机组振摆保护系统在某蓄能电站的应用

机组振摆保护系统在某蓄能电站的应用

杨永

白山发电厂 吉林桦甸 132400

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的各行各业的发展也有了很大的改善。我国水电站装机容量不断增大、设备复杂性提高，对其运行监测与故障分诊断提出了更高要求。

关键词：机组振摆保护系统；某蓄能电站；应用

引言

水电设备是水电企业生产的基础。随着大型水轮发电机组在整个电力系统中的比重越来越大，单机容量增加，自动化程度不断提高，年平均发电时间延长，检修时间缩短，一方面满足了发电企业提高生产效率、降低生产成本、节约能源等客观需求，社会效益和经济效益都有巨大的进步；另一方面也对水电设备的可用率、机组运行效率、安全性、可靠性与经济性提出了更高的要求，事故停机造成的经济损失可能会更为严重，给水电设备的运行管理带来更多的挑战。水电机组及电气设备在运行中不断受到泥沙磨损、汽蚀破坏、机械磨损及其他机械或电气损伤，导致设备的寿命缩短。电力设备和系统故障后，轻则降低系统生产效率，重则停运，甚至造成灾难性的后果。因此，准确分析和评估水轮发电机组故障对电力系统稳定可靠运行具有十分重要的意义。目前研究有收集机组参数，通过大数据分析，有效地提高了水轮发电机的故障诊断准确率，但大多仍在理论研究阶段。

1水电站机组状态监测分析

设备状态监测是通过数据采集设备、系统获取设备运行状态信息、健康状态信息，明确设备运行是否正常。自20世纪90年代至今，水电机组状态监测技术得到了长足发展，目前主要分为如下3种。（1）专项监测系统：主要是对水轮发电机组或是某个设备某项状态进行监测，如气隙监测系统（AGMS）、华水机HJS系统等。（2）多项监测系统：主要是由多个专项监测系统集成所得。（3）集成监测系统：主要是在控制—维护—管理集成框架下开发维护系统，实现信息共享与全面监测，包括机组、开关站、廊道以及泄洪闸门设备等。基于我国水电技术的快速发展，大批高参数、大容量机组投产，其运行状态愈加复杂，对机组监测方式、分析方法提出了更高的要求，一方面设备的复杂性，要求故障检测、诊断需更多的应用智能分析手段；另一方面基于实践情况，对设备监测分析的直观性提出了更高的要求，这也是下一步研究的重要方向之一。

2振摆数据存在问题分析

(1)大轴摆数据分析根据数据统计分析，a公司某单位大轴摆基本符合该单位运行极限要求，变化趋势稳定，无明显异常。(2)机组振动数据分析1)4套机组上盖振动一般超过50米的国家标准限值，振幅超过标准数倍。当机组稳定运行时，4套机组的上盖振动值浮动在100-300米之间，偶尔跳动到350米左右。其它部件的振动值基本满足国家标准要求。2)振动探头采用国产晶芯品牌，产品质量一般，稳定性不高。在2015年3号机组维修过程中，振动探头送检时发现探头故障5处。由于振动探头的可靠性较低，统计振动数据可能会与实际存在偏差。各单元现场振动摆监测装置设置一级报警和二级报警，作为切换量发送到监测系统。一级报警作用于报警，二级报警作用于设备内部逻辑判断后的出口单元跳变信号，并作用于关机。由于目前机组振动和摆振保护没有投入，所以1级和2级报警值设置比较宽松。1级报警值为300米，2级报警值为1000米。水平报警逻辑单点延迟报警,即任意值超过300亩的跳动监测m,60年代后延迟发送报警信号,二级报警通过内部逻辑配置,然后延迟输出信号,以及中小学只在停机报警,发电、抽水,电源相位调制,泵调相稳态激活其他五个瞬态操作不触发报警。

3实际应用成效

3.1转变工作方式

通过对诊断平台的使用，电厂维护人员可直观的对关注测点进行监视，定位故障测点，并通过周报的方式对故障信息进行汇总，对指标趋势进行直观分析，同时通过机组间的横向对标及对比分析，运用问题导向模式进行预警报警，通过色标管理直观地反映设备的运行性能及健康状态，极大地改进了维护人员需到中控室及现场巡视了解设备状况的工作方式，维护人员能够从海量大数据中实现简单、准确的故障定位、故障预判及机组状态优化分析等，更好地保障设备安全稳定运行。

3.2缺陷精准定位

利用远程诊断平台监测机组运行参数及预警功能，提前预知设备潜在故障点，消除设备隐患缺陷，截止目前，发现机组及筒阀回油箱油位过低、3号机推力外循环油流计异常、2号机1号顶盖排水泵运行效率低、机组压力油罐压力偏低、3号机励磁变温度异常、机组轴瓦温度异常、筒阀故障、调速器故障等缺陷共计83条，处理82条。同时通过诊断平台专业分析报告，准确地对机组稳定性运行状态进行评价，判断出1号机组平均气隙超标、偏心/圆度参数超标、1号机组下机架振动超标、2号机组水导摆度和下机架振动不及格、3号机组气隙综合评价危险不合格、3号机组下机架振动趋势变坏、4号机组气隙综合评价危险及4号机组振摆综合评价中下机架振动超标等问题，精准的反映了机组的运行状态及趋势状态。

3.3高压开关设备

由于水电站地处深山峡谷，可利用面积非常有限，因此水电站设计最先采用气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)。西北院早在龙羊峡水电站设计时就已经选用了日本日立公司的363kV户内GIS设备，拉西瓦水电站选用了韩国现代公司的800kV户内GIS设备，800kV一直是水电站最高的电压等级。21世纪初中国电力高速发展，也促进了设备制造企业的发展，GIS设备逐步进入国产化时代，价格也大幅下降，现在GIS设备不仅成为水电站的典型配置，也在电网变电站广泛采用，电网GIS设备已经达到1100kV。近年来随着节约用地和环保的要求逐年严格，加上智能化技术的发展，一种智能化预装式(集成)变电站应运而生。它将电气设备按照系统性、安全性、可靠性、易维护、一体化的原则安装在几个全封闭框架式结构的箱体内，现场仅需简单的土建基础安装和箱体间的简单电气连接，大大减少占地面积，施工周期短，运维工作量小。由于现阶段只有电压等级220kV以下产品，因此水电站使用业绩较少，主要用于电网和新能源项目。

结语

机组状态监测与故障诊断系统的应用，是水电站正常运行的重要保证，目前我国大中型电厂都对其机组全面/部分在线监测。随着我国传感技术、监测仪器与相关智能技术的发展，相关检测系统不断优化，机组诊断模型的训练和完善，可以进一步提高机组状态监测可靠性、故障诊断准确度，及早发现机组运行异常状况，进行状态检修，保障机组安全稳定运行。

参考文献

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