某水电站采用设备运行趋势分析平台探析

谢 洪 鑫， 王 文 超， 李 佳 栋， 刘 敏 琦， 赖 超

(雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 610051)

1 概 述

水电站辅助设备的运行环境有一定的特殊性，水电站运行人员需要对设备的运行情况进行监测与分析[1]，及时发现潜在的缺陷并进行处理，保证设备运行的可靠性与安全性。但是，随着水电站辅助设备规模的扩展，辅助设备的数量与类型也越来越多，如果只依靠传统的人工分析，很难发现一些潜在的缺陷，进而使设备运行可靠性降低。因此，为提高设备分析效率和可靠性，对运行状态监测与分析的方法、流程进行深入研究，采用计算机编程语言，设计并开发运行人员对设备运行趋势进行分析的平台，利用平台导入设备相关运行数据，自动进行设备运行状态统计、状态变化趋势对比，并采用报表、趋势曲线等形式，描述状态信息与分析结果，为运行人员对设备进行分析提供帮助，及时发现设备的缺陷和潜在问题，不断提高设备运行的可靠性和安全性[2]。

设备运行趋势分析的主要对象是辅助设备，尤其是运行较为频繁的辅助设备[3]。某水电站分为一厂两站(暂名A电厂和B电厂)，其中A电厂的辅助设备有1～8号机调速器油压装置油泵和机筒阀油压装置油泵、厂外渗漏排水泵、厂房渗漏排水泵；B电厂的辅助设备有1～6号机调速器油压装置油泵和机筒阀油压装置油泵、大坝渗漏排水泵、厂房渗漏排水泵、水垫塘渗漏排水泵。

2 运行趋势分析平台设计

2.1 运行趋势分析的原理

辅助设备运行稳定后，它运行的各项参数将稳定不变。例如，筒阀油压装置油泵运行稳定后，它的运行时间、启动间隔基本不发生变化。根据运行经验收集设备运行特征性参数，进行归纳和总结，并确保收集到的数据能反映设备一般运行情况时的状态[4]。

2.2 系统架构

设备运行趋势分析平台由Excel统计表和应用程序端两大部分构成。Excel统计表负责收集辅助设备运行的数据，数据收集完成后，运行VB语言编写的宏程序完成数据上传，数据上传到SQL Server数据库，实现永久保存；应用程序端采用C/S架构，开发语言使用C#，数据库使用SQL Server数据库，采用模块化设计思路，完成平台的开发，实现对各种辅助设备的分析[5]。

2.3 系统设计与实现

2.3.1 系统功能结构

平台分为A电厂和B电厂两个部分，可分别对两个电厂的设备进行分析查看，平台具有设备分析、数据删除、定值修改功能。系统功能结构见图1。

图1 系统功能结构图

2.3.2 设备分析功能

设备分析界面设有数据查询区、信息一览区和曲线分析区，对应数据查询、运行信息获取和曲线趋势分析三种功能。数据查询区选择需查询周期的开始时间和结束时间，点击查询按钮，界面会显示相应时间段数据，查询出数据后，点击Excel按钮可将数据导出为Excel文件；信息一览区内将分别显示本次查询周期：启泵总次数、平均建压速率、平均启停周期，前一相同周期：启泵总次数、平均建压速率、平均启停周期；曲线分析区，点击建压速率(启停周期)曲线按钮，界面会显示建压速率(启停周期)曲线，鼠标移动至曲线上任何一点，将会呈现该点的时间和建压速率(启停周期)，同时，曲线设置报警功能，高限报警红点显示，低限报警绿点显示。设备分析界面见图2。

图2 设备分析界面

运行人员可对数据异常的点填写备注，即进行原因分析，点击曲线上报警数据点，数据查询列表将会自动跳入相应行，然后在该行的备注栏填写说明，填写完成后，鼠标重新移至曲线上报警数据点，该点将同时显示时间、建压速率(启停周期)及备注信息。

2.4 报警设置

根据不同设备的运行特性，设置的报警方式不同，可采用定值方式及平均值判断方式，报警设置方式详见表1。

表1 报警设置方式

3 应用实例

(1)2020年10月12日，运行人员通过设备运行趋势平台分析发现大坝渗漏排水1号泵运行时长为由原来的20分钟增加到50分钟。经排查，此现象是因大坝渗漏排水4号泵出口逆止阀关闭不严，导致水流倒灌至集水井，使1号泵运行时间过长。

(2)2021年02月22日，运行人员通过设备运行趋势平台分析发现4号机组停机前筒阀油压装置辅助泵启泵间隔为3 h40 min,停机后辅助泵启泵间隔为2 h10 min，经排查，此现象是因4号机组筒阀1号接力器数字缸阀芯未恢复归正常位置，导致压力油内泄。

(3)2021年5月10日，运行人员通过设备运行趋势平台分析发现，5号机组调速器油压装置补气间隔为1天1次，之前补气间隔约为17天1次，经排查，此现象原因是5号机组调速器压力罐排气阀接头密封垫压缩量不足，导致接头漏气。

(4)2021年6月9日，运行人员通过设备运行趋势平台分析发现，完成6号机组筒阀油压装置辅助泵运行时长由为30 min增至70 min，同时，其他机组筒阀油压装置辅助泵在相同工况下运行时间也均为30 min左右。经排查， 此现象原因是6号机组筒阀油压装置辅助泵出口安全阀弹簧力减小，导致安全阀处溢流量变大，辅助泵效率降低。

4 结 语

目前，水电站主要采用传统的人工分析方法进行趋势分析，该分析方法所需调取的数据量较大，对运行值班人员的工作经验要求较高，效率低、耗时长，还容易出现因数据遗漏而无法发现潜在性缺陷的问题。因此，某水电站运行人员通过不断总结分析和研究，自主开发了基于Winform技术的设备运行趋势分析平台，实现对各种辅助设备的分析，提高了运行值班人员对设备运行趋势进行分析的效率，能及时发现设备的隐蔽性缺陷，有效提高设备运行的安全性和可靠性，该平台已在某水电站投入使用，值得同行业相关电厂借鉴。