煤机而言,故障信号多为不规律的震动和异常噪声,不同故障的机理也有很大不同,再加上设备运行环境对故障信号的干扰,故障信号采集和处理难度更大。而且当前我国故障诊断系统只能根据采煤机的电压电流和温度等简单参数进行监测,并不能实现定了诊断故障和定位诊断故障。因此,对我国采煤机故障诊断系统的基础技术。

2.2故障信号特诊提取技术

故障诊断系统以故障信号为诊断基础,但是采煤机的故障信号会受到不稳定的设备转速以及负荷的冲击和摩擦,造成故障信号不能稳定的被故障诊断系统采集系统核心要对采集的信号进行降噪处理才能保证获的信号能够真实的反映设备故障。当前信号降噪的方法有小波分析、神经网等。但是这些方法在降噪处理时有许多限制因素。依据采煤机运行的环境,要快速提取设备故障信号还需从非线性和非平稳的信号特诊两个角度出发。采煤机故障信号有时域和频域两个特征,时域特征的故障信号采用波形观察方式处理,频域特征的故障信号可以用小波变换方法处理。

2.3基于支持向量机的智能故障诊断技术

在人工智能和神经网络等技术的发展的基础上,智能故障诊断技术也在快速发展,并且成为未来发展的趋势。由于设备振动信号中包含许多设备运行状态信息,因此基于振动信号采集和处理技术已经成为设备故障诊断的基础。通过振动信号的普值或能量的诊断判断设备故障位置和性质。从处理振动信号的普值和能量诊断到设备故障位置和性质、整个过程都与智能识别算法技术有关。但是采煤机的故障诊断系统缺少足够的样本,采煤机运行环境复杂却也处于不断变化发展中,多传感器之间的信息融合存在较大问题。支持向量机可以突破样本少、条件不确定的因素的限制,因此可以使用支持向量机方法解决设备故障信号模式分类问题。

3.结语

电牵引采煤机通常在恶劣的环境中保持长时间运行,而且大功率和大釆高的采煤机自身机构和组成也非常复杂,采煤机在运行中容易出现各种问题,造成设备停止工作,给煤矿企业正常生产带来严重的影响。故障诊断系统的研究和应用可以帮助维护人员快速诊断和解决设备故障,提高采煤机的利用率,为煤矿企业创造更多的经济效益。

浅谈影响用户电气设备故障原因及措施

浅谈影响用户电气设备故障原因及措施 【摘要】本文主要分析影响用户电气设备故障原因，提出了相应的措施，确保电网安全运行，从而提高供电可靠性。 【关键词】用户设备；故障；电网；措施 1. 前言 当前，随着用电户的日愈增多和电力网的不断扩大，电网的安全运行与用户的安全用电越来越密切相联。近年来用户的电气设备故障引起停电事故有增加趋势，梅州城区仅在2011、2012年就发生用户事故出门造成10kV线路跳闸故障16起和19起，用户设备造成的故障不但使用户本身遭受损失，而且引起电网和其他用户的更大损失，造成不良的社会影响。有效地防止和降低用户端对电网的影响已是刻不容缓的。本文拟对用户电气端影响电网安全的存在问题进行分析，并探讨防止和降低因用户端电气设备的故障而影响电网安全运行的措施。 2. 存在问题及分析 2.1 用户高压电气设备故障，进线柜保护拒动，引起系统变电站整条馈线跳闸，该馈线的用电户全部停电。常见设备故障有如下几种： 2.1.1 用户高压配电柜的电流互感器CT 或电压互感器PT 突然击穿、烧毁。主要原因：（1）CT、PT 使用时间长，设备老化，遇潮湿天气或负荷较大时，绝缘程度降低，局部先击穿，继而单相或相间短路，互感器烧毁。（2）投建时，选用的CT、PT 绝缘强度较低；没有按照使用条件选型。（3）设备已超过使用年限，没有及时更新或替换。 2.1.2 配电变压器冒烟、喷油至起火。主要原因：（1）变压器长期超载运行，没有及时增容，至使内部铁心、线圈烧毁。（2）变压器运行时间长，内部绝缘老化，从匝间短路逐渐扩大至相间短路，引起变压器油燃烧。（3）带有瓦斯保护变压器，没有投跳闸，报警又没有引起注意或瓦斯保护失灵。 2.1.3 高压铝母排相间短路，铝排局部变黑且有断口。主要原因：（1）老鼠进入高压室，爬上铝母排，电弧通过老鼠放电，造成相间短路，老鼠位于进线柜之前，设备失去进线保 护，情况尤其严重。（2）设备老化、瓷瓶破裂或环境污染严重，绝缘击穿进而闪络放电，常出现两相对地放电，引起相间短路。 2.1.4 高压电缆击穿短路，电缆烧毁、断股。主要原因：（1）电缆老化或电缆头灰尘积多，绝缘下降，闪络放电，造成相间短路。（2）电缆头或中间接头施工工艺差，绝缘程度不高，运行时间长或负荷上升，接头发热严重，绝缘损坏、

