某水電站采用設備運行趨勢分析平臺探析

謝 洪 鑫， 王 文 超， 李 佳 棟， 劉 敏 琦， 賴 超

(雅礱江流域水電開發有限公司，四川 成都 610051)

1 概 述

水電站輔助設備的運行環境有一定的特殊性，水電站運行人員需要對設備的運行情況進行監測與分析[1]，及時發現潛在的缺陷并進行處理，保證設備運行的可靠性與安全性。但是，隨著水電站輔助設備規模的擴展，輔助設備的數量與類型也越來越多，如果只依靠傳統的人工分析，很難發現一些潛在的缺陷，進而使設備運行可靠性降低。因此，為提高設備分析效率和可靠性，對運行狀態監測與分析的方法、流程進行深入研究，采用計算機編程語言，設計并開發運行人員對設備運行趨勢進行分析的平臺，利用平臺導入設備相關運行數據，自動進行設備運行狀態統計、狀態變化趨勢對比，并采用報表、趨勢曲線等形式，描述狀態信息與分析結果，為運行人員對設備進行分析提供幫助，及時發現設備的缺陷和潛在問題，不斷提高設備運行的可靠性和安全性[2]。

設備運行趨勢分析的主要對象是輔助設備，尤其是運行較為頻繁的輔助設備[3]。某水電站分為一廠兩站(暫名A電廠和B電廠)，其中A電廠的輔助設備有1～8號機調速器油壓裝置油泵和機筒閥油壓裝置油泵、廠外滲漏排水泵、廠房滲漏排水泵；B電廠的輔助設備有1～6號機調速器油壓裝置油泵和機筒閥油壓裝置油泵、大壩滲漏排水泵、廠房滲漏排水泵、水墊塘滲漏排水泵。

2 運行趨勢分析平臺設計

2.1 運行趨勢分析的原理

輔助設備運行穩定后，它運行的各項參數將穩定不變。例如，筒閥油壓裝置油泵運行穩定后，它的運行時間、啟動間隔基本不發生變化。根據運行經驗收集設備運行特征性參數，進行歸納和總結，并確保收集到的數據能反映設備一般運行情況時的狀態[4]。

2.2 系統架構

設備運行趨勢分析平臺由Excel統計表和應用程序端兩大部分構成。Excel統計表負責收集輔助設備運行的數據，數據收集完成后，運行VB語言編寫的宏程序完成數據上傳，數據上傳到SQL Server數據庫，實現永久保存；應用程序端采用C/S架構，開發語言使用C#，數據庫使用SQL Server數據庫，采用模塊化設計思路，完成平臺的開發，實現對各種輔助設備的分析[5]。

2.3 系統設計與實現

2.3.1 系統功能結構

平臺分為A電廠和B電廠兩個部分，可分別對兩個電廠的設備進行分析查看，平臺具有設備分析、數據刪除、定值修改功能。系統功能結構見圖1。

圖1 系統功能結構圖

2.3.2 設備分析功能

設備分析界面設有數據查詢區、信息一覽區和曲線分析區，對應數據查詢、運行信息獲取和曲線趨勢分析三種功能。數據查詢區選擇需查詢周期的開始時間和結束時間，點擊查詢按鈕，界面會顯示相應時間段數據，查詢出數據后，點擊Excel按鈕可將數據導出為Excel文件；信息一覽區內將分別顯示本次查詢周期：啟泵總次數、平均建壓速率、平均啟停周期，前一相同周期：啟泵總次數、平均建壓速率、平均啟停周期；曲線分析區，點擊建壓速率(啟停周期)曲線按鈕，界面會顯示建壓速率(啟停周期)曲線，鼠標移動至曲線上任何一點，將會呈現該點的時間和建壓速率(啟停周期)，同時，曲線設置報警功能，高限報警紅點顯示，低限報警綠點顯示。設備分析界面見圖2。

圖2 設備分析界面

運行人員可對數據異常的點填寫備注，即進行原因分析，點擊曲線上報警數據點，數據查詢列表將會自動跳入相應行，然后在該行的備注欄填寫說明，填寫完成后，鼠標重新移至曲線上報警數據點，該點將同時顯示時間、建壓速率(啟停周期)及備注信息。

2.4 報警設置

根據不同設備的運行特性，設置的報警方式不同，可采用定值方式及平均值判斷方式，報警設置方式詳見表1。

表1 報警設置方式

3 應用實例

(1)2020年10月12日，運行人員通過設備運行趨勢平臺分析發現大壩滲漏排水1號泵運行時長為由原來的20分鐘增加到50分鐘。經排查，此現象是因大壩滲漏排水4號泵出口逆止閥關閉不嚴，導致水流倒灌至集水井，使1號泵運行時間過長。

(2)2021年02月22日，運行人員通過設備運行趨勢平臺分析發現4號機組停機前筒閥油壓裝置輔助泵啟泵間隔為3 h40 min,停機后輔助泵啟泵間隔為2 h10 min，經排查，此現象是因4號機組筒閥1號接力器數字缸閥芯未恢復歸正常位置，導致壓力油內泄。

(3)2021年5月10日，運行人員通過設備運行趨勢平臺分析發現，5號機組調速器油壓裝置補氣間隔為1天1次，之前補氣間隔約為17天1次，經排查，此現象原因是5號機組調速器壓力罐排氣閥接頭密封墊壓縮量不足，導致接頭漏氣。

(4)2021年6月9日，運行人員通過設備運行趨勢平臺分析發現，完成6號機組筒閥油壓裝置輔助泵運行時長由為30 min增至70 min，同時，其他機組筒閥油壓裝置輔助泵在相同工況下運行時間也均為30 min左右。經排查， 此現象原因是6號機組筒閥油壓裝置輔助泵出口安全閥彈簧力減小，導致安全閥處溢流量變大，輔助泵效率降低。

4 結 語

目前，水電站主要采用傳統的人工分析方法進行趨勢分析，該分析方法所需調取的數據量較大，對運行值班人員的工作經驗要求較高，效率低、耗時長，還容易出現因數據遺漏而無法發現潛在性缺陷的問題。因此，某水電站運行人員通過不斷總結分析和研究，自主開發了基于Winform技術的設備運行趨勢分析平臺，實現對各種輔助設備的分析，提高了運行值班人員對設備運行趨勢進行分析的效率，能及時發現設備的隱蔽性缺陷，有效提高設備運行的安全性和可靠性，該平臺已在某水電站投入使用，值得同行業相關電廠借鑒。