江　雨，陳則陽

（1.貴州烏江水電開發(fā)有限責任公司東風發(fā)電廠，貴州 清鎮(zhèn) 551408；2.北京華科同安監(jiān)控技術(shù)有限公司，北京 100048）

東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

江雨1，陳則陽2

（1.貴州烏江水電開發(fā)有限責任公司東風發(fā)電廠，貴州 清鎮(zhèn) 551408；2.北京華科同安監(jiān)控技術(shù)有限公司，北京 100048）

摘要：水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對于把握機組特性、優(yōu)化機組運行、預(yù)防事故和分析事故原因等方面都有著重要作用。東風發(fā)電廠高度重視機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，在電站全部4臺機組中安裝了狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并不斷對系統(tǒng)進行完善和提高，使系統(tǒng)更具針對性；同時采用多種措施提高系統(tǒng)的檢修和維護水平，為系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行切實發(fā)揮其應(yīng)有作用。本文介紹了東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)、應(yīng)用情況以及相關(guān)的檢修維護措施。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；設(shè)計原則；系統(tǒng)構(gòu)成；參數(shù)選擇；系統(tǒng)建設(shè)

1概述

貴州東風發(fā)電廠是烏江流域梯級開發(fā)的第二級電站，共裝有3臺190MW及1臺125MW混流式水輪發(fā)電機組。在貴州電網(wǎng)中主要擔任調(diào)頻和調(diào)峰任務(wù)。

東風發(fā)電廠是國內(nèi)早期開展水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測的電廠之一，從2002年開始，陸續(xù)在各臺機組上安裝了北京華科同安監(jiān)控技術(shù)有限公司的TN8000水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，監(jiān)測內(nèi)容涵蓋大軸擺度、機架振動、過流部件壓力脈動、抬機量、定轉(zhuǎn)子空氣間隙、磁場強度、發(fā)電機局部放電等。系統(tǒng)投運后，運行總體穩(wěn)定。但限于當時的技術(shù)水平，應(yīng)用效果有限。隨著電子計算機技術(shù)及軟件技術(shù)的發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)日趨成熟。東風發(fā)電廠認真研究了國內(nèi)外機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀，吸取其他電廠的成功經(jīng)驗和失敗教訓，重新規(guī)劃機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，在2012年對系統(tǒng)進行升級改造，并建立相應(yīng)的管理體制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，使之切實發(fā)揮應(yīng)有作用。

2系統(tǒng)設(shè)計原則

東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計遵循以下原則：

（1）可靠性：所配置的各種設(shè)備均采用國內(nèi)外著名品牌，且具有大量現(xiàn)場應(yīng)用業(yè)績，經(jīng)過長期穩(wěn)定運行考驗的產(chǎn)品；在軟件的設(shè)計上采取多種容錯策略，確保軟件長期穩(wěn)定運行。

（2）實用性：系統(tǒng)的各項功能針對現(xiàn)場的實際需要開發(fā)，不需復(fù)雜的操作便可形成各種特性曲線和狀態(tài)報告，便于了解機組性能，及時發(fā)現(xiàn)缺陷和故障。

（3）先進性：系統(tǒng)的硬件采用最新的數(shù)字電子技術(shù)開發(fā)；軟件采用模塊化、分布式設(shè)計；在故障診斷知識庫的模型建設(shè)、特征提取等方面采用目前先進的故障診斷理論，強化設(shè)備故障自動分析診斷功能；數(shù)據(jù)存儲采用先進的實時歷史數(shù)據(jù)庫技術(shù)；全套系統(tǒng)的構(gòu)架采用最新的通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

（4）開放性：系統(tǒng)具備良好的開放性，可與包括監(jiān)控系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、流量監(jiān)測系統(tǒng)、MIS網(wǎng)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊和共享，既可向這些系統(tǒng)傳送狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，也可以將這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入到狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中。

（5）針對性：系統(tǒng)針對水電機組的特點進行設(shè)計和開發(fā)，除了在硬件的配置上適應(yīng)水電機組的特點外，在軟件的設(shè)計上也針對現(xiàn)場實際需要，配置了包括動平衡計算、狀態(tài)報告自動生成、輔助試驗等實用功能。

