东风发电厂设备状态监测技术应用及状态检修管理体制研究
2006-06-28 16:29:01 来源：东风发电厂
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电力18讯： 摘要：本文介绍了水电厂设备状态监测的基本技术原理，状态检修管理体制的基本理论，叙述了贵州东风发电厂开展状态监测，实施状态检修的成功经验和取得的成效。
关键词：状态监测 专家系统 状态检修
1 概述
贵州东风发电厂是乌江流域梯级开发的二级电站，电站设计总装机3×170MW，始建于1987年，三台机组相继于1994年8月至1995年12月全部建成投产，共有3回220kV出线接入贵州电网。电站以发电为主，兼顾防洪和灌溉，在贵州电网中担任调频和调峰任务。电站机组采用计算机监控系统（LCU）控制，先后在贵州电网电厂计算机监控系统中首家实现远方自动发电控制（AGC）（Automatic Generator Control）和远方自动开停机功能。
随着科学技术的发展、设备在线监测技术的日趋成熟和创建一流电厂的需要，对设备开展状态检修已逐步发展成必然趋势。
2 状态监测基本理论
2.1 状态监测的基本概念
所谓"状态监测与故障诊断"，就是对运行中的设备实施在线监测、实时显示、数据分析，并将数据上网，使得在计算机网络可达到的范围内（包括厂MIS网、计算机监控系统、中试所等），都可有效的对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析，读取相应的自诊断状态报告，以便尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。
2.2 水电厂状态监测参数选择
2.2.1 电气设备监测参数的选择
对于电气设备，可以对主变压器、电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、耦合电容器（OY）、电容式电压互感器（CVT）及氧化锌避雷器等大多数设备的运行状态实现在线监测与诊断。例如主变压器可以监测局部放电、油中溶解气体（色谱）铁芯接地电流以及高压套管的介损（tgδ）、电流（I）、电容（C）；电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、耦合电容器（OY）、电容式电压互感器（CVT）可监测介损（tgδ）、电流（I）、电容（C）；氧化锌避雷器主要监测泄漏电流、阻性电流、基波电流和功耗等。
2.2.2 发电机电气监测参数的选择
发电机电气监测参数主要包括以下几个方面：
（1）发电机空气间隙监测系统--AGM（Air Gap Monitoring System）；
（2）发电机磁通量（磁极波）监测系统--MFM(Magnetic Flux Monitoring System)；
（3）发电机定子线圈局部放电（绝缘）监测系统--SIM（Stator Insulation Monitoring System)；
（4）发电机转子磁极线圈局部放电（绝缘）监测系统--MIM（Magnetic pole Insulation Monitoring System)；
（5）定子线棒振动监测系统--SBV(Stator Bar Vibration Monitoring System)。
2.2.3 水轮发电机组运行稳定性监测参数的选择
机组的稳定性监测主要包括以下几个方面：
（1）摆度：主要监测机组运行过程中或各种试验工况下各导轴承及大轴各法兰联接处的摆度；
（2）振动：主要监测机组运行过程中或各种试验工况下各支撑部件或结构部件的振动，如机架、定子铁芯、定子基座、水轮机顶盖等处的振动；
（3）导轴承状态：主要监测润滑油进出口温度、冷却水进出口温度、瓦温、油位、水压等；
（4）推力轴承状态：主要监测油膜厚度、推力瓦氟塑料层的磨损量、抬机量、推力瓦瓦温、润滑油进出口温度、冷却水进出口温度等；
（5）尾水压力及压力脉动：主要监测机组运行过程中尾水压力及压力脉动的大小，借以分析引起机组异常振动的水力参数的大小。
2.2.4 其他运行参数监测
如机组的流量、效率监测，机组的一般运行参数监测，如机组水头、导叶开度、机组温度、辅助设备参数等等。
2.3 状态监测的基本原理
针对不同监测参数的特征，选取不同型式的传感器（如测量摆度选用电涡流传感器，振动选用速度或加速度传感器，测空气间隙采用平板电容式传感器等），传感器通过各监测点的位移、电气参量或其他特征值的变化，转换为输入传感器的电信号（0～20mA或±24V）输出，再通过传感器的后置电路将该电信号转换为实际需要得到的监测数值（如振动、摆度幅值（单位：0.01mm），尾水压力及压力脉动（单位：Pa），发电机气隙磁通量（单位：Tesla）等）。系统再将这些数据输入专门的数据采集器，数据采集器对这些数据进行一系列计算和处理，以多种形式（如图表、波形、频域、时域等）传送到数据服务器，数据服务器对这些大量的数据进行自动存储并可通过显示器（LCD）实时显示，工程技术人员可根据需要在LCD上进行各种数据操作，如读取瞬时最大峰峰值、最小峰峰值、平均峰峰值、查看波形图、频率特征<
