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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
更新时间:2014-07-19 发布:www.1024sj.com

作者:冯文贵 黄定奎 

摘要:本文介绍了水电厂装备状态监测的基本技术原理,状态检修治理体系体例的基本理论,叙述了贵州春风发电厂展开状态监测,实施状态检修的成功经验和取得的成效。
要害词:状态监测 家系统 状态检修
1 概述
贵州春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月全数建成投产,共有3回220kV出线接进贵州电网。电站以发电为主,兼顾防洪和浇灌,在贵州电网中担任调频和调峰使命。电站机组采用计较机监控系统(LCU)控制,前后在贵州电网电厂计较机监控系统中首家实现远方自动发电控制(AGC)(AutomaticGeneratorControl)和远方自动开停机功能。
随着科学技术的成长、装备在线监测技术的日益成熟和建立电厂的需要,对装备展开状态检修已慢慢成长成必然趋向。
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",就是对运行中的装备实施在线监测、实时显示、数据分析,并将数据上网,使得在计较机网络可到达的范围内(包括厂MIS网、计较机监控系统、中试所等),都可有用的对装备运行状态进行系统自动监测分析某人工分析,读取响应的自诊断状态陈述,以便尽早发现窜伏性故障,提出预防性措施,避免发生严重事故,保证装备的平安、稳定和经济运行,并以此指导装备检修。
2.2水电厂状态监测参数选择
2.2.1 电气装备监测参数的选择
对于电气装备,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)及氧化锌避雷器等年夜大都装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、油中消融气体(色谱)铁芯接地电流和高压套管的介损(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 发机电电气监测参数的选择
发机电电气监测参数主要包括以下几个方面:
(1)发机电空气间隙监测系统--AGM(AirGapMonitoringSystem);
(2)发机电磁通(磁极波)监测系统--MFM(MagneticFluxMonitoringSystem);
(3)发机电定子线圈局部放电(尽缘)监测系统--SIM(StatorInsulationMonitoringSystem);
(4)发机电转子磁极线圈局部放电(尽缘)监测系统--MIM(MagneticpoleInsulationMonitoringSystem);
(5)定子线棒振动监测系统--SBV(StatorBarVibrationMonitoringSystem)。
2.2.3 水轮发机电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:主要监测机组运行进程中或各类实验工况下各导轴承及年夜轴各法兰联接处的摆度;
(2)振动:主要监测机组运行进程中或各类实验工况下各支持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、抬机、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:主要监测机组运行进程中尾水压力及压力脉动的年夜小,借以分析引发机组异常振动的水力参数的年夜小。
2.2.4 其他运行参数监测
如机组的流、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、辅助装备参数等等。
2.3状态监测的基来源根基理
针对分歧监测参数的特征,拔取分歧型式的传感器(如丈摆度选用电涡撒播感器,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),传感器经由过程各监测点的位移、电气参或其他特征值的变化,转换为输进传感器的电旌旗灯号(0~20mA或±24V)输出,再经由过程传感器的后置电路将该电旌旗灯号转换为现实需要获得的监测数值(如振动、摆度幅值(单元:0.01mm),尾水压力及压力脉动(单元:Pa),发机电气隙磁通(单元:Tesla)等)。系统再将这些数据输进门的数据收集器,数据收集器对这些数据进行一系列计较和处置,以多种形式(如图表、波形、频域、时域等)传送到数据服务器,数据服务器对这些年夜的数据进行自动存储并可经由过程显示器(LCD)实时显示,工程技术人员可凭据需要在LCD上进行各类数据操作,如读取瞬时年夜峰峰值、小峰峰值、平均峰峰值、查看波形图、频率特征等。
3 状态监测及故障诊断系统的研究及运用
3.1 系统考查研究及实施原则
贵州春风发电厂从2001年起就起头对全国各水电厂及科研单元开发和运用装备状态监测及故障诊断系统的情况进行考查调研,对国内外水电厂装备状态监测及故障诊断各子系统的技术状态和运用情况有了一个深入的熟悉。2002年,春风发电厂起头实施本厂装备状态监测及故障诊断系统,凭据前面的经验,我厂制定了状态监测及故障诊断系统的实施原则--"整体计划,分步实施","整体计划"就是在实施前将水电厂一整套完整的系统进行计划;"分步实施"就是凭据国内外某一子系统的技术及运用效果的成熟情况,连系生产需要,分步实施,使之能更好的为保证平安生产和指导检修实验服务。
3.2 系统结构
2003年3月,春风发电厂"发变组状态监测及故障诊断系统"一期工程进行安装、调试和投运,一期工程项目主要包括:状态监测及故障诊断系统的公共部门(三台发变组共用的局域网及三台发变组状态监测及故障诊断系统的相关软件)、一台机组的稳定性监测系统(包括机组结构振动、摆度、尾水压力及压力脉动监测系统)、一台发机电监测系统(包括发机电空气间隙、磁场强度及发机电定子尽缘监测系统)和一台主变的气相色谱监测系统(传感器及数据收集和预处置部门)。系统结构以下图所示。
3.3 系统运用情况
3.3.1 今朝,稳定性系统数据收集箱(振动、摆度、压力脉动)、发机电监测系统数据收集箱(气隙、磁场、局放)和主变监测系统数据收集箱(油色谱)均已投进运行,并能准确收集有关旌旗灯号。
3.3.2 "发变组状态监测及故障诊断系统"数据服务器、WEB服务器、工程师站、通讯服务器和数据收集箱之间的网络调试已完成,网络通讯正常。
3.3.3 "发变组状态监测及故障诊断系统"稳定性监测系统、发机电监测系统及主变油色谱在线监测系统的数据收集、存储功能已调试终了且运行正常。
3.3.4 系统与我厂计较机监控系统、MIS系统的通讯联调已完成,现该系统能从计较机监控系统中经由过程网络通讯收集有关机组参数(如机组转速、负荷、水头、流、导叶开度、机组各部温度等)融进系统中辅之以机组状态分析及数据处置,从我厂MIS系统各终端用户上都可以经由过程网络通讯的方式会见该系统。
3.3.5 家系统软件已安装调试终了,能对收集到的机组各类状态数据进行自诊断和咨询诊断分析,得出机组的状态性能陈述,有关家系统的常识库还须在从此的运行进程中不竭完善和编纂修改。
3.3.6 该系统已168小时接连稳定试运行验收及格,运行正常。
4 状态检修治理体系体例的研究及运用
4.1 概述
状态检修(上简称CBM:ConditionBasedMaintenance)是今朝上一种进步前辈的检修治理体系体例,上世纪90年月后期,国外发电企状态检修的思想和做法传进我国,部门发电企也起头研究和试行。其基本思想是:装备尽长时间地处于运行状态,只有到装备结构和性能行将破坏的临界状态才停运检修。将以时间为基准的预防性检修检修转换为以状态为基准的响应性状态检修,做到该修才修。其益处一目了然,与传统的计划检修相比,实施状态检修可以延长检修周期,避免没必要要的检修和过度检修带来的人力、物力损失和发电损失,增加发电,下降检修成本和运行成本。
基地电厂MIS网或电话网络