故障诊断专家系统及其发展

综述与评论 计算机测量与控制.2008.16(9) C omputer Measurement &Control 1217 中华测控网https://www.wendangku.net/doc/4110727504.html, 收稿日期:2008-06-08; 修回日期:2008-07-16。 作者简介:安茂春(1967-),山东莱阳人,副研究员,主要从事测试与故障诊断技术的管理工作。 文章编号:1671-4598(2008)09-1217-03 中图分类号:TP182 文献标识码:A 故障诊断专家系统及其发展 安茂春 (北京系统工程研究所,北京 100101) 摘要:文章对主要的故障诊断专家系统进行了系统的归纳和分类,主要关注故障诊断专家系统在军事领域的应用;重点讨论了基于规则的诊断专家系统、基于模型的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统的技术要点、发展现状、优缺点及其在军事方面的应用;最后,对该学科的发展做出了预测,指出基于多种模型结合的诊断专家系统、分布式诊断专家系统、实时诊断专家系统是今后的发展方向。 关键词:专家系统;故障诊断;军事应用;基于规则推理;建模技术;人工神经网络;模糊推理;基于事例推理 A Survey on Fault Diagnosis Expert Systems An M ao chun (Beijing Institute o f System and Eng ineering ,Beijing 100101,China) Abstract:In this article w e present a s urvey of fault diagnosis expert system s,and categorize them into 5different types according to know ledge organiz ation m ethod and reasoning m ech anis m,w hich are ru le-b as ed fault diagn osis expert system,model-based fault diagnosis ex pert system,n eural netw ork fault diagnosis exp ert sy stem,fuz zy fault diagn osis expert system and cas e-based fault diagn os is expert sys -tem,for each type w e describ e its techn ical pr op erties,curren t status,ad vantag es and disadvantages,and application s in military field.At the end of th is article,w e point out that hybrid model-based,distributed and real-time diagnosis expert sys tems are fu tu re direction s. Key words:ex pert sys tem;fault diagnosis ;military application;rule -b as ed reasoning;modelin g;artificial neural netw or k;fuzzy reasonin g;ease-b as ed reasoning 1 故障诊断专家系统及其分类 专家系统(Ex per t Sy st em,ES)是人工智能技术(A rt if-i cial I ntelligence,A I)的一个重要分支,其智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。 故障诊断技术是一门应用型边缘学科,其理论基础涉及多门学科,如现代控制理论、计算机工程、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别等。故障诊断的任务是在系统发生故障时,根据系统中的各种量(可测的或不可测的)或其中部分量表现出的与正常状态不同的特性,找出故障的特征描述并进行故障的检测与隔离。 故障诊断专家系统是将专家系统应用到故障诊断之中,可以利用领域知识和专家经验提高故障诊断的效率[1]。目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛,如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XM AN [2],N A SA 与M IT 合作开发的用于动力系统诊断的专家系统,英国某公司为英美军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统[3]等,此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断专家系统。 根据知识组织方式与推理机制的不同,可将目前常用的故障诊断专家系统大致分为基于规则的诊断专家系统、基于模型 的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统。 2 故障诊断专家系统对比分析 2 1 基于规则的诊断专家系统 在基于规则的诊断专家系统中,领域专家的知识与经验被 表示成产生式规则,一般形式是:if<前提>then<结论>其中前提部分表示能与数据匹配的任何模型,结论部分表示满足前提时可以得出的结论。基于规则的推理是先根据推理策略从规则库中选择相应的规则,再匹配规则的前提部分,最后根据匹配结果得出结论。 基于规则的诊断知识表达方式直观、形式统一,在求解小规模问题时效率较高,并且具有易于理解与实现的优点,因而取得了一定成功。20世纪90年代,国外在军用水压系统、电力供应网络等方面进行了应用。 但是,对于复杂系统,所观测到的症状与对应的诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取规则有着相当的难度,且诊断时只能对事先预想到的并能与规则前提匹配的事件进行推理,存在知识获取的瓶颈问题。2 2 基于模型的诊断专家系统 在基于模型的诊断专家系统中,领域专家的专业知识包含在建立的系统模型中,这种基于模型的诊断更多地利用系统的结构、功能与行为等知识。相比基于规则的诊断专家系统,这种诊断方式能够处理预先没有想到的情况,并且可能检测到系统存在的潜在故障。这类系统的知识库相对容易建立并且具有一定的灵活性,已应用于航天器动力燃烧系统故障诊断等方面。

基于MATLAB故障诊断系统设计

摘要 随着对自动化设备的安全性、可靠性以及有效性要求的提高，故障诊断技术受到人们的重视，已成为国内外自动化控制界的热点研究方向之一。故障诊断是对控制系统进行故障检测与诊断，并对故障的原因、故障的频率、故障的危害程度及故障的趋势预测等内容进行分析判断，为确诊故障点、及早采取维修、防护等补救措施提供科学的决策依据。 随着科学技术进步，过程工业生产装置的结构日趋复杂，逐渐从单变量系统发展到以多变量系统为主，通常具有非线性、时变性、强耦合性及结构和参数的不确定性，这类系统和设备一旦发生故障，排除的时间增长，不仅造成巨大的经济损失，甚至造成人员伤亡和环境污染，因此传统的故障诊断方法已无法满足要求。 由于大多数过程工业难以建立精确的数学模型，基于数学模型的故障诊断方法在实际应用中遇到了较大的困难。多元统计过程控制的故障检测与诊断方法不依赖于系统的数学模型，因此该方法更具实用性。基于主元分析的工业过程故障诊断方法，由于充分利用了主元分析算法在处理线性数据时可对其降维的作用，使得对多变量生产过程的监测可在低维变量空间实现。本文对基于主元分析的故障诊断方法进行了系统、深入的研究。 关键字：故障诊断；主元分析；过程工业

