基于在线监测平台分析水电厂的故障诊断方法

杨宏宇

湖南省郴州市资兴市东江水力发电厂

基于在线监测平台分析水电厂的故障诊断方法

杨宏宇

湖南省郴州市资兴市东江水力发电厂

做好水电厂发电机组及相关设备的实时在线监测和故障诊断，是保障水电厂稳定可靠运行，提升其经济效益和环境效益的重要举措。利用专业的在线监测平台，可以实时采集机组设备的状态信息，经数据信息平台的对比分析，完成对设备健康状况的诊断，从而指导维护人员更好的对设备进行维护处理。本文对基于在线监测平台的水电厂故障诊断方法进行了简要分析。

在线监测平台；水电厂；故障诊断

前言

从我国当前的经济发展情况分析，在未来相当长的一段时间内，水电将会是数量最为庞大，技术最为成熟、电网吸纳率最高的清洁可再生能源，加大对于水能资源的开发，推动水电行业的稳健发展，对于可持续发展目标的实现而言非常重要。而对于水电厂而言，必须做好机组的在线监测，防范故障风险，提升自身的经济效益和环境效益。

1 水电厂设备的维护和检修

水电厂的主要设备是水轮发电机组以及相应的配套设施，其在实际运行过程中，受各种因素的影响，容易出现故障和问题，而一旦设备由于故障的影响而停机，将会造成巨大的经济损失。在这种情况下，就必须做好设备的检修维护工作。常规的设备检修采用的是定期检修的方式，这种方式存在着比较严重的滞后性，无法及时发现设备中存在的故障和问题，在实际应用中效果不佳。对此，结合在线状态检测技术和诊断技术，状态检修逐渐得到了应用，可以通过对设备运行信息的采集和分析，判断其是否存在异常，实现对设备故障的预知，根据设备的健康状况，合理安排检修项目和检修时间，提升检修工作的科学性。在线监测平台的构建，为设备的状态检修提供了良好的条件，使得工作人员能够实时掌握设备的运行状态，对于水电厂的安全稳定运行意义重大[1]。

2 基于在线监测平台的故障诊断方法

2.1 在线监测平台

在线监测平台可以实现对于水电厂设备的实时在线监测，对电厂子系统的实施过程数据进行整合，在提升资源利用效率、降低生产维护成本的同时，也可以电厂的竞争力。平台主要包括了数据库服务器、通信管理机、Web应用服务器以及网络通信管理机等构成，能够从主变油色谱在线监测、主变套管在线监测等系统中获取数据信息，结合历史数据的比对处理，完成状态监测趋势的图形化分析，自动生成相应的报表，然后以文字、表格、曲线、图形等方式显示出来。

2.2 状态监测系统

状态监测系统可以实现对监测对象运行信息的实时在线采集，根据管理需求，自动完成电厂子系统信息的采集，同时对电厂生产运行信息进行全面监视，使得生产管理人员能够非常直观的了解设备的运行情况。不仅如此，系统还可以对采集到的信息进行全面分析和深入挖掘，然后将处理结果通过各种各样的方式（文字、表格、曲线、图形等），直观的呈现给工作人员，还能够提供不同维度、更加灵活的数据查询和统计手段，从而依照对象，完成对设备数据相关性的分析，最终实现设备运行状态的远程在线诊断和分析，使得工作人员能够随时了解设备的健康状况，及时发现其中存在的隐患和问题，为设备检修方案的制定提供可靠的参考依据。

通过数据共享的方式，故障诊断系统可以对状态监测系统采集到的数据信息进行存储，同时完成对设备在不同工况下状态参数的分析和识别，明确设备状态的变化程度，判断其异常表现，并且通过历史数据与异常表现的对比，确定设备是否存在缺陷，以及缺陷所处的位置和产生的原因，对其可能造成的影响和危害进行预测，生成相应的缺陷报告，提出合理化建议，为检修维护人员的状态检修工作提供指导和参考[2]。

结合上述分析可知，在线监测平台、故障诊断系统与状态检修工作密不可分，通过开放式在线监测数据信息平台，可以完成对机组设备的实时在线监测、数据分析、决策管理以及状态维护，提升设备管理的水平和效果。

2.3 故障诊断方法

这里结合主变油色谱在线监测系统，对主变故障的诊断方法进行简单分析。

在水电站中，主变会随着机组运行方式的不同，出现发热、放电等问题，而主变中采用的变压器油为矿物油，其本身在高温环境下缺乏稳定性，容易裂解产生气体。主变油色谱在线监测系统就是针对变压器油高温裂解产生的气体进行监测，主要监测对象包括氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、总烃含量、微水以及可燃气体、变压器油温度等。

在主变运行中，高温裂解产生的气体会与变压器油融合在一起，而主变油色谱在线监测装置可以通过取样分析，得到变压器油中气体的种类和浓度，以此来判断主变的实际运行状态，并且可以将采集到的数据传输到数据信息平台，结合在线监测系统，完成对主变的故障的远程诊断。

如果采集到的数据中甲烷含量超出正常标准，同时乙烯含量上升接近告警点，则故障诊断系统会自动完成相应的数据分析报告，通过预先设定好的方式（网页、手机、报警设备等），向检修人员发送告警信息。在接收到告警信息后，检修人员可以通过远程分析，确定报告内容的准确性和真实性。经分析，发现变压器油温过高，其原因可能是主变超负荷运行，可能是冷却效果不佳，也可能是油泵故障或者冷却系统堵塞等，在无法判断具体原因的情况下，可以结合色谱分析，进行设备状态的现场检验和评估，明确故障产生的原因，并且对故障进行及时处理，确保变压器的稳定可靠运行[3]。

3 结语

总而言之，运用在线监测平台，可以实现对于水电厂设备运行状态的实施在线监测，了解设备的运行情况，帮助检修人员完成对于机组设备故障的判断、缺陷处理和状态检修，减少故障发生的几率，从而提升电厂生产的安全指标和经济指标。应该看到，伴随着数据采集技术的持续发展，基于在线监测平台的设备故障诊断系统将会越发完善，可以更加方便快捷地完成对设备运行状况的监测和故障判断，保障设备运行的稳定性和安全性。

[1]黄怀军.大型水电厂设备远程状态监测与故障诊断系统的构建[J].电子世界,2014,（18）:300.

[2]莫理,邹伦森,雍学模.水电厂在线监测平台下故障诊断技术的应用研究[J].中国科技博览,2015,（11）:370.

[3]张灯,夏洲,赵连辉,等.白山发电厂机组在线监测与状态检修系统建设[J].水电厂自动化,2013,（1）:28-32.