吴玉林穆忠波打发清华年夜学热能系(100084)
摘要：哄骗信息技术实现水机电组的状态监测和故障诊断是提高水电厂经济效益和平安运行的重要技术保证。本文重点介绍了水机电组状态监测和故障诊断系统及其经济效益和成功案例。
要害词：水机电组 状态监测 故障诊断 效益
1 状态监测和故障诊断系统的方针
哄骗信息技术和状态监测技术，慢慢实现中、小水电站从计划检修到状态检修，提高其经济效益和平安性。
2 系统需要性
近几年，随着年夜、中、小型水电厂的建设，水电系统的状态检修工作已越来越遭到重视。原国家电力公司在1999年科技成长计划中，明确提到有关水轮机组的故障监测和状态检修技术的成长计划。1998年10月，在甘肃省刘家峡水电厂，由中国电力企协会组织召开了"水机电组检修改造工作会议"，会议经由过程了我国应慢慢撤废计划检修，尽快实行状态检修的倡议，并提出应年夜力成长机组状态监测技术。其倡议有以下几方面的工程布景：
(1)强烈的振动是水轮机组运行中一种常见的故障，其特征不容易捕捉，难以铲除事故隐患，不仅影响水轮机组的正常运行，而且还会下降机组和零部件的使用寿命。
(2)水轮机空蚀是水轮机损伤的主要缘由，其损伤水平已成为肯定是否进行年夜修的要害参数，因空蚀将直接下降水轮机机组经济效益和平安性。
(3)随着水力发机电组在整个电网中的比重越来越年夜，年平均发电时间延长，检修时间缩短，一旦因事故停机，酿成的经济损失极为严重。此外，电网调剂中越来越强调水机电组的调峰作用，要求充实哄骗水电厂年夜出力。
(4)近年来高水头、高转速、高效率、年夜容的水机电组的设计实践中趋向使用高强度的材料，构件加倍灵活，刚度的减小和机组尺寸的增加，必然会带来更多的稳定性问题。
(5)无人值班，少人值守，减人增效，下降维修成本，厂网分隔等一系列合适市场经济纪律的现代治理和维修模式的形成和建立，迫切需要强有力的技术支持手段。
水电厂机组运行装备综合监测、分析、诊断一直是水电厂期待解决的问题。计较机测控技术的成长，尤其是网络化远程通讯技术(Internet/Intranet)的成长，为状态监测与诊断技术的实现提供了广漠的技术空间。经由过程在水电厂水轮发机电组上建立一套机组状态监测与跟踪分析系统，实现对主机(包括水轮机和发机电)的在线监测、分析与诊断功能，并将数据上网，使得在计较机网络可到达的范围内(包括厂内各主管技术部门、中试所等)，都可有用地对机组状态进行监测分析，读取响应的自动诊断状态陈述，以尽早发现窜伏性故障，提出预警，避免发生严重事故，保证机组的平安、经济运行，提高经济效益和社会效益。同时促进实施水电厂"无人值班(少人值守)"的治理模式。
3 系统简介
"水机电组状态监测与故障诊断系统"哄骗在线监测数据和处置成效，综合MIS、SCADA、计较机监控系统等信息和家常识，进行故障分析及诊断(包括数据同享和远方诊断)，实时掌控水轮发机电组健康状态，为状态检修提供辅助决议计划，并实现与其它系统的信息同享。可对水轮发机电组的振动摆度、压力脉动、能与空化、机组轴承动负荷、发机电空气间隙、发机电磁场强度、发机电局部放电、变压器油色谱进行监测与分析，涵盖水轮机、发机电、变压器的状态监测与故障诊断。整个系统基于全开放散布式在线监测系统的网络结构，将对运行装备的监测、分析、诊断、维护和治理有机集成，实现远程诊断与维护治理。系统结构如图1所示。
图1 状态监测系统整体组成图
4 经济效益及成功案例
(1)经由过程状态监测实现事故预警：
实施状态监测及故障诊断系统，能实时发现水机电组运行的不良状态，进行事故预警。例如云南元江县中河底一级水电站，装机容4×1000kW，由于过机含沙过年夜，水轮机过流部件磨损十分严重，且发不到额定出力，年夜修周期不到一年。经由过程检修监测改造后的1号机，出力由原来不到1000kW增加到1150kW以上，年夜修周期延长到3年，经济效益十分显著。中国座水电站曾由于水源污染没有监测预警、发电装备受损被迫停产，在经过55天的停产检修后投进运行。时代不计装备受损及维修的损失，没法发电带来的损失就达40多万元。
(2)慢慢从计划检修向状态检修转换，实现经济效益年夜化：
原国家电力公司在1999年科技成长计划中，明确提到有关水轮机组的故障监测和状态检修技术的成长计划。实行状态监测及检修现实上就是削减计划检修造成工钱机组故障。如湖南某县水电站，因其单台1.5万kW水轮机空蚀严重，在没有任何预警信息的情况下，中止运行13天，造成直接经济损失117万，间接经济损失400余万，还造成了严重的社会影响。
(3)发生了较年夜的社会经济效益：
状态监测及检修不仅使机组能平安稳发，发生直接的经济效益，而且由于增加了系统事故预警，它所发生的社会效益远远年夜于其直接经济效益。例如增加系统事故预警，避免了系统事故的扩年夜，避免了事故停机，对急需用电的各行各用户而言，其所发生的社会效益是十分庞大的。
(4)实施案例：
池潭电厂位于福建省泰宁县，装机总容为10万kW，有机组两台，福建省电力实验研究院、池潭水电厂南泰公司和清华年夜学联合研究开发的我国首套水机电组状态监测分析诊断系统，于2002年5月经由过程了家的技术鉴定。该项目实现对主机(包括水轮机和发机电)的在线监测、分析与诊断功能，并将数据上网，经由过程计较机网络可有用地对机组状态进行监测分析，读取响应的自动诊断状态陈述，以尽早发现窜伏性故障，并提出预警，能避免发闹事故，保证机组的平安运行，实现了水轮发机电组的位监测、分析与诊断。