Abstract With the increasing requirement on safety, reliability and effectiveness of automation devices, study on the problem of fault diagnosis has received great attention and been one of the most active research topics. Fault diagnosis is doing fault monitoring and diagnosis for monitor and control system. It also analyzes fault source, frequency, severity, tendency etc., and provides scientific decision-making basis in order to confirm fault, take remedies, such as timely maintenance and defense. With the development of science and technology, the process industrial production installment's structure is getting more and more complex, and develops gradually from the single variable system to the many-variable system primarily. Since it is usually highly nonlinear, time-varying, seriously coupling and its structure parameters are uncertain, traditional fault diagnosis method can’t satisfy the demand. Once this kind of system and equipment comes about malfunction, it will take a long time to be solved and lead to a large amount of economic loss, even human injuries or environmental problems. It is difficult to found precise math-model in many industry processes, the fault detection method base on math model has much more difficulty actually application. The method of fault detection and diagnosis based on MSPC (Multivariate Statistics Process Control) doesn’t depend on the math model of system. The method of fault detection based on PCA (Principal Component Analysis) making full use of PCA algorithm well and it has the function of declining the dimension while handing line related data. It can make the monitor process carrying out from multivariate space into the low dimension. The main purpose of this thesis is to make further study on the fault diagnosis based on PCA. Keywords: Principal Component Analysis; Fault detection; Process Industry

电气设备常见故障分析

电力电缆运行中常见的异常有以下几种： 1、电压异常。运行中电力电缆的电压不得超过额定电压的1596，超过规定应视为异常，因其容易造成电缆绝缘击穿事故。 2、温度异常。电力电缆运行中的长期允许工作温度，不应超过制造厂规定。限制其最高允许温度的原因是：电缆过热会加速绝缘老化，缩短使用寿命并可能造成事故。电缆长时间过热会造成以下危害： （1）电缆终端头外部接触部分损坏。 （2）电缆绝缘降低、老化。 （3）铅包龟裂膨胀、恺装缝隙开裂。 （4）沥青绝缘胶受热膨胀，使电缆端头、中间接头胀裂。 电力电缆运行中的温度高低，主要取决于所带负荷的大小，因此值班人员可以通过监视和控制其负荷，使电力电缆不致于温度过高。 （5）小电流接地系统单相永久性接地故障时，该系统上的电缆连续运行的时间最长不超过2小时。 Ⅵ、电力电容器部分: 1、电容器的常见故障。当发现电容器的下列情况之一时应立即切断电源。 （1）电容器外壳膨胀或漏油。 （2）套管破裂，发生闪络有为花。 （3）电容器内部声音异常。 （4）外壳温升高于55℃以上示温片脱落。 2、电容器的故障处理 （1）当电容器爆炸着火时，就立即断开电源，并用砂子和干式灭火器灭火。 （2）当电容器的保险熔断时，应向调度汇报，待取得同意后再拉开电容器的断路器。切断电源对其进行放电，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹，外壳是否变形，，漏油及接地装置有无短路现象等，并摇测极间及极对地的绝缘电阻值，如未发现故障现象，可换好保险后投入。如送电后保险仍熔断，则应退出故障电容器，而恢复对其余部分送电。如果在保险熔断的同时，断路器也跳闸，此时不可强送。须待上述检查完毕换好保险后再投入。

