游舟浩

摘 要：本文基于水口發(fā)電集團(tuán)有限公司監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用實(shí)際，結(jié)合曲線進(jìn)行分析，提出改善水電站機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控的思路及方法。

關(guān)鍵詞：水電站；狀態(tài)監(jiān)控；改善

1.背景

水口發(fā)電集團(tuán)有限公司下轄水口、街面、水東、雍口、嵩灘埔五座水電站，17臺(tái)機(jī)組，現(xiàn)有總裝機(jī)容量為186.6萬千瓦。水口電站作為福建電網(wǎng)第一大調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用、黑啟動(dòng)電源的常規(guī)水電廠，在迎峰度夏和保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮著巨大作用。自1993年首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電至今，多數(shù)機(jī)組運(yùn)行年限已超20年，機(jī)組存在不同程度的老化現(xiàn)象，漏油、溫度不斷升高等問題能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)提出更高的要求。

2.存在問題

水口發(fā)電集團(tuán)有限公司集控中心負(fù)責(zé)對(duì)下轄各電站實(shí)行遠(yuǎn)程集中控制和操作，具備數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制、自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度、自動(dòng)電壓控制、水庫(kù)調(diào)度、防洪調(diào)度、事故處理、設(shè)備檢修管理等功能。

目前，監(jiān)控系統(tǒng)為NARI NC-2000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件V3.0，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、有效地完成對(duì)水電廠被控對(duì)象的安全監(jiān)控，但僅對(duì)機(jī)組狀態(tài)量越限、設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警，不能及時(shí)反映機(jī)組運(yùn)行過程中的變化，遠(yuǎn)不能滿足對(duì)機(jī)組全面狀態(tài)監(jiān)控的需求。

3.狀態(tài)監(jiān)控現(xiàn)狀分析

3.1 某機(jī)組推力油位曲線

3.1.1事件經(jīng)過

11月23日11：20接運(yùn)行人員通知，某機(jī)組推力油位異常升高，發(fā)電機(jī)班立即安排人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)推力油位已達(dá)+80mm，在推力取油樣處排油發(fā)現(xiàn)有水排出，立即上報(bào)分公司與生技部，經(jīng)生技部協(xié)調(diào)，在不停機(jī)情況下對(duì)推力油槽先排油到正常油位。

11月24日上午該機(jī)組停機(jī)，排光推力油槽內(nèi)潤(rùn)滑油，吊起推力油槽蓋，充水檢查發(fā)現(xiàn)+x，-x方向的推力冷卻器各有一個(gè)漏點(diǎn)。將漏水的銅管進(jìn)行封堵，經(jīng)充水耐壓已無滲漏；推力油槽更換新油，油位充至+5mm。

11月24日23時(shí)機(jī)組開機(jī)運(yùn)行。

3.1.2分析

由該機(jī)組推力油位曲線可知，從11月12日起推力油位總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；11月20日8：48起顯著升高，運(yùn)行人員直到11月23日9：31的日常巡檢才發(fā)現(xiàn)異常，通知檢修處理。

3.1.3 結(jié)論

水口發(fā)電集團(tuán)有限公司設(shè)備點(diǎn)多、面廣，單純的依靠運(yùn)行人員每日的巡檢，觀察到的數(shù)據(jù)只是單值，且很難對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理，無法反映一段時(shí)間推力油位的變化。如果引入變化率，能夠更早的發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患。

3.2 某機(jī)組上導(dǎo)瓦溫曲線

3.2.1 事件經(jīng)過

1月29日02：10監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)某機(jī)組上導(dǎo)11號(hào)瓦溫報(bào)警，上位機(jī)查該機(jī)組2、11、12號(hào)瓦溫55.5度、55.6度、55.6度報(bào)警，其他瓦溫在52-54度之間，上導(dǎo)油溫1，油溫2溫度48.9度、48.8度越限報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)查上導(dǎo)水壓0.29MPa，查上導(dǎo)供水閥4245全開，全開備用供水閥4245-1，查排水閥4248、4249全開，觸摸感覺排水閥較熱，立即開啟備用排水閥4250。經(jīng)過15分鐘，上導(dǎo)排水管水溫未明顯下降，申請(qǐng)將該機(jī)組有功負(fù)荷降至空載，通知檢修進(jìn)廠處理。

