水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用對策

1、    水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用對策    張瑜 曹塞峰摘要：隨著電力系統(tǒng)“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”的改革深入，提高設(shè)備的可靠性和降低維修成本將是發(fā)電企業(yè)不斷追求的目標，在發(fā)電廠實施設(shè)備狀態(tài)檢修是必然的發(fā)展趨勢。因此，詳細探究水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的組成和應(yīng)用至關(guān)重要。關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機組;狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);應(yīng)用水電機組在線監(jiān)測設(shè)備的研制，國內(nèi)已有近二十年的歷史，有的產(chǎn)品的質(zhì)量和性能已經(jīng)達到了國際先進水平，可以滿足在線檢測的需求。水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測及故障分析診斷系統(tǒng)的主要作用是對水輪發(fā)電機組的振動、擺度、局部放電等狀態(tài)監(jiān)測參量進行實時采集和監(jiān)測。近年來隨

2、著計算機監(jiān)控在水電站的普遍使用和技術(shù)的不斷提高，大部分電站已經(jīng)安裝了振動在線監(jiān)測設(shè)備并已投入運行。狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是狀態(tài)監(jiān)測，只有在充分掌握設(shè)備狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，才能科學合理的安排檢修。雖然我國在狀態(tài)檢修上應(yīng)用較晚，但是由于各行各業(yè)的廣泛需求，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。1水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成1.1傳感器傳感器是狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)，傳感器的可靠、準確與否，將直接影響到全套系統(tǒng)的整體性能。根據(jù)機組的結(jié)構(gòu)和運行特點，選擇滿足實際需要的各類傳感器，是機組實施狀態(tài)監(jiān)測的首要工作。目前，應(yīng)用較廣泛的傳感器有電渦流傳感器、電容式位移傳感器、低頻速度傳感器、加速度傳感器、壓力脈動傳感器、差壓變送器、電容耦合器

3、等，同一類型的傳感器測量精度、工作范圍也多種多樣，一般根據(jù)機組運行需要進行選擇。當前國內(nèi)大型水電機組為了確保其運行的穩(wěn)定性多用進口傳感器，例如：德國schenck、加拿大vibrosystm傳感器等，但隨著國內(nèi)自動化水平的提高，國產(chǎn)傳感器的市場占有率也在逐年提高。1.2數(shù)據(jù)采集單元數(shù)據(jù)采集單元的類型也很多，主要負責各種信號的采集、存儲和預(yù)處理，并進行實時監(jiān)測和分析，同時對相關(guān)數(shù)據(jù)進行特征參數(shù)提取，得到機組狀態(tài)數(shù)據(jù)，完成機組故障的預(yù)警、并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器，供進一步的狀態(tài)監(jiān)測分析和診斷。當前應(yīng)用較廣泛的是tn8000數(shù)據(jù)采集箱，它具有以下特點：采用標準的積木式插拔模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)現(xiàn)場

4、傳感器的數(shù)量、信號類型進行靈活配置。基于計算機終端技術(shù)、mna技術(shù)、fifo技術(shù)及最新模擬數(shù)字電子技術(shù)開發(fā)的硬件系統(tǒng)，保證了數(shù)據(jù)采集的實時性、準確性和可靠性。整周期控制電路采用新穎的自適應(yīng)鎖相環(huán)技術(shù)，避免了在信號分析中的泄露效益和柵欄效應(yīng)。針對水輪機發(fā)電機特性設(shè)計的硬件系統(tǒng)，保證了采集信號的完整性。1.3上位機單元上位機單元包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、web服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及打印機等設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)傳輸多采用開放的分層分布式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確保電力系統(tǒng)二次安全防護的要求，并滿足工業(yè)通用的國際標準規(guī)約。2水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)功效特征2.1實時監(jiān)測：它是體系的關(guān)鍵特點，對于設(shè)備的運作模式開展綜合化的監(jiān)測，而且