电气设备故障类型及解决措施

2012年第10期（总第406期 ）上C H IN E SE &FO R E IG N E N T R E PR E N E U R S 电气设备运转中，有时会发生意想不到的事故，对故障状态的准确判断是非常重要的，这是因为判断的结果会对故障处理产生很大的影响。然而在事故现场，处理事故所允许的时间往往十分有限，又往往只能利用简单的测量仪表来进行检测，这些情况都容易导致对故障判断的失误。因此，必须对电气设备的故障有足够的认识。 一、变电设备引起的故障 近年来，受变电设备已经基本上可以做到免维护，我们的工作精力也因此转移到生产线的控制和改造上来，对于受变电设备关注程度则越来越低。但是，一旦受变电设备和机器发生故障，就会直接导致所有工厂停工等重大事故发生。 1.变压器绝缘性能下降、 气体压力升高油浸式变压器的绝缘油与空气相接触时，就会因吸湿、氧化等作用而使绝缘油性能变坏，使变压器线圈的绝缘性能变坏，从而使整个变压器的绝缘性能下降。为了防止上述情况的发生，对于大容量变压器，可在其内部密封氮气，以防止绝缘油氧化。由于线圈的局部过热和局部放电，以及铁心的异常等原因，将会引起变压器内部的温度上升。温度的上升将引起绝缘油热分解和氧化，进而产生异常气体并溶解或滞留于绝缘油中。 2.变压器、 发电机线圈发生短路或接地变压器或发电机的线圈发生短路或接地时，其供电电路将被切断，但是这种事故很少发生。首先，对这种类型的事故而言，在现场作紧急处理是不可能的，属于必须回到制造厂进行修理的重大事故。如果是油浸式变压器发生线圈短路或接地事故，则存在从短路部位的烧毁发展成变压器火灾的严重危险。 3.停电作业失误 因需要进行设备检修，一般来说，工厂的变电所每年要进行1～2次的全停电作业。由于平时很少有与变电所设备直接接触的机会，因此检修时需要格外仔细地进行，即使这样，有时还是会发生意想不到的错误。特别需要注意以下几种情况：检修后不要忘记检查设备的接地线是否可靠接好；是否有检修工具 等被遗忘在控制柜内；等等。实际上，上述错误往往是由检修人员的漫不经心造成的，为了防止这些事故的发生，检修作业后恢复确认环节是极其重要的。 二、供电线路引发的事故 因线路关系而发生的对地短路和线间短路事故也会引起系统停电，但要了解短路原因及其位置并不简单。如果线路出现烧毁或断线，对于低压电路，作应急处理还比较容易，但对于高压电路来说，修理或变更线路路径就不是一件容易的事情了。因此，在最初设计线路时，就应当选择适合使用设备的开关装置和导线容量，以及严格按照电气设备技术标准的要求进行施工。在正常环境使用的情况下，加强了线路绝缘的维护管理，在所使用的保护装置和选择和设定上采取了保护协调措施，使保护装置的动作更加合理，也杜绝了波及其他系统事故的可能性。交流三相电路和交流单相电路的理论很容易与工厂配电线路相结合，因此获得了广泛的应用。 1.变压器中性点接地断线 单相3线式变压器可以输出两种电压。当3线采用同样粗细的导线时，与单相2线式相比，用铜量可以减少37.5%。单相3线式变压器广泛应用于工厂照明、 电热负载，以及满足一般单相负载的电力供应。变压器的一次侧为单相高压、二次侧为210V 和105V 两个输出电压等级， 二次侧的中性线采用B 类接地施工。因此，变压器的对地电压小于150V ，从安全上来说，还可以在发生高压侧与低压侧混线接触时，防止低压侧电压升高的危险。然而，当接地线已经断线但变压器仍然给负载供电时，这种情况是非常危险的，如果这时其他电压相发生对地短路，则接地线的接地电阻值对于配电线路、变压器及二次侧的设备机器等都将产生很大的影响。 2.地下高压电缆对地短路事故 从供电线路的条件、线路的保护、景观上是否合适，以及所需要的经费等方面综合考虑，工厂内部大多采用地下供电方式。因此，工厂供电线路是不需要进行外观检验和事故修理的， 收稿日期：2012-08-22 作者简介： 牛国锋（1983-），男，山西霍州人，助理工程师，从事机电设备管理研究。浅谈电气设备故障类型及解决措施 牛国锋 （河南煤业化工集团永煤公司新桥选煤厂，河南永城476600） 摘 要：电气设备运转中，有时会发生意想不到的事故，此时应能够准确判断事故产生的原因，以便尽快采取相应的 对策。然而经验表明，对于电气故障来说，某些单纯的故障在调查诊断期间有时却意外地自动恢复正常，而故障的原因却始终不甚明了。基于此，对电气设备故障进行研究，分析变电设备引起的故障、供电线路引起的故障、控制电路和控制设备引起的故障，并对管理模式的改变进行探索，以期构建更加科学合理的电气设备管理模式，增强电气设备运行的可靠性，提高电力系统的稳定性。 关键词：电气设备；故障变电设备；线路；控制电路中图分类号：F270.7 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2012）19-0101-02 【安全生产】Safet y In Pr oduct ion 101

汽车故障诊断专家系统的研究和设计

摘要 本文介绍了汽车故障诊断专家系统的基本结构及其开发的基本方法，论述了汽车故障诊断专家系统软件的开发研究的意义和设计中的难点，针对汽车故障的复杂性特点模拟经验丰富的维修专家的诊断思路及方法，利用Delphi7进行编程，建立友好的人机界面，依据计算机数据结构原理，采用故障树的数据结构和关系数据库原理完成知识表示建立完善的知识库，实现了确定性故障诊断所需的知识库和推理机。从而可使用户通过人机对话的形式方便、快速、准确地找出故障原因，大大地提高汽修行业的效益及汽车的使用寿命。 关键字：汽车故障诊断专家系统

The paper introduces Automobile Fault Diagnosis Expert System of basic structure and development of basic methods. Discusses the software of Automobile Fault Diagnosis Expert System 's research meaning and the difficulty in the design. Aiming at the complexity characteristic of the fault ,simulating the way that experienced diagnosis maintenance of expert thinking, using Delphi7, established friendly human-machine interface. According to the principle structure data of the computer , adopt the fault tree's data structure and relation theories of database to accomplish the representation of knowledge, and realized the uncertainty of knowledge base for fault diagnosis and reasoning machine. The user could find fault convenient, fast and accurately through the man-machine dialogue form , greatly improve the automobile industry's efficiency and the automobile's service life. Key words：automobile fault diagnosis expert system