02：30 發(fā)電機(jī)班人員接運(yùn)行通知，到現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)上導(dǎo)油冷卻器堵塞引起上導(dǎo)瓦溫油溫升高，向運(yùn)行值班人員要求停機(jī)對(duì)上導(dǎo)油冷卻器進(jìn)行反沖水處理。

03：50 該機(jī)組停機(jī)，發(fā)電機(jī)班人員對(duì)上導(dǎo)油冷卻器進(jìn)行反沖水處理，04：30反沖水工作結(jié)束，機(jī)組可以投入運(yùn)行。

05：00機(jī)組開機(jī)，上導(dǎo)瓦溫油溫均恢復(fù)正常。

3.2.2分析

該機(jī)組1月18日至1月28日期間檢修，因此上導(dǎo)瓦溫維持在環(huán)境溫度范圍。由瓦溫曲線可以看出，溫度上升分為兩段，第一段上升過程是由于手動(dòng)開機(jī)引起，機(jī)組恢復(fù)運(yùn)行，各部分發(fā)熱，溫度升高，屬于正常范圍；第二段上升過程是由于上導(dǎo)油冷卻器堵塞，冷卻效果受影響，引起上導(dǎo)瓦溫升高，用消防水對(duì)上導(dǎo)冷卻器進(jìn)行反向沖洗疏通后，溫度下降至正常范圍。

3.2.3 結(jié)論

第一段上升過程斜率明顯上升，是因?yàn)闄C(jī)組由檢修恢復(fù)運(yùn)行過程的溫度正常上升，在設(shè)計(jì)曲線變化率告警時(shí)應(yīng)予以排除；第二段上升過程溫度值超過了正常的范圍，因此可考慮通過超出某個(gè)值（低于上導(dǎo)瓦溫告警值，否則無意義）+上升變化率來實(shí)現(xiàn)告警功能。

3.3 極值變化

3.3.1 極值的概念

設(shè)函數(shù)y=f（x）在點(diǎn) 的某鄰域內(nèi)有定義，如果對(duì)于該鄰域內(nèi)的任意點(diǎn)x（x≠ ）都有f（x）f（ ）），那么f（ ）叫做函數(shù)y= f（x）的一個(gè)極大值（或極小值）。

3.3.2 分析

對(duì)比圖3與圖4：圖3中，極值穩(wěn)定在一定范圍，設(shè)備正常；圖4中，后期極值變小，設(shè)備可能出現(xiàn)異常。

3.3.3 結(jié)論

根據(jù)運(yùn)行實(shí)際，在給定的時(shí)期內(nèi)，收集觀測(cè)到的最高值或最低值，進(jìn)行比較分析。若極值穩(wěn)定在一定范圍，則設(shè)備正常；若極值不斷變大（或變?。?，判斷設(shè)備可能存在異常，應(yīng)給予報(bào)警。

3.4區(qū)間變化

3.4.1 分析

對(duì)比圖5與圖6：圖5中，曲線穩(wěn)定在一定區(qū)間，設(shè)備正常；圖6中，中間曲線變化區(qū)間下降，設(shè)備可能出現(xiàn)異常。

3.4.2 結(jié)論

同樣，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行實(shí)際，定出正常運(yùn)行情況下的區(qū)間，其變動(dòng)范圍的上限為區(qū)間上邊界，變動(dòng)范圍的下限為區(qū)間下邊界。采取連續(xù)多點(diǎn)取平均值的方法，若該平均值落在區(qū)間內(nèi)，判斷設(shè)備正常；若該平均值落在區(qū)間外，判斷設(shè)備在該時(shí)期內(nèi)可能存在異常，應(yīng)給予告警。

4.總結(jié)

結(jié)合上述分析，擬對(duì)水口發(fā)電集團(tuán)有限公司集控中心監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，增加對(duì)機(jī)組狀態(tài)量變化曲線的監(jiān)控，包括曲線斜率、極值、變化區(qū)間等，并自動(dòng)結(jié)合機(jī)組的實(shí)時(shí)工況，實(shí)現(xiàn)分析、預(yù)測(cè)、告警等功能，力爭(zhēng)及時(shí)、準(zhǔn)確地反映機(jī)組運(yùn)行狀況。

參考文獻(xiàn)：

[1]《NC-2000水電廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)》，南瑞自動(dòng)控制有限公司，2005；

[2]《高等數(shù)學(xué)》，中國(guó)電力出版社，2013。