5、判別其是不是處在一種合理的模式。同時通過機組布置圖及數(shù)值表監(jiān)視可了解傳感器的整體布局、具體通道名稱、通道監(jiān)測數(shù)據(jù)的值，這樣方便工作者了解具體的運作狀態(tài)。同時，還設(shè)置了全天候的跟蹤體系，這樣便于工作者能夠更加直觀的分析設(shè)備。2.2數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析的主要目標是對體系獲取的信息進行分析匯總，從而得知一些能夠體現(xiàn)其運行特征的信息，通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，能夠明確設(shè)備的運作模式。另外，通過數(shù)據(jù)分析還能夠提供波形曲線分析、階次比分析、相位圖分析、功率譜分析、軌跡分析、多軌跡分析、瀑布圖分析、轉(zhuǎn)速級聯(lián)譜分析、極坐標分析等一系列的分析工具。2.3狀態(tài)報告：通過對選擇不同時期的機組數(shù)據(jù)制作各種不同功能目的的機

6、組報告，這樣方便測試信息的存放。2.4報警預(yù)警：實時自動判斷機組運行狀態(tài)。如果狀態(tài)出現(xiàn)變化，則能夠盡快的進行預(yù)警活動，有利于工作人員在最快的時間之中獲取設(shè)備的不正常的數(shù)據(jù)內(nèi)容。2.5故障診斷：提供機械設(shè)備狀況異常部位的詳細數(shù)據(jù)及惡化水平，便于設(shè)備的檢修活動的正常開展，進而生成非常有效的裝置狀態(tài)監(jiān)測體系。2.6指導(dǎo)運行：關(guān)注所有的關(guān)鍵信息，對其開展在線的監(jiān)測活動，確保體系有非常合理的運作信息，為機組積累機械設(shè)備長期運行情況及變化趨勢建立檔案，并形成廠內(nèi)水電機組運行狀態(tài)綜合數(shù)據(jù)庫，便于指導(dǎo)機組運行在合適的工況區(qū)。2.7遠程分析與診斷：系統(tǒng)采用基于b6模式的internet技術(shù)，使其在計算機網(wǎng)絡(luò)可達

7、到的地方（包括廠內(nèi)各主管技術(shù)部門、遠程分析中心或?qū)＜遥?，都可有效地對機組狀態(tài)進行監(jiān)測分析，制作相應(yīng)的狀態(tài)報告，支持運行分析中心的建立和工作。3水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用對策3.1指導(dǎo)機組安全穩(wěn)定運行通過對各測點數(shù)據(jù)的準確測量，實時反應(yīng)機組在不同工況下振動、擺度情況：通過系統(tǒng)的報警功能提醒運行人員及時調(diào)整負荷，避開振動擺度超標區(qū)運行，可有效預(yù)控因振動擺度過大造成對設(shè)備的損壞;通過對各種電氣參數(shù)在線監(jiān)測，并根據(jù)用戶設(shè)定的故障啟動定值對照模擬量、開關(guān)量，一旦滿足啟動條件即啟動系統(tǒng)故障錄波，并發(fā)出報警信號，提醒運行人員及時調(diào)整電氣參數(shù)保持在正常范圍內(nèi)。3.2指導(dǎo)機組狀態(tài)檢修長期以來，我國電力系統(tǒng)的發(fā)

8、供電設(shè)備均采用定期預(yù)防性試驗和定期計劃檢修，即“計劃檢修，到期必修”的做法。這種檢修體制在現(xiàn)今高度自動化設(shè)備的水電站不斷暴露出許多弊端，諸如，計劃檢修針對性不強，存在很大的盲目性;計劃檢修造成很多不必要的浪費和過多的損失，甚至對設(shè)備產(chǎn)生負效應(yīng)、出現(xiàn)負作用;計劃檢修的周期不符合現(xiàn)代化設(shè)備壽命及故障發(fā)生規(guī)律等等。機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)作為一種技術(shù)先進的裝備和檢測手段為狀態(tài)檢修提供了可靠的保障。機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)通過對水力機組的運行穩(wěn)定性、定轉(zhuǎn)子空氣間隙、水輪機空化噪音、發(fā)電機局部放電、發(fā)電機故障錄波、變壓器局部放電和油色譜等的在線監(jiān)測，通過實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析得出變化趨勢并提供相應(yīng)的處理指導(dǎo)措施。結(jié)語隨著我國水電事業(yè)的快速發(fā)展，水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)得到快速的推廣和應(yīng)用，并取得了良好的效果，為機組的安全運行、優(yōu)化調(diào)度和檢修指導(dǎo)提供有力的技術(shù)支持。但是，水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的實施是一個系統(tǒng)化的工程，因此，只有通過精心安排、嚴格管理，才能保證系統(tǒng)的正常投運和長期穩(wěn)定的發(fā)揮作用。參考文獻1陳云輝.