电动机故障诊断系统设计毕业设计

电动机故障诊断系统设计毕业设计 目录 第一章绪言 (1) 第一节电动机的发展 (1) 第二节电动机的结构及分类 (2) 第三节电动机的原理 (5) 第二章电动机的用途及常见故障 (6) 第一节电动机的运行方式及参数 (6) 第二节电动机的用途 (7) 第三节电动机的常见故障及维修 (8) 第三章电动机的故障诊断 (15) 第一节电动机的故障诊断方法 (15) 第二节PLC原理介绍及设备总体结构介绍 (15) 第三节电动机的故障分析 (19) 第四节电动机故障检测系统设计 (19) 第五节硬件设计 (21) 第六节软件设计 (24) 第四章电动机的电气保护及维护 (28) 第一节电动机的电气装置保护 (28) 第二节电动机的日常维护 (31) 结论 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 附录 (38)

第一章绪言 第一节电动机的发展 电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。 电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械。 在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。

机电设备电气安装常见故障及策略分析 刘玉玲

机电设备电气安装常见故障及策略分析刘玉玲 发表时间：2018-12-25T10:58:41.470Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：刘玉玲 [导读] 摘要：通过对当前我国现代社会的发展现状进行分析可以看出，我国当前已经全面进入现代化、信息化时代，科学技术、计算机技术被广泛应用在各个领域当中。 山东中允建设有限公司山东龙口 265701 摘要：通过对当前我国现代社会的发展现状进行分析可以看出，我国当前已经全面进入现代化、信息化时代，科学技术、计算机技术被广泛应用在各个领域当中。特别是由计算机和PLC等一些零部件相互组合在一起的电气控制系统，在实践中得到了有效利用。电气系统在实际应用过程中，自身具有非常多的优势特点，比如其通用性比较强、可靠性也比较强等，所以整体应用效果普遍比较良好。另外，电气系统在实际应用时，由于其编程相对比较简单，而且比较容易对其进行学习和操作，所以在维护方面也能够提供一定的便利条件。 关键词：机电设备电气；安装调试；常见故障；应对措施 1导言 随着电气设备越来越复杂，工程越来越大，使得电气安装调试运行过程中的吊装、装配、检测技术的要求也越来越高，这更需要当前施工技术和施工设备的不断提升和更新。本文正是基于当前我国新阶段的电气安装调试情况的分析与探究，目的在于提升电气调试安装的水平。 2机电设备安装工程施工的特点 机电设备安装工程涉及的专业知识较多，涵盖的学科门类较广，同时安装的对象往往也处在不同的生产环节，这导致机电设备的学科和专业大大增加。为此需要具备各类专业知识和技术来解决安装调试环节的具体问题；在具体施工环节设计使用的电气设备、新技术、新材料、新工艺等越来越多；由于当前工程的规模不断扩大，导致电气设备的安装调试工程量越来越大；对于当前的一些重要大型工程，所设计的机电设备在体积上越来越大，由此使得机电设备在实际搬运中需要用起重设备进行吊装的操作越来越频繁；由于一些大型设备的安装工程量大，导致装配中的困难增加，对于装配精度的保持很难保证；当前，随着自动化技术的不断发展，这使得电气设备的自动控制能力不断提升，这使得工程技术的智能性大大增加。 3机电设备电气安装调试运行的基本内容分析 当前，我国可以说正处于向机械制造强国方面转变和发展的重要时期，机电设备安装调试工作在其中具有非常重要的影响和作用。机电设备的安装和调试不仅能够体现出工种本身具有的复杂性特征，而且还能够体现出其本身技术含量高的特征。由此可以看出，在实践中需要提高机电设备安装调试维修工作人员自身的素质和工作能力，这样才能够促使整个安装调试过程具有实质性意义和价值。 首先在调整过程中，主要是根据设备技术提出的一系列条件要求，对设备自身各个方面的机械参数或者是一些电气参数进行有效调整。这样不仅有利于从根本上满足设备在预定时的功能性要求，而且还能够达到其性能的基本要求。其次，在测试的时候，这一过程主要是针对设备自身的各种技术指标以及相对应的功能进行测量和试验检测。在这一基础上，要与实际情况进行有效结合，这一才能够设计出符合实际要求的性能指标，并且与实际情况进行对比分析。这样不仅能够准确判断出其是否处于合格的状态，而且还能够最大限度保证其满足系统安全、经济稳定运行的根本目的。 4机电设备电气安装常见故障 4.1超电流中的问题 超电流问题作为一种重要的电流故障，常常是由于电力设备的主体泵阀轴端的旋转轴承出现损坏，进而导致转子和电机壳体摩擦加剧，进而导致旋转速度变化，出现超电流问题。这种问题往往在细节上是由于电机功率偏小、电阻的变频性能较弱的问题。估计在机电设备的安装调试环节中，要严防此问题的出现。 4.2电气设备中的问题 电气设备中存在的问题主要有以下几个方面：首先，在设备安装过程中，对于隔离开关等安全设备安装存在问题，导致接触压力及安装触头的接触面积存在接触不良的问题，加之，在操作不当时、设备触头的使用时间过长时，导致触头发生氧化，进而导致触头的电阻变化，触头灼伤，进而导致安全事故的发生；再者，由于电气设备在线缆触头、安装断路器的熄弧存在一定问题，这导致电气设备的绝缘介质产生高温分解，导致断路器等安全设备发生损坏，进而威胁施工人员的人身安全，同时造成重大经济损失。 5机电设备电气安装调试运行故障的处理措施 5.1机电设备安装工程中电动机的节能施工 在机电设备安装和调试的具体环节，要注重节能施工操作，具体的降低能耗的途径在于增强电动机的功率和运行效率。根据研究可知，选用高效率的电动机，可以大大提升电机的效率。具体上，功率因数可以提升一半，而相应总损耗可以降低30%。为此，在实际的设备安装工程中，对于电动机的施工及其改造环节，选用高效率的新型电动机，这样可以最大程度的提升节能效果，达到节能施工的目的。 5.2机电设备安装工程中交流电机的节能施工 为了实现机电设备安装工程中交流电机的节能力度，着力推广使用交流电机的变频调速技术。这是一种极为有效的措施来进行节能，此技术的特点是通过交流变频装置，在电机负载发生变化时，对转速进行相应的调整，使其与负载变化相协调。这样在增强电机的运行效率的同时，也达到了节能的目标。当前为了实现预期的变频节能效果，通常是使用多种电力器件组成静止变频调速器对异步电机进行调速。 5.3机电设备安装工程中其他电气节能施工措施 在机电设备及变电的重要负荷位置，需要需用低功耗、低污染和安全的节能性变压器产品，这是节能的最为关键的因素。为此，在设置的发电机组上，选择进口高效、符合国家环保要求的产品；在具体的机电设备电路铺设上，要防止和减少漏电事故的发生，为此可以去除插座回路并设置一定的漏电保护开关，为提高安全性需要增加接地线路。在诸如洗漱间等位置，需要设置一定等电位连接线路；在线路的铺设路径上，需要对线路进行金属盖板或塑料管道保护，这是防漏电和触电事故的有效措施；在重要的施工地点，诸如电梯井和变压机房等，需要设置一定的检修照明装置；在对于安防设备和变压器的一些弱电环节，需要设置一定的谐波治理装置，进而可以保证电网的弱电设备的干扰和冲击；在电气设备的照明电源选择上，通常采用荧光灯、绿色荧光灯和金属卤化物灯为主。

