發電廠電氣設備故障分析及管理

鄭 坤

（山東電力工程咨詢院有限公司，濟南 750013）

發電廠電氣設備是整個發電廠的最為重要的設備之一，其若發生故障往往會導致發電廠整體系統的大面積故障，給整個發電廠造成巨大的損失，因此，應對發電廠電氣設備故障進行提前的預防和診斷，確保在故障發生前能夠進行有效的設備檢修，并通過相關的管理措施減小整個發電廠電氣設備故障發生幾率，提高其安全性和可靠性[1]。利用電氣設備故障診斷分析技術及管理方法還能夠實現發電廠電氣設備壽命的延長，這樣就能夠有效降低電氣設備的使用成本，對提高整個發電廠的效益具有重要的作用。本文對發電廠電氣設備故障診斷及管理進行了分析。

1 發電廠電氣設備故障診斷分析

1.1 建立發電廠電氣設備故障診斷知識庫

所謂知識庫，就是指對問題進行求解時所用的各種知識的集合[2]。其主要包括規則、相關信息和事實本身。知識庫往往是專家經驗的總結，其作為基礎材料，是系統實現推理的關鍵。本文針對電廠電氣設備所發生的故障，結合專家經驗，所建立的知識庫如表1所示。

表1 知識庫表

上述知識庫是以產生規則的表現形式來實現的，其中每個規則只產生一個結論，并且在每個前提之間都用“與”的形式進行標示。

1.2 基于BP神經網絡模型的設備故障診斷方法

本文所建立的BP神經網絡如圖1所示。

圖1 發電廠電氣設備故障診斷神經網絡圖

2）對知識庫中的所有學習樣本 (Xp,Yp)進行實際輸出的計算。

3）按照消除誤差的方式對權值矩陣進行調整。

4）進行迭代的判斷，如果迭代次數N大于某一給定值kN，則完成訓練，否則執行步驟2）。

2 實例分析

某大型發電廠電氣設備所出現的故障主要特征主要有[3]：x1（機組振動大），x2（電機過熱），x3（勵磁發生跳閘），x4（電源輸出為0），x5（導線發生絕緣故障），導致故障發生的主要原因可歸結為以下幾類：y1（三相不對稱），y2（熔斷器發生了熔斷），y3（調速器的電源出現了故障），y4（定子繞組出現了短路），y5（繞組的溫度過高），y6（傳感器故障）。

某發電機機組電氣設備在實際運行中所出現的故障現象有以下3個：x1，x2，x5，嚴重程度分別為0.6，0.2和0.5，即故障模糊的向量為X= ( 0.6,0.2,0.5)。對上述故障進行計算，所得的結果如表2所示。

表2 故障原因分析表

3 發電廠電氣設備管理措施分析

1）加強電氣設備的檢修，確保電氣設備穩定運行

如果發電機出現故障，導致其產生了自動跳閘的狀態，則對發電廠的電氣設備會造成非常大的沖擊和損害。對這種情況的預防應從檢查電機設備外觀入手，同時持續觀察其電壓變化情況，良好地完成電機的日常保養工作。

2）嚴格監視，有效管理電機的電壓

如果發電廠電機兩端的電壓不穩，則其不但會對電機的工作壽命造成嚴重的影響，而且還會導致發電廠電氣設備出現嚴重的損壞。在對發電廠電機電壓進行管理時要確保對其進行嚴密的監控，一旦確認出現了電壓不穩問題則可以采取切除部分負荷的方法來進行解決。要充分利用各種保護設備，確保其充分發揮應有的作用。

3）加強地線管理，確保接地線的合理性

接地線能夠有效保障發電廠電氣設備運行人員的安全，因此在對電氣設備進行布置時要充分利用相關的接地線，提高整個發電廠電氣設備的安全性，有效地降低其對地電壓，同時還要可靠保障發電廠電氣中的直流系統正常運行，從管理上提升發電廠電氣設備運行人員對接地報警的重視，確保接地時其能做出正確的分析，避免事故的擴大。

4 結論

本文對發電廠電氣設備故障進行了分析，提出了基于BP神經網絡方法的設備故障診斷方法，并將該方法應用于實踐，取得了良好的應用效果。由于發電廠電氣系統復雜度高，涉及的元件較多，容易出現多種故障，因此在實際工作中還需要科學的故障管理方法，確保電廠電氣設備的安全穩定運行。

[1] 陳維榮,宋永華,孫錦鑫.電力系統設備狀態監測的概念及現狀[J].電網技術,2000,24(11):12-17.

[2] 王善永,范文,鐘敦美. 基于狀態監測的水電廠主設備檢修計劃決策系統[J].電力系統自動化,2001,12(16):45-47.

[3] 李士勇.工程模糊數學及應用[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2004.