（6）系統(tǒng)集成：系統(tǒng)將振動擺度監(jiān)測系統(tǒng)、氣隙監(jiān)測系統(tǒng)、局部放電監(jiān)測系統(tǒng)及機組工況等進行有效集成，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和存儲，并在同一個平臺上進行顯示和分析，實現(xiàn)了系統(tǒng)間資源和信息的共享。

3系統(tǒng)構(gòu)成

東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集單元、服務(wù)器及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、軟件等組成，如圖1所示。系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按層次劃分為廠站層（上位機系統(tǒng)）和現(xiàn)地層兩級。廠站層設(shè)備包括狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB通訊服務(wù)器、工程師工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，全廠4臺機組共用1套?，F(xiàn)地層設(shè)備包括機組現(xiàn)地狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集單元、各種傳感器、通訊接口、附件設(shè)備等。

每臺機組在現(xiàn)地設(shè)1個數(shù)據(jù)采集站，數(shù)據(jù)采集站設(shè)備集中組屏在1面標準機柜內(nèi)，布置在發(fā)電機層機旁。數(shù)據(jù)采集站負責對機組的振動、擺度、壓力脈動、抬機量、空氣間隙、磁通密度、局部放電、機組工況參數(shù)等信號進行數(shù)據(jù)采集、處理、分析，以圖形、圖表、曲線等直觀的方式在顯示器上顯示，同時，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行特征參數(shù)提取，得到機組狀態(tài)數(shù)據(jù)，完成機組故障的預(yù)警和報警，并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳至狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，供進一步的狀態(tài)監(jiān)測分析和診斷。

狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器用于存儲、分析、管理從各數(shù)據(jù)采集箱和其他監(jiān)測系統(tǒng)傳送過來的機組實時狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)及各種特征數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析及故障診斷。狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器還具有與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、其他廠家的監(jiān)測系統(tǒng)進行通訊的軟件及硬件接口，實現(xiàn)與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器還具有與GPS時鐘同步裝置進行時鐘同步的軟件和硬件接口。

WEB服務(wù)器負責發(fā)布機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)及分析診斷結(jié)果，承擔與電站生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。WEB服務(wù)器可通過廣域以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)進行發(fā)布，實現(xiàn)遠程診斷。由于機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)與電站生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)及因特網(wǎng)屬于兩個不同的安全區(qū)，根據(jù)電力二次系統(tǒng)安全防護總體規(guī)定，在機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)與電站生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)及因特網(wǎng)之間安裝了網(wǎng)絡(luò)安全隔離設(shè)備，用于實現(xiàn)機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)與電站生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)及因特網(wǎng)之間的物理隔離。此外，為確保WEB服務(wù)器的安全，在WEB服務(wù)器和電廠生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)之間還安裝了硬件防火墻。

電站層設(shè)備和現(xiàn)地層設(shè)備之間采用星型以太網(wǎng)絡(luò)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)為光纖，并滿足工業(yè)通用的國際標準IEEE802.3和TCP/IP規(guī)約。

4測點布置與傳感器選擇

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)測點的選擇和布置是獲取機組運行狀態(tài)信號的重要環(huán)節(jié)，其選擇和布置是否合理將直接影響信號采集的真實性以及數(shù)據(jù)分析診斷結(jié)果的可信度。測點的選擇和布置取決于機組的結(jié)構(gòu)和運行規(guī)律，在進行測點的選擇和優(yōu)化時，要滿足機組狀態(tài)監(jiān)測分析的要求，選擇最有代表性、最能準確捕捉設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測點。測點的選擇和布置必須能夠監(jiān)測機組的水力特性、機械特性、電氣特性及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點。

圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

4.1機組穩(wěn)定性參數(shù)選擇

機組穩(wěn)定性監(jiān)測參數(shù)包括振動、擺度、壓力脈動及瓦溫等。

振動和擺度是表征機組穩(wěn)定性的直接信號。強烈的振動將影響水輪機組的正常運行，并降低機組的使用壽命；當振動引起廠房、壓力管道的共振和機組出力波動時，機組則無法正常運行。因而，振動和擺度是評價機組運行狀態(tài)的重要指標。對機組振動、擺度進行在線監(jiān)測，有利于了解機組的特性，指導機組避開不穩(wěn)定工況區(qū)運行。因此，對機組的振動和擺度進行監(jiān)測是必不可少的。根據(jù)機組的特點，東風電廠狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)配置了以下測點：

