中礦龍科能源科技(北京)股份有限公司

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智能診斷原理

諧波診斷----具有劃時代意義的電氣設備診斷技術
 
      對電氣設備的維修而言, 狀態修是最佳的維修模式, 但也是最難有效實施的。實施狀態修維修模式的關鍵是要能夠使用科學的監測、檢查、診斷等手段, 及時獲取、全面掌握電氣設備運用狀態的數據,對照標準分析、判斷電氣設備是否正常, 在此基礎上, 才能針對電氣設備的不同狀態進行相應的預防性維修。被譽為“ 諧波診斷之父” 的高博先生根據高次諧波的測定原理,研發出的非接觸型電氣設備診斷系統徹底解決了電氣設備狀態修的兩大技術難點—數據獲取與數據比對。高博先生的研究成果不僅使電氣設備的狀態修維修模式能得以有效實施,而且能使技術人員在遠離機械設備的情況下對電氣設備進行實時跟蹤監測,及時發現問題并排除故障。
      高次諧波對電氣設備的危害是眾所皆知的事實,如果百度一下“高次諧波”,搜索結果大多都是有關高次諧波的危害及其抑制措施的條目,搜索結果表明,高次諧波是導致電氣設備異常、劣化的關鍵性因素之一。高博先生認為,規律一定能延續下去,能延續下的就一定是規律。針對高次諧波與電氣設備異常、劣化之間存在關聯性的事實,高博先生生前傾40余年的精力推動高次諧波的理論研究和工程應用,找出了高次諧波成分變化規律與電氣設備異常、劣化程度之間的對應關系。基于高博先生的研究成果,使我們能夠通過監測電流所發出的高次諧波,對運行中的電氣設備進行故障診斷。推動了電氣設備的維修模式由定期修向狀態修轉變。
      高次諧波對電氣設備是有害的,這是普遍共識,因此,大部分研究人員對于高次諧波的研究方向也普遍集中于如何抑制高次諧波的發生和降低高次諧波的危害方面。而高博先生則做了反向研究,研究電流所發出的高次諧波與電氣設備異常、劣化之間的相關性。其研究發現電流所發出的高次諧波與電氣設備異常、劣化之間存在著高度相關性的結果成為全球首例。
      在幾十年的研究過程中,發明人累積的有關高次諧波與電氣設備異常、劣化之間相關性的數據超過20萬組, 其中37200組數據是高博先生用了10余年的時間, 定向跟蹤了1000臺電動機、1000臺負載、800臺變頻器而獲得的。在2002年,基于諧波診斷理論和大量實測數據研發出了非接觸型電氣設備診斷系統,被稱為具有劃時代意義的電氣設備診斷技術,能夠準確診斷出電氣設備異常部位、劣化程度、劣化原因,并給出維修對策。
      日本于2004年、韓國于2005年相繼成立了高次諧波研究會,日本和韓國有8所大學成立了高次諧波研究所。而我們國內目前的高次諧波診斷研究相對滯后。
      對于人體的健康診斷,所采用的最基本方法是血液檢查,對于電氣設備的健康診斷,可以采用檢測電機和變頻器中的電流的方法。電流由發電廠輸出時,電流的波形是很有規則的正弦波曲線,在電流通過電容、變壓器、變頻器等設備后,電流中會出現不需要的高次諧波,這些高次諧波使電流的波形由正波變為歪波。電氣設備在發生異常、劣化時,通過電氣設備的電流中會有相應的高次諧波,這些高次諧波的波形都具有一定的特征。比如,電機的回轉軸、軸承的固定部位有異常、劣化發生時,電流所發出的高次諧波的波形特征是像豎立的菱形;電機線圈的絕緣部位有異常、劣化發生時,電流所發出的高次諧波的波形特征是像橫放的菱形。
      發明人通過長年對電流中的高次諧波成分和電氣設備異常、劣化狀態做詳細的調查分析,發現了兩者之間的相關性,建立了數據庫,為電氣設備異常、劣化的斷定提供了事實依據。將非接觸型電氣設備診斷器所采集的數據與數據庫中的數據進行比對,形狀相似的可以認同為有相同的異常、劣化發生。我們的數據庫具有無止境的自我學習功能,能夠持續累積實測數據。
      美國波音公司在757飛機的研發中發現,在導致設備損壞的眾多因素中,使用時間僅占11%,89%的因素與設備的狀態、維修有關。如果設備的維修模式從傳統的TBM(基于時間的定期維修)模式變為CDT(基于狀態監視技術的狀態修)模式,企業就可以根據設備的狀態決定是否需要更換設備,將大大延長設備的使用壽命。諧波診斷技術,是通過電流所發出的高次諧波判斷電氣設備狀態,解決了狀態修的監測、檢查、診斷等手段問題,同時解決了數據獲取與數據比對問題。
      采用諧波診斷技術, 設備不需要停機, 不影響正常生產;使用非接觸型電氣設備診斷器是在電氣設備電源處測定電流中的高次諧波,因此,技術人員既不與設備接觸,又能準確確認故障發生處;對于像軌道交通中的機車車輛等大型、移動的設備,可以實行實時跟蹤監測;設備維修可以實現人工智能化管理,技術人員利用互聯網向人工智能服務器傳送數據,人工智能系統立即對數據進行分析,并瞬時把分析報告傳給用戶,用戶馬上得到診斷結果和所需要的的對策提案。采用諧波診斷技術, 企業可以有效地實施狀態修維修模式, 不僅可以預測故障周期, 防止突發性故障的發生, 還可以降低企業生產成本32% ~ 48% 。因為采用諧波診斷技術,減少了設備的停機時間, 提高了設備的運轉效率; 只需更換故障零部件, 延長了設備的更新周期, 提高了整機的利用壽命; 減少了不必要的設備保養、檢查環節, 降低材料、工時等費用, 節省了維護費。
     諧波診斷技術還是一項節能、環保技術,因為,采用諧波診斷技術, 延長了設備的更新周期, 減少了廢棄物的產生;減少突發性故障,減少不良品和廢品的發生率。因此,采用諧波診斷技術,不僅能夠實現企業利益的最大化,還能實現社會效益最大化。



                                                                                                                                                                      本文下載
 



 

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