浅谈低压电气设备发热故障分析及处理

浅谈低压电气设备发热故障分析及处理 随着生活水平的不断提高，电气设备已渗入到人们生活的方方面面，人们对电气设备的可靠性以及安全运行提出了更高的要求。在电气设备，尤其是低压电器设备运行的过程中，发热现象是最常见的现象，也是引发故障最多的，且对设备运行状态有较大的影响。文章针对发热故障的产生原因、位置等因素进行了详细的讨论，并对其故障情况进行分析，提出相应的处理方案。 标签：低压；电气设备；发热；故障；分析；处理 引言 在生产实践中，低压电气设备的发热问题一直困扰现场工作人员，该类问题引发的故障类型多样，故障点位置不易确定，故障危害较大，是几个比较突出的特点。近年来，由于低压电气设备发热故障导致的设备损坏等事故发生率较高，对设备的安全运行十分不利。以南宁某制造业企业电力系统改造为例，对原有的一二次设备进行升级换代后，解放了相当一批劳动力，电力系统自动化程度提高，但是近年来的故障统计中发现，发热故障导致的设备停运和损害事故发生率反而呈现上升趋势，对设备的安全运行有着重要的影响。 1 发热故障分类 对发热故障进行分类时，依据不同的分类标准，故障类型也不尽相同。 1.1 依据发热位置分类 依据发热故障产生的位置不同，可以将该类故障分为内部故障以及外部故障两类。 内部发热故障：发热原因是由于电流在设备及元件内部流动时，由于元件内部存在相应的电阻，从而产生相应的热效应，引起设备发热。 外部发热故障：由于电气设备及元件的表面由于散热条件较差，导致的热量堆积，或由于年久失修以及未及时更换导致的设备绝缘能力下降，导致漏电等现象，引起电能损耗，产生热量。 1.2 依据发热原因分类 低压电气设备发热原因主要分为电流热效应、电压热效应以及其他诸如漏磁等效应在内的多种。 电流热效应：该种发热原因主要是设备或元件中的电流、电阻、接触电阻等增加而导致的发热量增加。一般而言，外部发热故障的发热原因多属于电流热效