（1）擺度監(jiān)測：在機組的上導、下導、推力、法蘭和水導按+X和-Y方向分別布置2個傳感器來測量大軸擺度，通過每處2個正交的傳感器可以得到大軸的軸心軌跡，將上導、下導及水導三部導軸承處的軸心軌跡相連，可得到大軸空間運行姿態(tài)，用于分析導軸承存在的問題。擺度監(jiān)測使用非接觸式的電渦流傳感器。但是，由于上導部位的勵磁引線會對電渦流傳感器造成干擾，所以，上導擺度的測量使用抗電磁干擾能力強的電容式傳感器。

（2）振動監(jiān)測：對于水輪發(fā)電機組來說，低頻振動是其固有特性，也是機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)測量的一個難點，需要高度重視。本系統(tǒng)采用低頻速度傳感器來測量機組的振動，其頻率下限可達0.3Hz，可有效測量機組的低頻振動。在測點布置上，系統(tǒng)在上機架、下機架、定子機架及頂蓋處+X、+Y處各布置1個水平振動測點，在+X處布置1個垂直振動測點。

（3）定子鐵芯振動監(jiān)測：定子鐵芯振動以電磁振動為主，主要關(guān)心振動中的100Hz成分。由于定子鐵芯振動是高頻振動，如果振動過大，會對發(fā)電機造成嚴重破壞。所以，對定子鐵芯振動的監(jiān)測具有重要意義。定子鐵芯振動采用加速度傳感器來測量，與其他類型傳感器相比，此類傳感器抗電磁干擾能力強，且適合測量高頻振動。本系統(tǒng)在定子鐵芯中部+X、+Y處布置2個水平測點，在定子鐵芯上部齒壓板上布置1個垂直測點。

（4）壓力脈動監(jiān)測：壓力脈動周期性地作用在流道壁和轉(zhuǎn)輪上，引起機組的振動。壓力脈動是機組不穩(wěn)定的重要因素，壓力脈動過大會對機組及廠房構(gòu)成嚴重破壞。因此，測量壓力脈動具有重要意義。壓力脈動的測量需要變送器具有很高的精度及反應(yīng)速度。本系統(tǒng)選用具有高動態(tài)特性的壓阻式壓力脈動變送器，其動態(tài)響應(yīng)特性小于0.5ms，能夠準確測量機組的壓力脈動。系統(tǒng)設(shè)置了蝸殼進口、導葉出口及尾水管出口3個壓力脈動測點。

4.2氣隙監(jiān)測參數(shù)

當定、轉(zhuǎn)子之間出現(xiàn)偏心，或者定、轉(zhuǎn)子形貌不圓時，會造成定、轉(zhuǎn)子之間空氣間隙不均勻，導致磁拉力不均衡，從而引起機組振動。通過監(jiān)測分析定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙變化，可以監(jiān)測分析定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，從而準確判斷異常狀況，排除隱患，避免造成損失。系統(tǒng)在定子內(nèi)壁的上部和下部分別布置了4個氣隙傳感器，對定、轉(zhuǎn)子上部和下部氣隙進行監(jiān)測。可以監(jiān)測的內(nèi)容包括：定、轉(zhuǎn)子圓度、最小氣隙及定子蠕變和轉(zhuǎn)子磁極伸長等。

4.3工況參數(shù)監(jiān)測

水輪發(fā)電機組為多工況運行，在不同工況下，其狀態(tài)差別較大。要想準確把握機組狀態(tài)，就必須區(qū)分機組的運行工況。2012年以前，大多功況參數(shù)均采用通訊方式從監(jiān)控系統(tǒng)獲得，數(shù)據(jù)的實時性較差，導葉開度采用分支器與監(jiān)控用導葉開度共用，導致信號不真實，為確保工況參數(shù)的真實、準確，2012年對該系統(tǒng)進行了完善，系統(tǒng)通過硬接點方式直接從監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地采集裝置采集機組有功功率、無功功率、勵磁電流、勵磁電壓、導葉開度、水頭信號，從發(fā)電機出口開關(guān)現(xiàn)地控制柜采集發(fā)電機出口斷路器信號，從超聲波測流裝置上采集4～20mA流量信號。同時，為全面分析機組狀態(tài)，系統(tǒng)還通過串口通訊方式從監(jiān)控系統(tǒng)中獲取瓦溫等信號，這些可靠信號的獲得為系統(tǒng)的輔助分析起到了較大的作用。