4.2 状态检修的界说
装备状态检修是哄骗监测装备和诊断技术收集和堆集装备众多的状态信息,进行系统的趋向分析,科学判定装备有无异常和预知故障,凭据装备状态信息分析装备的健康状态,据
此放置检修计划和检修内容的一种检修方式。状态监测众多的状态信息是实施状态检修的根蒂根基,对监测信息的收集和科学有用的治理与运用是状态检修得以实现的保证。
4.3 实施状态检修的基来源根基则
状态检修作为作为一种进步前辈的检修治理体系体例,是一项复杂的治理系统工程,国内企年夜大都都还处于索求和试行阶段,在这样的条件下推行状态检修,应遵循以下原则:
(1)保证装备平安运行。
装备是根蒂根基,装备的平安运行是企各项生产经营勾当得以顺遂展开的靠得住保证。是以,保证装备平安运行是展开状态检修的重要原则。
(2)统筹计划,分步实施。
实施装备状态检修是对现行检修治理体系体例的改造,需要持久坚持,不竭总结,不竭完善,是以,既要有久远计划方针,又要扎实稳妥的分阶段实施。
(3)合理设置装备摆设状态监测及故障诊断装备。
实施装备状态检修首先要充实哄骗现有的装备和资本,重视常规的丈工作,凭据水电厂的现实情况合理设置装备摆设进步前辈实用、技术成熟的状态监测和故障诊断装备。
(4)实事求是,一切从现实动身。
由于水电厂的运行条件、机组类型和在系统中作用的分歧,在展开状态检修工作中,要连系现实情况,从现实动身斟酌问题。
(5)充实哄骗国内外科研部门的技术气力。
4.4 展开状态检修的统筹理论及现实运用
4.4.1 工作流程
水电厂展开状态检修工作主要由装备(系统)--状态监测--诊断分析并判定决议计划--检修治理--装备检修评估五个环节组成,并形成有机的闭环系统,如图所示。


(水电厂状态检修工作流程图)
4.4.2 展开状态检修工作的步骤
(1)收集、整理装备信息
装备信息主要有运行数据、常规检测数据、状态监测数据、装备历史数据、同类装备的故障信息和检修经验等。这些信息数据十分庞年夜,应充实哄骗计较机技术对这些数据进行治理,从制度上和技术上保证它们获得有用运用。
(2)分析诊断,提出检修建议陈述
依靠工程师和家来分析决议计划运行装备的检修项目、检修距离、检修工期及检修工艺,电厂层人员负责汇总机组各类状态信息及相关旌旗灯号,并连系现场经验进行综合分析,提出机组综合陈述和检修建议,提交决议计划层进行检修决议计划。
(3)建立计较机检修治理系统(CMMS)
CMMS(ComputerMaitanenceManageSystem)的基本功能包括装备治理、检修进程治理、物资治理、财政治理、人力资本治理等,而且要十分注重把检修工作纳进企以成本为中心的治理工作中。CMMS不仅是一种进行检修治理的工具,更是实现进步前辈治理思想和治理模式的手段。
5 结语
展开状态检修可改变原检修方式的盲目、守旧、过修、失修和浪费,增强检修治理的科学性,,提高对装备的监测技术水平。非凡是针对今朝国内年夜大都水电厂的基地都远离生产现场的现实,可为国家勤俭年夜的人力、物力和财力,下降发电成本,增加发电效益,并将年夜年夜提高水电厂的平安经济运行和现代化治理水平,提高工程技术人员运用新技术分析问题、解决问题的能力,水电厂状态检修是水电厂科学技术和治理水平的重年夜前进,其经济效益和社会综合效益不言而喻。
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