基于SAE J1939的自卸车故障诊断专家系统设计

基于SAE J1939的自卸车故障诊断专家系统设计 【摘要】基于SAE J1939的便携式自卸车故障诊断专家系统。该系统上位机通过CAN总线获得车辆自检信息，通过故障诊断专家系统根据自检信息对知识库进行搜索匹配，诊断推理，得出故障诊断结论，并给出相应的排除故障的措施和维修意见。 【关键词】SAE J1939 自卸车故障诊断专家系统 自卸车辆在钢铁、煤炭开采运输领域应用广泛。随着国内外大型露天矿山规模的不断扩大，自卸车在年开采量1000万吨级以上大型露天矿山的运输设备中起着举足轻重的作用。然而自卸车辆出现故障后，往往严重依赖维修人员的经验和专业熟练程度，测试和平均维修周期长，甚至很难发现故障部位。本系统基于SAE J1 939CAN总线，可加快故障诊断快速性、准确性，实现故障诊断的智能化。[1] 1 总体设计方案 根据自卸车辆功能划分若干检测子系统，例如发动机检测系统、动力传输检测系统、温度检测系统和照明检测系统等。每个子系统作为一个独立的节点接入CAN网络。网络连接后，上位机（PC）对下位机发送检测指令，下位机将检测信息反馈到上位机进一步处理。上位机接收检测信息，利用专家故障诊断系统对检测信息进行分析推理，最终生成故障诊断报告供检修人员参考。 该系统主要由五大部分组成：检测子系统、CAN总线及接口、USB-CAN适配器、上位机PC和专家系统应用程序。其中USB-CAN适配器和专家系统应用程序是我们主要设计部分（见图1）。 2 CAN总线和1J1939协议 控制器局域网络（CAN）是德国Robert Bosch公司在20世纪80年代初为汽车业开发的一种串行数据通信总线。具有高的保密性，有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。[2] J1939协议以CAN2.0B协议为基础，通讯速率最高可达250 kbps。采用协议数据单元PDU（Pro—tocol Data Unit）传送信息，每个PDU相当于CAN 协议中的一帧。J1939在通讯中是负责数据传输的传输协议，其功能分为数据的拆分打包和重组及连接管理两部分。PDU由29位标识符和0～8个字节的数据所组成，（如表1）。[3] 3 适配器设计 3.1 USB-CAN适配器硬件电路设计（见图2）

基于PLC电机故障诊断系统设计

基于PLC电机故障诊断系统设计 摘要：随着经济的高速发展，现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想，PLC可编程逻辑控制器（PLC）是实现自动化操作的基础。一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理，保证了生产设备的正常运转。PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度，同时也是衡量自动化控制的智能化指标。PLC 对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。 关键词：PLC电机故障诊断系统设计 中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0278-02 在当下的工业生产过程中，PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用，是实现工业自动化控制的中间力量。PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性，PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。 一、电机系统的组成和工作原理 PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组

成[1]。上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。PLC 通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。上位计算机通过对故障原因进行分析和判断，分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。人机界面给出故障点解释故障的诊断结果，并在人机界面给出相应排除故障的建议。电机故障诊断系统的框架图如下： 当操作人员按下生产系统的开机按钮后，PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断，如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动，并且伴随报警，反之则启动成功。电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起，反之则电机出现故障。在生产设备运行过程中，PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障，PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。在关机时，PLC接到关机命令后，断路器跳闸（电机“开/关”指示灯灭），故障声光报警后，按下报警复位按钮进行系统复位完成关机动作[2]。 二、PLC的组成 PLC的组成主要包含：中央处理器、存储器、输入/输出模块、电源、外部设备接口及输入/输出扩展单元等组成。它

船舶电气设备常见故障分析及处理方法

摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1船舶电气设备系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2船舶电气设备常见故障征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 3船舶电气设备的故障分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.1按故障性质分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.2按故障原因分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.3按故障后果分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.4按故障发生和演变过程的特点分类．．．．．．．．．．．．6 4 船舶电气设备常见故障原因及处理方法．．．．．．．．．．．．．7 4.1发电机常见故障及处理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 4.2主配电板常见故障及排除方法．．．．．．．．．．．．．．．．8 4.3船舶电网常见故障及处理方法．．．．．．．．．．．．．．．10结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

摘要 随着科学技术的日益发展，我国的船舶行业的自动化程度不断提高.但是，因为电气设备故障而导致的企业和人员损失也越来越大，因此，对船舶电气设备的可靠性和稳定性要求也愈来愈高。船舶电气设备的故障时多种多样的，但是如果每次都在电气设备出现故障后再进行维修，这样虽然能保证设备的维修，但是由于船舶在运行时受到工作环境等因素的影响，因此，为了能保证船舶的正常运行，我们应分析船舶电气设备的各种故障现象，总结归纳出出现故障前的征兆，对不同类别电气设备的故障原因和可能出现的结果进行分类，为船舶的维护与检修工作提供理论的指导。 关键词：船舶；电气设备；故障分析；故障处理