5系統(tǒng)功能

5.1實時監(jiān)測

通過主視圖、棒圖、表格、波形圖、頻譜圖、圓度圖等圖表，實時顯示系統(tǒng)的監(jiān)測參數(shù)，便于相關(guān)人員及時了解機組各部的運行狀態(tài)。當監(jiān)測的參數(shù)達到報警條件時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號。除了本系統(tǒng)有鮮明的提示外，還可以將報警信號通過硬節(jié)點傳送到監(jiān)控系統(tǒng)。此外，當系統(tǒng)監(jiān)測到某個參量在不斷變壞時，還會發(fā)出預(yù)警信號，提示有關(guān)人員注意。

5.2數(shù)據(jù)分析

通過相關(guān)趨勢圖、瀑布圖、級聯(lián)圖、軸系圖、軸心軌跡圖等圖表，對歷史數(shù)據(jù)進行分析和挖掘?？煞治鰴C組各個部件狀態(tài)的發(fā)展趨勢，以及機組在不同工況下的狀態(tài)。為檢修提供依據(jù)。

5.3優(yōu)化運行

系統(tǒng)能綜合機組設(shè)計參數(shù)和運行規(guī)范，通過對機組實際振動、擺度特性的掌握，分析機組不同工況下振動區(qū)變化規(guī)律，指導機組避振運行；通過對水力能量參數(shù)（效率、耗水率等）在不同工況下的特性曲線的掌握，指導機組在最優(yōu)工況區(qū)運行，實現(xiàn)機組的最佳經(jīng)濟性能。

系統(tǒng)通過一定時間的數(shù)據(jù)積累后，能自動統(tǒng)計各個工況下的參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)生成實際運行的運轉(zhuǎn)特性曲線圖，明確不穩(wěn)定運行工況區(qū)和特殊振動區(qū)，從而指導機組盡可能避開危險工況區(qū)，實現(xiàn)優(yōu)化運行。

5.4性能試驗

系統(tǒng)充分考慮水輪發(fā)電機組性能試驗的需要，并做針對性的設(shè)計。系統(tǒng)可根據(jù)自動采集的轉(zhuǎn)速、負荷、勵磁電流、發(fā)電機出口開關(guān)、勵磁開關(guān)等工況參數(shù)，自動判斷機組的運行工況，從而可自動采集和存儲試驗期間的所有數(shù)據(jù)。每次試驗完畢后，系統(tǒng)能夠自動分析和處理相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，提取量化分析數(shù)據(jù)和曲線，利用系統(tǒng)提供的自動狀態(tài)分析報告軟件，可以方便地生成各種性能試驗報告。

5.5運行檢修維護指導和評價

系統(tǒng)可根據(jù)機組各部件運行狀態(tài)，利用系統(tǒng)提供的各種專業(yè)分析工具，輔助分析異常原因，并根據(jù)分析結(jié)果指導機組運行檢修。系統(tǒng)還能對比機組檢修前后的歷史數(shù)據(jù)，直觀評價檢修效果，或通過檢修后的各種機組常規(guī)試驗數(shù)據(jù)，綜合評價檢修后機組各部件特性。

5.6自動狀態(tài)分析報告

系統(tǒng)提供一套自動狀態(tài)分析報告生成軟件，可以自動生成各種狀態(tài)分析報告，便于用戶了解和掌握機組的運行狀態(tài)，指導機組檢修和優(yōu)化運行。自動狀態(tài)分析報告生成軟件結(jié)合了相關(guān)自動診斷技術(shù)和分析工具，自動選取相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算和判斷，以易于理解的文字及圖表等方式，將機組狀態(tài)分析結(jié)果展示在報告中。系統(tǒng)可自動生成的報告包括：實時狀態(tài)分析報告、定期分析報告、性能試驗報告、檢修評價報告等。

