智能水电厂主设备状态监测与状态检修技术研究

张平

摘要：在水电厂的日常工作和生产过程当中，水轮机发电机组和电力变压器等主设备的工作运行状态和维护检修水平，直接关系到整个水电厂以及水电厂供电网络的稳定性和安全性，研究水电机组监测、诊断与状态检修技术，建立相应的异常预警、状态分析诊断与决策评估系统是当今水电运行保障技术发展的必然趋势，也是水电厂实施“状态检修”的重要保证，更是智能水电厂所必须具备的基本功能和要求。基于此，本文主要对智能水电厂主设备状态监测与状态检修技术进行分析探讨。

关键词：智能水电厂;主设备;状态监测;状态检修技术

前言

智能水电厂以”信息数字化、通信网络化、集成标准化、运管一体化、业务互动化、运行最优化、决策智能化”为特征，可以实现“生产运行安全可靠、经济高效、友好互动”的水电厂发展目标，已成为当前水电厂生产技术研究应用的热点。作为智能水电厂集成标准化及决策智能化的重要体现，设备状态在线监测与状态检修决策评估智能应用组件应实现以下主要目标：

（1）防止突发事故，保证机组运行安全。

（2）新投产或大修后試运行过程发现问题，优化机组特性。

（3）机组正常运行过程避开非正常状态运行，延长机组寿命。

（4）提高设备运行监测分析和健康诊断评估水平，为电厂技术监督、技改和状态检修的实施提供重要技术支撑。

1设备状态监测技术

1.1设备组成

在水电厂的日常生产和工作过程当中，对主设备的状态监测工作，重点包含了水轮机发电机组的工作状态监测和电力系统当中变电设备的在线监测环节。通过对主设备运行状态的检测和不同的电力设备的工作参数之间进行实时性检测和分析，通过连续监测和设备状态测量的方式，有效实现了水轮发电机组的正常稳定运行。在对水电厂重要部件进行状态监测中，主要功能包含了在线监测工作、越线警告工作以及辅助诊断工作等。通常情况下工作系统通过各种不同类型的传感器和状态监测器单元所构成，智能水电厂当中的主设备状态监测软件和硬件设施都处于通讯机房等安全区域，通过各种不同的系统单元承载主机的工作状态和数据采集工作。

1.2软件应用架构

智能水电厂的主设备状态监测工作和传统的水电厂机组监测工作，在软件和硬件系统上存在较大的差异，在智能水电厂的主设备监测工作当中，通过在线监测设备和软硬件系统的设置，通过计算机的一体化统一管理，实现了整个管控平台功能的有效统一。厂站层状态在线监测和软件应用，作为一体化管控工作平台，可以在系统内部的功能区域设置出相应的软件系统监测区域。该区域属于一体化监测平台和一体化在线监测分析工作的重点区域，在各种不同类型的专业应用组件和高级应用组件当中，通过基础服务和统一化的平台系统所提供和前端计算机监测单元，实现数据统一化收集，保证了整个监测工作的信息处理的科学性，在各个子系统之间通过数据的有效传输，保证了整个主设备状态监控工作的有效进行。通过DL/T86技术要求在信息传输工作当中，具备标准化的通信接口，以此来保证整个主设备状态监测数据传输的实时性和有效性。

1.3软件功能要求

在智能水电厂设备状态在线监测工作当中，所使用的应用软件主要是针对水电厂的监测系统来进行设计，在过程参量和对应的工程参数监测工作当中，需要对监测数据进行长期储存和数据管理，通过数据的综合分析工作之后可以反映出主设备工作运行的状态变化，通过数值、图形设置、曲线描述等方式，可以对整个主设备工作状态进行显示和描述，同时还可以对水电厂各类设备在工作中产生的异常问题进行报警，通过这种实时、全面的设备状态监测方式，充分保证整个水电厂主设备工作的安全性。当产生不良故障问题之后，可以及时通知到相关检修管理与工作人员，对故障问题进行及时的排查，防止出现更加严重的设备安全问题。

2状态检修决策支持技术

2.1软件业务功能要求

作为管理信息大区主设备状态检修的高级应用软件，智能水电厂主设备状态检修决策支持系统通过一体化管控平台统一的数据服务总线及汇总存储接口，实现计算机监控系统、现地在线监测装置/系统、生产管理系统等外部系统的数据访问，获取其反映设备健康状态的在线、离线特征数据及静态参数，结合设备管理对象建模，实现设备数据存储、诊断分析、状态评价、风险评估、检修决策维护建议和设备健康状态综合报告自动生成等功能，并将分析结论及决策建议传输给一体化管控平台，为水电厂设备状态检修提供决策支持。一个完整的智能水电厂主设备状态检修决策支持系统功能模块应包括：数据获取、数据处理、监测预警、状态分析、状态诊断、状态评价、状态预测、风险评估及决策建议，其软件业务功能框图如图1所示。

2.2设备状态综合报告

为了对水电厂设备检修建议及设备检修维护计划的制定提供实用化的决策支持，最大限度地改善水电厂主设备检修过度和不足的问题。智能水电厂状态检修决策系统应能自动生成反映电站各主要设备状态分析、诊断、评估结果的综合报告，根据各主要设备状态量的数值和变化趋势，对其进行诊断分析、状态评价和状态评估，并最终得出设备的状态评价、风险评估、趋势分析、故障诊断及维修决策结果，对设备当前的健康状态进行多维度在线量化评估，从而构建满足于电厂全寿命周期资料管理体系的设备健康档案，对正常状态的设备提供延迟维修的建议，对异常状态的设备提供针对性的及时检修及缺陷处理策略。

设备状态综合报告组成内容应包括设备状态在线监测分析结果、专家系统诊断分析结果、设备状态评价结果和设备风险评估结果等。设备状态在线监测分析结果应包括机组稳定性状态分析、变压器油色谱状态分析、断路器SF6特性等。

2.3数据中心管理技术

主设备状态在综合报告工作当中所构成的内容，包含了主设备状态的在线分析结果，专家系统诊断结果以及设备状态的风险评估结果等，在主设备在线检测工作当中，重点包含了机组的稳定性在线监测、油色谱状态检测以及断路器工作状态检测等，对主设备的状态检修来讲，需要周期性地对设备的工作性能进行检测和评价，生成设备工作状态的综合报告，通过一体化的管控可以方便设备的生产和管理，所生成检测信息可以为后续的设备检修工作提供良好的数据支撑。

在主设备的状态监测工作以及状态检修工作当中，必须要使用专业监测和维护工作组件，建立起统一的设备状态监测系统，将设备运行过程当中各种不同类型的故障问题以及工作状态信息进行分析和处理。

3结语

在智能水电厂的工作和发展过程当中，智能水电厂当中主设备的工作状态监测和状态检修工作，必须要建立起统一的系统管理平台，系统内部的数据管理中心和主设备工作数据需要做到真实有效。

参考文献：

[1]夏洲，邰圣平，蒋克文，曹一凡.水电厂机组振摆保护系统的设计和保护策略的探讨.水电自动化与大坝监测，2013，37（04）：18.

[2]潘伟峰，赵连辉，朱传古.水电厂在线监测分析诊断与状态检修决策评估应用研究.水电自动化与大坝监测，2012，36（05）：1.