基于在線監測平臺分析水電廠的故障診斷方法

楊宏宇

湖南省郴州市資興市東江水力發電廠

基于在線監測平臺分析水電廠的故障診斷方法

楊宏宇

湖南省郴州市資興市東江水力發電廠

做好水電廠發電機組及相關設備的實時在線監測和故障診斷，是保障水電廠穩定可靠運行，提升其經濟效益和環境效益的重要舉措。利用專業的在線監測平臺，可以實時采集機組設備的狀態信息，經數據信息平臺的對比分析，完成對設備健康狀況的診斷，從而指導維護人員更好的對設備進行維護處理。本文對基于在線監測平臺的水電廠故障診斷方法進行了簡要分析。

在線監測平臺；水電廠；故障診斷

前言

從我國當前的經濟發展情況分析，在未來相當長的一段時間內，水電將會是數量最為龐大，技術最為成熟、電網吸納率最高的清潔可再生能源，加大對于水能資源的開發，推動水電行業的穩健發展，對于可持續發展目標的實現而言非常重要。而對于水電廠而言，必須做好機組的在線監測，防范故障風險，提升自身的經濟效益和環境效益。

1 水電廠設備的維護和檢修

水電廠的主要設備是水輪發電機組以及相應的配套設施，其在實際運行過程中，受各種因素的影響，容易出現故障和問題，而一旦設備由于故障的影響而停機，將會造成巨大的經濟損失。在這種情況下，就必須做好設備的檢修維護工作。常規的設備檢修采用的是定期檢修的方式，這種方式存在著比較嚴重的滯后性，無法及時發現設備中存在的故障和問題，在實際應用中效果不佳。對此，結合在線狀態檢測技術和診斷技術，狀態檢修逐漸得到了應用，可以通過對設備運行信息的采集和分析，判斷其是否存在異常，實現對設備故障的預知，根據設備的健康狀況，合理安排檢修項目和檢修時間，提升檢修工作的科學性。在線監測平臺的構建，為設備的狀態檢修提供了良好的條件，使得工作人員能夠實時掌握設備的運行狀態，對于水電廠的安全穩定運行意義重大[1]。

2 基于在線監測平臺的故障診斷方法

2.1 在線監測平臺

在線監測平臺可以實現對于水電廠設備的實時在線監測，對電廠子系統的實施過程數據進行整合，在提升資源利用效率、降低生產維護成本的同時，也可以電廠的競爭力。平臺主要包括了數據庫服務器、通信管理機、Web應用服務器以及網絡通信管理機等構成，能夠從主變油色譜在線監測、主變套管在線監測等系統中獲取數據信息，結合歷史數據的比對處理，完成狀態監測趨勢的圖形化分析，自動生成相應的報表，然后以文字、表格、曲線、圖形等方式顯示出來。

2.2 狀態監測系統

狀態監測系統可以實現對監測對象運行信息的實時在線采集，根據管理需求，自動完成電廠子系統信息的采集，同時對電廠生產運行信息進行全面監視，使得生產管理人員能夠非常直觀的了解設備的運行情況。不僅如此，系統還可以對采集到的信息進行全面分析和深入挖掘，然后將處理結果通過各種各樣的方式（文字、表格、曲線、圖形等），直觀的呈現給工作人員，還能夠提供不同維度、更加靈活的數據查詢和統計手段，從而依照對象，完成對設備數據相關性的分析，最終實現設備運行狀態的遠程在線診斷和分析，使得工作人員能夠隨時了解設備的健康狀況，及時發現其中存在的隱患和問題，為設備檢修方案的制定提供可靠的參考依據。

通過數據共享的方式，故障診斷系統可以對狀態監測系統采集到的數據信息進行存儲，同時完成對設備在不同工況下狀態參數的分析和識別，明確設備狀態的變化程度，判斷其異常表現，并且通過歷史數據與異常表現的對比，確定設備是否存在缺陷，以及缺陷所處的位置和產生的原因，對其可能造成的影響和危害進行預測，生成相應的缺陷報告，提出合理化建議，為檢修維護人員的狀態檢修工作提供指導和參考[2]。

結合上述分析可知，在線監測平臺、故障診斷系統與狀態檢修工作密不可分，通過開放式在線監測數據信息平臺，可以完成對機組設備的實時在線監測、數據分析、決策管理以及狀態維護，提升設備管理的水平和效果。

2.3 故障診斷方法

這里結合主變油色譜在線監測系統，對主變故障的診斷方法進行簡單分析。

在水電站中，主變會隨著機組運行方式的不同，出現發熱、放電等問題，而主變中采用的變壓器油為礦物油，其本身在高溫環境下缺乏穩定性，容易裂解產生氣體。主變油色譜在線監測系統就是針對變壓器油高溫裂解產生的氣體進行監測，主要監測對象包括氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、總烴含量、微水以及可燃氣體、變壓器油溫度等。

在主變運行中，高溫裂解產生的氣體會與變壓器油融合在一起，而主變油色譜在線監測裝置可以通過取樣分析，得到變壓器油中氣體的種類和濃度，以此來判斷主變的實際運行狀態，并且可以將采集到的數據傳輸到數據信息平臺，結合在線監測系統，完成對主變的故障的遠程診斷。

如果采集到的數據中甲烷含量超出正常標準，同時乙烯含量上升接近告警點，則故障診斷系統會自動完成相應的數據分析報告，通過預先設定好的方式（網頁、手機、報警設備等），向檢修人員發送告警信息。在接收到告警信息后，檢修人員可以通過遠程分析，確定報告內容的準確性和真實性。經分析，發現變壓器油溫過高，其原因可能是主變超負荷運行，可能是冷卻效果不佳，也可能是油泵故障或者冷卻系統堵塞等，在無法判斷具體原因的情況下，可以結合色譜分析，進行設備狀態的現場檢驗和評估，明確故障產生的原因，并且對故障進行及時處理，確保變壓器的穩定可靠運行[3]。

3 結語

總而言之，運用在線監測平臺，可以實現對于水電廠設備運行狀態的實施在線監測，了解設備的運行情況，幫助檢修人員完成對于機組設備故障的判斷、缺陷處理和狀態檢修，減少故障發生的幾率，從而提升電廠生產的安全指標和經濟指標。應該看到，伴隨著數據采集技術的持續發展，基于在線監測平臺的設備故障診斷系統將會越發完善，可以更加方便快捷地完成對設備運行狀況的監測和故障判斷，保障設備運行的穩定性和安全性。

[1]黃懷軍.大型水電廠設備遠程狀態監測與故障診斷系統的構建[J].電子世界,2014,（18）:300.

[2]莫理,鄒倫森,雍學模.水電廠在線監測平臺下故障診斷技術的應用研究[J].中國科技博覽,2015,（11）:370.

[3]張燈,夏洲,趙連輝,等.白山發電廠機組在線監測與狀態檢修系統建設[J].水電廠自動化,2013,（1）:28-32.