5.7故障診斷

系統(tǒng)提供一套針對水輪發(fā)電機組運行狀態(tài)進行分析診斷的專家系統(tǒng)，能對水輪機、發(fā)電機等多設(shè)備進行故障診斷。故障診斷系統(tǒng)包括報警預(yù)警平臺、在線自動診斷程序、自動診斷知識庫、分析診斷工具和診斷規(guī)則等。報警預(yù)警平臺能在線自動捕獲狀態(tài)的變化，并觸發(fā)在線自動診斷程序；自動診斷程序通過提取故障診斷專家?guī)斓脑\斷規(guī)則，結(jié)合當前數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)對機組狀態(tài)進行分析診斷，得出結(jié)論并形成報告。系統(tǒng)的診斷知識庫具有開放性，可根據(jù)機組的實際運行狀態(tài)及特點不斷進行修正，從而提高故障診斷的準確度。

5.8系統(tǒng)通訊

系統(tǒng)提供對外接口，可與電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)或其他系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊和共享。系統(tǒng)通過單向網(wǎng)絡(luò)隔離裝置與電站生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)連接，可將測量得到的機組擺度、振動、壓力脈動、氣隙等參數(shù)發(fā)布到電站生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)中，使得有關(guān)人員在辦公室就可以瀏覽和分析數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過RS232/485接口與計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行串行通訊，從監(jiān)控系統(tǒng)獲取諸如瓦溫、油溫、定子溫度等參數(shù)，以便對數(shù)據(jù)進行綜合分析。

6數(shù)據(jù)采集及管理

6.1數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)具備完備的數(shù)據(jù)采樣功能以保證系統(tǒng)能夠全面準確地記錄機組的狀態(tài)數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)采集均能自動完成，不需用戶干涉。系統(tǒng)自動根據(jù)相關(guān)工況參數(shù)判斷機組為過渡過程（啟停機、過速、甩負荷等）、暫態(tài)過程（并網(wǎng)/解列、勵磁調(diào)節(jié)、負荷波動等）、穩(wěn)態(tài)過程和故障狀態(tài)，并根據(jù)機組狀態(tài)采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集策略。

對于穩(wěn)態(tài)過程，為準確獲取相關(guān)參數(shù)的相位和頻譜特征，系統(tǒng)采用整周期采樣方式，連續(xù)采樣8周期，每周期采樣256點。采用整周期采樣技術(shù)，可提供精確的頻率分布和對應(yīng)的幅值，為準確分析和故障診斷提供技術(shù)保證。

對于其他狀態(tài)，系統(tǒng)采用連續(xù)錄波方式，分辨率為1ms。連續(xù)錄波過程由系統(tǒng)根據(jù)工況參數(shù)變化自動觸發(fā)，不需人工干預(yù)，采樣時間也由系統(tǒng)根據(jù)工況變化自動判斷。

當有參數(shù)報警時，系統(tǒng)還會自動存儲報警前、后5min的數(shù)據(jù)，便于對報警進行分析和診斷。

6.2數(shù)據(jù)管理和存儲

機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需要采集和處理大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲和管理策略是其核心技術(shù)。傳統(tǒng)的機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來處理和存儲數(shù)據(jù)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計重點在于解決并發(fā)查詢性能，數(shù)據(jù)不進行任何壓縮，因此，用于存儲機組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的大容量數(shù)據(jù)時，占用大量存儲空間，存取效率低下，數(shù)據(jù)庫可靠性低。傳統(tǒng)的機組在線監(jiān)測系統(tǒng)為解決這個問題，采取稀疏記錄的辦法，即數(shù)據(jù)不是全部存儲，而是選擇其中的少部分進行存儲。這直接導致丟失很多有用的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采用先進的實時數(shù)據(jù)庫來管理和存儲機組狀態(tài)數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫可支持多達10萬個測點，適合工業(yè)擁有大量測點的現(xiàn)場；同時，數(shù)據(jù)庫采用高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，壓縮比可達100：5，能夠存儲大量數(shù)據(jù)而占用小的存儲空間，可以長期、不經(jīng)過稀釋地存儲機組狀態(tài)原始數(shù)據(jù)、特征數(shù)據(jù)等。此外，實時數(shù)據(jù)庫還具有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫無法比擬的讀取速度，大大提高了數(shù)據(jù)的讀取效率，為后續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用和挖掘提供堅實基礎(chǔ)。