关键词：状态监测 专家系统 状态检修
1 概述
贵州东风发电厂是乌江流域梯级开发的二级电站，电站设计总装机3×170MW，始建于1987年，三台机组相继于1994年8月至1995年12月全部建成投产，共有3回220kV出线接入贵州电网。电站以发电为主，兼顾防洪和灌溉，在贵州电网中担任调频和调峰任务。电站机组采用计算机监控系统（LCU）控制，先后在贵州电网电厂计算机监控系统中首家实现远方自动发电控制（AGC）（Automatic Generator Control）和远方自动开停机功能。
随着科学技术的发展、设备在线监测技术的日趋成熟和创建一流电厂的需要，对设备开展状态检修已逐步发展成必然趋势。
2 状态监测基本理论
2.1 状态监测的基本概念
所谓"状态监测与故障诊断"，就是对运行中的设备实施在线监测、实时显示、数据分析，并将数据上网，使得在计算机网络可达到的范围内（包括厂MIS网、计算机监控系统、中试所等），都可有效的对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析，读取相应的自诊断状态报告，以便尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。
2.2 水电厂状态监测参数选择
2.2.1 电气设备监测参数的选择
对于电气设备，可以对主变压器、电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、耦合电容器（OY）、电容式电压互感器（CVT）及氧化锌避雷器等大多数设备的运行状态实现在线监测与诊断。例如主变压器可以监测局部放电、油中溶解气体（色谱）铁芯接地电流以及高压套管的介损（tgδ）、电流（I）、电容（C）；电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、耦合电容器（OY）、电容式电压互感器（CVT）可监测介损（tgδ）、电流（I）、电容（C）；氧化锌避雷器主要监测泄漏电流、阻性电流、基波电流和功耗等。
2.2.2 发电机电气监测参数的选择
发电机电气监测参数主要包括以下几个方面：
（1）发电机空气间隙监测系统--AGM（Air Gap Monitoring System）；
（2）发电机磁通量（磁极波）监测系统--MFM(Magnetic Flux Monitoring System)；
（3）发电机定子线圈局部放电（绝缘）监测系统--SIM（Stator Insulation Monitoring System)；
（4）发电机转子磁极线圈局部放电（绝缘）监测系统--MIM（Magnetic pole Insulation Monitoring System)；
（5）定子线棒振动监测系统--SBV(Stator Bar Vibration Monitoring System)。
2.2.3 水轮发电机组运行稳定性监测参数的选择
机组的稳定性监测主要包括以下几个方面：
（1）摆度：主要监测机组运行过程中或各种试验工况下各导轴承及大轴各法兰联接处的摆度；
（2）振动：主要监测机组运行过程中或各种试验工况下各支撑部件或结构部件的振动，如机架、定子铁芯、定子基座、水轮机顶盖等处的振动；
（3）导轴承状态：主要监测润滑油进出口温度、冷却水进出口温度、瓦温、油位、水压等；
（4）推力轴承状态：主要监测油膜厚度、推力瓦氟塑料层的磨损量、抬机量、推力瓦瓦温、润滑油进出口温度、冷却水进出口温度等；
（5）尾水压力及压力脉动：主要监测机组运行过程中尾水压力及压力脉动的大小，借以分析引起机组异常振动的水力参数的大小。
2.2.4 其他运行参数监测
如机组的流量、效率监测，机组的一般运行参数监测，如机组水头、导叶开度、机组温度、辅助设备参数等等。
2.3 状态监测的基本原理
针对不同监测参数的特征，选取不同型式的传感器（如测量摆度选用电涡流传感器，振动选用速度或加速度传感器，测空气间隙采用平板电容式传感器等），传感器通过各监测点的位移、电气参量或其他特征值的变化，转换为输入传感器的电信号（0～20mA或±24V）输出，再通过传感器的后置电路将该电信号转换为实际需要得到的监测数值（如振动、摆度幅值（单位：0.01mm），尾水压力及压力脉动（单位：Pa），发电机气隙磁通量（单位：Tesla）等）。系统再将这些数据输入专门的数据采集器，数据采集器对这些数据进行一系列计算和处理，以多种形式（如图表、波形、频域、时域等）传送到数据服务器，数据服务器对这些大量的数据进行自动存储并可通过显示器（LCD）实时显示，工程技术人员可根据需要在LCD上进行各种数据操作，如读取瞬时最大峰峰值、最小峰峰值、平均峰峰值、查看波形图、频率特征<
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