淺談水輪發電機組狀態監測系統的組成及應用

石海英

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

淺談水輪發電機組狀態監測系統的組成及應用

石海英

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

隨著現代化信息技術的不斷變化和發展，對水輪發電機提出了更高的要求，文章重點討論了水輪發電機組狀態監測的系統安裝及其應用，并根據其特點提出相應的管理方法與維護措施，更好的為電機廠服務，促進經濟的發展。

水輪發電機；機組監測；應用研究

1 關于狀態監測項目的選取

其涵蓋兩個要素，分別是水輪機以及發電機。它們屬于一種互相聯系的關系。

水輪機監測包括：軸系、葉輪、葉片、導軸承、潤滑系統、支撐系統、控制系統等部位。

發電機監測包括：定子線圈、定子磁心、轉子、軸系等部位。定子線圈的診斷采用局部放電法(脈沖高頻容量)用于檢測線圈、線棒、線棒支撐的絕緣情況及線圈斷路。定子鐵芯和轉子的診斷運用一組氣隙測量傳感器監測定子孔徑和轉子圓周、偏心所造成的動態氣隙情況。

檢測的參數一般有：機架振動、擺度、溫度、電量、氣隙、絕緣監測、氣蝕、壓力脈動等。

2 關于配置的具體原則

合理的選擇監測點，是明確記住運作體系的關鍵內容。它的選取和布局是不是優秀的，會關乎到信號的收集是不是精準的，同時還關乎到信息是不是可信。在開展該項選取活動的時候，要對具體的測試點開展革新。站在經濟性的層次上來看，要確保點數較少，而且也要狀態監測等的規定。當選取的時候，要在合乎監測活動的前提之下，選擇那些針對性高的，能夠合理的體現裝置運作狀態的點。

3 關于體系的構成要素

水輪機組狀態監測系統一般采用多層網絡結構，其典型的結構設置如下：狀態監測系統由上下兩部分組成，上位機系統包括數據服務器、應用服務器和工作站；下位機系統由現地盤柜及其終端采集裝置和傳感器組成。安裝在機組各部位的傳感器將各種物理信號轉化為電信號，傳送到各狀態監測子系統，各子系統將這些信號采集和處理，得到反映機組運行狀態的各種特征參數、曲線、圖表等，統一存儲到狀態數據服務器。狀態數據服務器還會自動運行分析和診斷軟件、定期提供狀態檢查日志、狀態發展趨勢、自動存儲有故障時的監測數據等。應用服務器負責發布數據服務器中的數據、分析結果、診斷結果，包括與本地或遠程的監測、分析、診斷、維護工作站的交互，定期向遠程發送日志、狀態發展趨勢以及有故障時的實時數據等。應用服務器是基于B/S模式的系統的必備裝置。為保證各個網段之間的連通性以及支持Intemet，通訊協議使用TCP/IP協議。

4 具體的功效特征

實時監測：它是體系的關鍵特點，對于設備的運作模式開展綜合化的監測，而且判別其是不是處在一種合理的模式。同時通過機組布置圖及數值表監視可了解傳感器的整體布局、具體通道名稱、通道監測數據的值，這樣方便工作者了解具體的運作狀態。同時還設置了全天候的跟蹤體系，這樣便于工作者能夠更加直觀的分析設備。

數據分析：該項特征是對體系獲取的信息，通常是過去的信息，開展分析匯總，進而得知一些能夠體現其運作特征的信息，結合這些數據等來明確設備的運作模式。并提供了波形曲線分析、階次比分析、相位圖分析、功率譜分析、軌跡分析、多軌跡分析、瀑布圖分析、轉速級聯譜分析、極坐標分析、等一系列的分析工具。

狀態報告：通過對選擇不同時期的機組數據制作各種不同功能目的的機組報告，這樣方便測試信息的存放。

報警預警：實時自動判斷機組運行狀態。在狀態出現改變的時候，盡快的進行預警活動，這樣方便工作者能夠在最快的時間之中獲取設備的不正常的數據內容。

故障診斷：提供機械設備狀況異常部位的詳細數據及惡化水平，便于設備的檢修活動的正常開展，進而生成非常有效的裝置狀態監測體系。

指導運行：關注所有的關鍵信息，對其開展在線的監測活動，確保體系有非常合理的運作信息，為機組積累機械設備長期運行情況及變化趨勢建立檔案，并形成廠內水電機組運行狀態綜合數據庫，便于指導機組運行在合適的工況區。

遠程分析與診斷：系統采用基于B／S模式的Internet技術，使其在計算機網絡可達到的地方（包括廠內各主管技術部門、遠程分析中心或專家），都可有效地對機組狀態進行監測分析，制作相應的狀態報告，支持運行分析中心的建立和工作。

5 對體系的運作管控狀

5.1 設置合理的監測體系的技術規定，設立技術專責負責機組狀態監測系統的維護和使用要求技術專職每日4需對狀態監測的數據進行分析，對于那些不正常的信息要盡快的告知相關機構，進而應對。設置臺賬模式，這樣就能確保隨時使用，確保裝置的運作狀態明了。積極地對其運作模式進行維護，確保體系的運作穩定。

5.2 積極地對工作者開展培訓活動，確保其有著優秀的分析水平和活動能力，可以察覺體系中存在的問題。可以從檢測信息中了解裝置存在的一些電氣方面的或者是其他方面的不利現象。

6 關于體系的使用

6.1 確保機組的運作穩定

經由對檢測點信息的分析，具體的體現機組在各種狀況中的振動等的現象。經由其報警活動可以警示工作者在規定的時間中對負載進行調節，防止振動幅度過高，能夠應對那些由于振動太大而導致的不利現象。經由對電氣要素的在線分析，而且結合設定的問題來比對相關的內容，如果合乎具體的狀態的話，就要將故障錄波運行，而且進行警示活動，告知工作者積極的調節數值，確保其精準合理。

6.2 指引機組開展檢修活動

在過去的時候，我們國家的電力體系的供電裝置都是使用定期檢查的措施，也就是說是一種計劃模式，到了規定的時間之后不管其運作的是不是有序都要開展檢修活動。此類措施在當前的經濟模式之中存在非常多的不利現象。像是其檢修沒有針對性，而且非常的無序。其導致了很多的浪費等問題發生，有時候還對專職產生一種負面的效益。其時間不合乎當今的裝置使用時間。狀態監測是一項全新的方法，其為檢測活動的開展提供了非常精準的維護條件。該項體系是經由對設備的運作穩定性以及水輪機空化噪音、發電機局部放電、發電機故障錄波、變壓器局部放電和油色譜等的在線監測，經由具體的監測信息的分析來明確其變動的特點，而且指出具體的應對方法。比如，2008年9月份，在開展一次具體的監測的時候，發現其中的一臺設備的噪聲很是嚴重，進而使用人工措施對其比對分析，得知其存在著非常嚴重的氣蝕問題，因此，在后續的修理的時候對其開展了處理，解決了面對的不利現象，進而確保了運作的穩定性特征。

結語

由于最近幾年，我們國家的水電活動發展的非常的順暢，此時水輪的發電機的監測體系得到了顯著的發展，而且獲取了優秀的意義，為確保設備運作穩定，調度合理等提供了必要的技術支撐。不過，該體系的落實是一個非常綜合化的項目，要靠著精準的設置，綜合的管控，才可以確保體系能夠正常的活動，能夠實現其應有的價值和意義。

[1]魏然.水輪發電機組狀態監測與故障診斷系統研究[J].西安理工大學，2010.

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