7預(yù)警及報警策略

報警是機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的常規(guī)功能，即當監(jiān)測量超過設(shè)定限值后發(fā)出報警信號。由于水輪發(fā)電機組的運行工況比較復(fù)雜，不同工況下機組狀態(tài)變化很大，用一個限值來判斷是否報警顯然欠妥，容易產(chǎn)生誤報警和漏報警。東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)機組的實際運行工況，按水頭、負荷等工況將機組運行狀態(tài)分成不同工況，各工況單獨設(shè)定報警值，這樣能大大提高報警的準確性，防止誤報發(fā)生。

預(yù)警是指狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的有關(guān)參數(shù)的變化，在報警之前提前發(fā)現(xiàn)機組缺陷或故障，給出預(yù)警信號。系統(tǒng)采用趨勢預(yù)警和樣本預(yù)警技術(shù)來進行預(yù)警。趨勢預(yù)警指當某一參數(shù)在同一工況下變化趨勢大于設(shè)定值后發(fā)出預(yù)警提示；樣本預(yù)警技術(shù)采用海量數(shù)據(jù)比較技術(shù)，將當前數(shù)據(jù)與該工況下樣本數(shù)據(jù)進行比較，通過分析當前數(shù)據(jù)和樣本數(shù)據(jù)的幅值及頻率差別來發(fā)現(xiàn)異常并發(fā)出預(yù)警信號。

基于工況的報警和預(yù)警技術(shù)可充分滿足水輪發(fā)電機組運行工況變化頻繁的特點，可以有效實現(xiàn)機組異?，F(xiàn)象的早期預(yù)警提示和故障報警。

2012年以前，該系統(tǒng)只有8路報警輸出，不能清楚準確的監(jiān)視相關(guān)監(jiān)測點的預(yù)警狀態(tài)，2012年，東風電廠對該系統(tǒng)進行完善，系統(tǒng)可提供40路報警繼電器空接點信號輸出，可以將報警及預(yù)警信號發(fā)送給其他系統(tǒng)（如監(jiān)控系統(tǒng)等），每個繼電器輸出均可通過軟件進行邏輯組態(tài)，以確保系統(tǒng)的報警輸出符合現(xiàn)場機組的運行特點。當機組出現(xiàn)報警/預(yù)警時，系統(tǒng)以醒目的顏色變化提示相關(guān)人員注意，同時，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)報警信息提示相應(yīng)的處理意見和可能的故障。系統(tǒng)所有報警事件均會自動存儲，用戶可以通過事件列表調(diào)取事件記錄。報警和預(yù)警平臺流程圖如圖2。

圖2報警和預(yù)警平臺流程圖

8系統(tǒng)維護

機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行并切實發(fā)揮其應(yīng)有的作用，除了要有可靠的設(shè)備外，還必須對系統(tǒng)進行必要的維護和檢修。東風發(fā)電廠高度重視機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的檢修維護工作，建立相應(yīng)的管理體制，不斷提高檢修維護水平，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

（1）指定專門人員來管理和維護系統(tǒng)。這樣可以提高相關(guān)人員的責任心，使得他們可以更加深入了解和熟悉系統(tǒng)，不斷提高自身對狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的認識和維護水平，從而更好的維護系統(tǒng)。

（2）定期進行巡檢。除了運行人員定期對設(shè)備進行巡檢外，相關(guān)維護人員也定期對系統(tǒng)進行檢查。通過系統(tǒng)自診斷功能檢查系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的狀態(tài)，尤其是各個傳感器、數(shù)據(jù)采集箱、狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)以及工作電源等，及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

（3）納入技術(shù)監(jiān)督管理，按照相關(guān)規(guī)范，擬定檢定計劃，與有資質(zhì)的檢定單位簽訂合同，定期對測量通道精度、傳感器靈敏度及線性度等重要技術(shù)指標進行校驗，對不滿足要求的傳感器進行修理或更換，確保采集數(shù)據(jù)真實性及可靠性，從而真實反映發(fā)電機組的健康狀態(tài)。

參考文獻：

[1]王昌長.電力設(shè)備的在線監(jiān)測與故障診斷[M].北京：清華大學出版社，2006.

[2]北京華科同安監(jiān)控技術(shù)有限公司.東風發(fā)電廠機組狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)技術(shù)方案[Z].

中圖分類號：TP277

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）04-0026-05

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.04.008

收稿日期：2015-01-26

作者簡介：江雨（1973-），女，工程師，從事水電企業(yè)生產(chǎn)管理工作。