从状态监测实践探讨状态检修工作的开展

电力18讯：    摘要：状态监测系统是实现状态检修必不可少的技术手段，本文通过回顾十三陵电厂PSTA系统的研制和投运，来探讨状态监测技术与状态检修制度的相互关系。
关键词：机组状态检修　机组状态监测　计算机局域网　十三陵蓄能电厂
     十三陵蓄能电厂安装有四台混流可逆式水轮发电机组，装机容量为4×200MW。水泵/水轮机组及其附属设备由VOITH公司提供，发电/电动机组及其附属设备由奥地利ELIN公司供货，220KV的SF6绝缘组合电器由瑞士ABB公司制造，220kV出线电缆从瑞士BRUG公司引进。第一台机组于1995年12月投产发电，最后一台机组于1997年6月投入运行。1998年十三陵蓄能电厂进行"无人值班（少人值守）"运行管理和创国家一流水电厂的同时，结合十三陵蓄能电厂的实际情况开展了以水轮发电机组及其辅属设备为对象的状态检修研究探索和实施工作，到目前为止将近4年时间了，积累了一些经验，但离真真的"状态检修"还有很大的差距。状态监测是实现状态检修的基础，本文通过回顾十三陵蓄能电厂设备状态监测的实践，来探讨设备状态检修工作的开展。
     1　以计算机监控系统为基础，充分利用现有设备，有目的、有步骤地开展机组状态监测
     1.1　十三陵蓄能电厂机组状态监测现状
十三陵蓄能电厂在机组投产时每台机组均配有一套机组轴承摆度和振动以及机组各部水的压力状态监测装置，但没有安装在线的机组状态监测和专家分析系统。这些监测装置主要目的是监测发电机组上导轴承、推力/下导轴承和水轮机组导轴承的运行状况，其监测点包括上导轴承处+X方向的摆度和+Y方向的摆度，+X方向的振动和+Y方向的振动，推力/下导轴承处+X方向的摆度和+Y方向的摆度，+X方向的振动和+Y方向的振动，水轮机导轴承处X方向的摆度和+Y方向的摆度，+X方向的振动和+Y方向的振动，测得的数值送至机组振动摆度监测箱，经处理后就地显示，同时送至全厂监视控制系统，在运行人员操作台（OIS）上实时显示数值和历史趋势记录，当某一数值超过规定值经延时后（各部摆度报警值为325微米，跳闸值为400微米，各部振动报警值为20/秒,跳闸值为25/秒）时，作用于报警和机组跳闸。各部探头选用美国本特利公司（BENTLY）的产品（见下表一）。在机组开启1-2小时由运行人员记录各部的摆度和振动值，以便有关人员进行机组运行状况分析。在需要时，也可以对监视控制系统记录的历史曲线进行分析。但监控系统对模拟量的采样速度低，不足以进行频谱分析，不能分析机组故障和异常的具体原因。
对各部水的压力进行监测的监测点包括压力钢管和蜗壳进口，转轮/导叶之间、尾水管进口、出口，肘部、转轮/顶盖内、外侧。这些压力除现地显示之外，还送至监控系统在OIS上实时数值显示和趋势显示。各部位测的的压力为平均值，不能反映其压力脉动值，也不能用于进行频谱分析。
另外监控系统还采集了机组各部位轴承的温度和油槽的温度、机组的有功、无功、发电机组的定子、转子的电压、电流、上池水位、下池水位、冷却水流量、机组附属设备的运行时间等参数。
在机组投入运行之初，为了测试机组的运行稳定负荷区域，十三陵蓄能电厂与华中理工大学、华北电科院对机组在不同水头段和负荷下进行了机组各部轴承摆度、振动和各侧点的水压脉动，初步掌握了机组在不同工况点的稳定运行性能，并对采集的数据进行了频谱分析，得出了一些有益的分析结果。
表　一


     1.2　有针对性地开展状态监测
针对上述机组监测装置的缺点，为了获取现场经验，做一些开拓性的尝试，在2000年我厂与清华大学奥技异电气研究所联合开发了十三陵蓄能电厂2#机组稳定性监测和状态检修辅助决策系统。利用原监测装置，增加相应的诊断系统硬件及其软件，对机组各部轴承的摆度、振动和流道关键点的压力脉动值实现在线监测，其采样速度达360点/微秒,采集的现场数据存储在下位机内，可以对整个过程和某一时段进行频谱等数据分析，结合其他相关的监测数据可以进行更深入和具体的分析。通过较长时间的数据积累，逐步建立专家分析系统，更好的指导故障诊断。存储数据和分析结果的服务器直接与全厂MIS网络相连，作为局域网的一个终端，按照客户/服务器的网络结构实现系统资源共享。下一步将着手进行远程诊断的实施。此系统在2001年10月在2号机组投入作用。
     1.2.1　本系统体系结构如下图所示：


注：虚线包围的模块为以后扩展的硬件配置。
     1.2.2　该系统监测参数如下：
     1.2.3　系统主要功能如下：
在线状态信息自动记录功能；实时状态监测，报警和