浅析电厂电气设备故障分析及管理 陈志国

浅析电厂电气设备故障分析及管理陈志国 发表时间：2019-08-15T15:45:07.660Z 来源：《防护工程》2019年10期作者：陈志国[导读] 作为电气设备中的重要组成部分，在电气设备运行过程中，变压器和电气主接线等的主要部分承担着整个电厂的整个运作。 国网监利县供电公司湖北荆州 433300 摘要：随着我国电力事业的快速发展，电厂电气设备运行的稳定性也成了人们重点关注的内容，在电厂电气设备运行的过程中，由于多方面因素的影响，很容易出现一定程度的电气故障。这样不仅会影响到人们的日常用电安全，也会使整个电力系统的稳定性造成非常严重的影响，严重的话还会出现安全问题，可以说电厂电气设备会对电厂造成最为直接的影响。 关键词：电厂电气设备；故障；管理 一、电气设备故障分析与管理的意义作为电气设备中的重要组成部分，在电气设备运行过程中，变压器和电气主接线等的主要部分承担着整个电厂的整个运作。在使用过程中，受到电流重大输出压力的影响，电气设备在生产、安装、使用及维护需要遵守更严格的规定，已达到高标准要求，保证电厂的正常运行。选择合适的电气设备，能够保证电厂的安全平稳运行。为了避免电气设备受到不确定因素的影响而引起故障，就要根据实际情况对故障问题进行详细分析，并根据原因分析找准措施，并实施有效的管理计划，将不可控风险前置，提高电气设备的运行效率，促进电厂安全平稳运行。 二、电厂电气设备常见的故障及处理措施 2.1电机故障 高压电机故障中，出现频率最高的是电机引线造成的故障。故障原因是电机绝缘受到潮湿环境的影响，电机受潮、线圈表面磁性物质脱落，击穿了定子绕组绝缘。此外，由于电机的引线正处于热风区域，很容易出现老化，受到轻微外力作用就会引起电机不正常工作。低压电机故障中，常出现的是电机的启动故障，电机通电之后，电机无反应。故障原因有通电的电源电压过低、定转子局部线圈错误链接、电机笼型断裂等。解决措施分析：电机中的定子绕组故障，可以在抽出转子的情况下，通过运用电压降法找到故障点，明确故障源之后使用针对性的修理措施。此外，可以局部修理定子绕组接地点的线圈，剔除热风区域引线的旧绝缘，重新设置绝缘，添加定子绕组和接线盒中的绑扎绳，避免引线和绝缘瓷瓶出现松动。低压电机出现启动故障，可以先测量电源电压，通过改善电压来稳定电机；检查笼型钻子断裂点、开焊点，若出现断裂情况，需要及时修复。 2.2出现电弧、电火花设备经过长时间的运行，设备导线的绝缘层会出现破损，引起电路短路，出现电弧。导体的接头出现松动时，接头电阻会增大，这会增加电路的负荷，也会产生电弧、电火花问题。此外，若使用的裸导线弧度较大，容易出现混线问题，也易引起电弧电火花问题。若设备处于正常状态下，也会产生电弧现象，电厂则需要加强对该设备的管理，要与其他设备保持安全距离。在有火源的场所，可以使用无延燃性电缆或者无延燃性绝缘导线。 2.3发电机碳刷冒火 发电机滑环碳刷冒火是比较常见的发电机故障。当发电机的滑环碳刷出现火花处理不及时，会延伸成为设备环火，影响发电机的使用寿命与安全运行。造成该故障的原因是：运行中的发电机会因为压簧质量、压力和运用时间的不同，导致滑环与碳刷之间的接触点电阻不一致，在不均匀电流作用下，压簧容易产生形变，以致于出现火花。另外，若电厂使用的发电机碳刷质量不过关，碳刷在碳盒中会因为振动而磨损，情况严重时就会剥落碳刷边缘，出现非均匀性的集电环磨损，机组产生震动，碳刷架和碳刷盒的积垢会引起碳刷冒火花。解决方式分析：1)可以更换为同一型号的压簧，并对其进行压力测试，确保碳刷和集电环的压力一致。2)更换不符合发电机要求的碳刷，让碳刷的长度保持在新碳刷长度的2/3处，但碳刷的每次更换不能大于1/5。3)，要研磨发电机的新碳刷，滑环表面与碳刷的接触面积要大于碳刷总面积的7/10，确保碳刷能够在允许范围内自由运动；四，检修人员要定期对发电机碳刷、滑环、压簧等设备的检查，减少设备的故障发生率。 三、加强电厂电气设备管理的措施 3.1电气设备绝缘老化的处理方法电厂电气设备绝缘老化是个不可逆转的现象，只要及时发现，及时维护就可以避免负面影响因素的发生。因此，加强在线监测是必要手段，随着微机技术的发展，出现了自动化系统ECS，可以方便地就地采样，通过以太网，把信息发送到显示端。技术人员很方便地阅读数据，及时作出维护、更换计划。 3.2发电机故障处理方法处理碳刷冒火的办法很多，最主要的可以采取以下几种方法：一是及时更换磨损严重的碳刷。更换前需要对新的碳刷进行直观检查，检查是否存在毛边、杂质、裂纹等现象，使用前尽量对碳刷表面打磨平整，确保接触良好；二是更换过程中注意弹簧的使用状况。维修人员一般不太注意对弹簧的更换，认为无足轻重，实际上弹簧的弹力经过长期工作已经出现磨损，因此建议及时更换。全部安装完毕，再次进行检查，可以用手轻轻触动压簧，看看是否灵敏以及劲力是否一致。如果有条件的话，可以通过压力监测仪器对压簧事先进行检测，通过数据准确判断压簧是否全部有效、标准。 3.3提升检修人员的素质要想真正加强电厂电气设备管理的质量，首先就需要提升检修人员的素质，其中包括专业素质以及个人素质。针对计划性检修工作，一定要严格要求其具备较为专业的知识，并且能够有效地掌握相关知识，针对检测检修工作，则需要确保检修人员属于多能型技术人才，这样才能最大程度降低设备出现故障的可能性，提升电气设备的利用率。从而就能更好地掌握电气设备的相关知识，进而就能培养出知识与实践相结合的检修人员，最大程度地提升电气设备检修工作的质量。 3.4使用万用表做好测量