发电厂电气设备故障分析及管理

郑 坤

（山东电力工程咨询院有限公司，济南 750013）

发电厂电气设备是整个发电厂的最为重要的设备之一，其若发生故障往往会导致发电厂整体系统的大面积故障，给整个发电厂造成巨大的损失，因此，应对发电厂电气设备故障进行提前的预防和诊断，确保在故障发生前能够进行有效的设备检修，并通过相关的管理措施减小整个发电厂电气设备故障发生几率，提高其安全性和可靠性[1]。利用电气设备故障诊断分析技术及管理方法还能够实现发电厂电气设备寿命的延长，这样就能够有效降低电气设备的使用成本，对提高整个发电厂的效益具有重要的作用。本文对发电厂电气设备故障诊断及管理进行了分析。

1 发电厂电气设备故障诊断分析

1.1 建立发电厂电气设备故障诊断知识库

所谓知识库，就是指对问题进行求解时所用的各种知识的集合[2]。其主要包括规则、相关信息和事实本身。知识库往往是专家经验的总结，其作为基础材料，是系统实现推理的关键。本文针对电厂电气设备所发生的故障，结合专家经验，所建立的知识库如表1所示。

表1 知识库表

上述知识库是以产生规则的表现形式来实现的，其中每个规则只产生一个结论，并且在每个前提之间都用“与”的形式进行标示。

1.2 基于BP神经网络模型的设备故障诊断方法

本文所建立的BP神经网络如图1所示。

图1 发电厂电气设备故障诊断神经网络图

2）对知识库中的所有学习样本 (Xp,Yp)进行实际输出的计算。

3）按照消除误差的方式对权值矩阵进行调整。

4）进行迭代的判断，如果迭代次数N大于某一给定值kN，则完成训练，否则执行步骤2）。

2 实例分析

某大型发电厂电气设备所出现的故障主要特征主要有[3]：x1（机组振动大），x2（电机过热），x3（励磁发生跳闸），x4（电源输出为0），x5（导线发生绝缘故障），导致故障发生的主要原因可归结为以下几类：y1（三相不对称），y2（熔断器发生了熔断），y3（调速器的电源出现了故障），y4（定子绕组出现了短路），y5（绕组的温度过高），y6（传感器故障）。

某发电机机组电气设备在实际运行中所出现的故障现象有以下3个：x1，x2，x5，严重程度分别为0.6，0.2和0.5，即故障模糊的向量为X= ( 0.6,0.2,0.5)。对上述故障进行计算，所得的结果如表2所示。

表2 故障原因分析表

3 发电厂电气设备管理措施分析

1）加强电气设备的检修，确保电气设备稳定运行

如果发电机出现故障，导致其产生了自动跳闸的状态，则对发电厂的电气设备会造成非常大的冲击和损害。对这种情况的预防应从检查电机设备外观入手，同时持续观察其电压变化情况，良好地完成电机的日常保养工作。

2）严格监视，有效管理电机的电压

如果发电厂电机两端的电压不稳，则其不但会对电机的工作寿命造成严重的影响，而且还会导致发电厂电气设备出现严重的损坏。在对发电厂电机电压进行管理时要确保对其进行严密的监控，一旦确认出现了电压不稳问题则可以采取切除部分负荷的方法来进行解决。要充分利用各种保护设备，确保其充分发挥应有的作用。

3）加强地线管理，确保接地线的合理性

接地线能够有效保障发电厂电气设备运行人员的安全，因此在对电气设备进行布置时要充分利用相关的接地线，提高整个发电厂电气设备的安全性，有效地降低其对地电压，同时还要可靠保障发电厂电气中的直流系统正常运行，从管理上提升发电厂电气设备运行人员对接地报警的重视，确保接地时其能做出正确的分析，避免事故的扩大。

4 结论

本文对发电厂电气设备故障进行了分析，提出了基于BP神经网络方法的设备故障诊断方法，并将该方法应用于实践，取得了良好的应用效果。由于发电厂电气系统复杂度高，涉及的元件较多，容易出现多种故障，因此在实际工作中还需要科学的故障管理方法，确保电厂电气设备的安全稳定运行。

[1] 陈维荣,宋永华,孙锦鑫.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].电网技术,2000,24(11):12-17.

[2] 王善永,范文,钟敦美. 基于状态监测的水电厂主设备检修计划决策系统[J].电力系统自动化,2001,12(16):45-47.

[3] 李士勇.工程模糊数学及应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.