改善水電站機組狀態(tài)監(jiān)控方法淺析

游舟浩

摘 要：本文基于水口發(fā)電集團有限公司監(jiān)控系統(tǒng)運用實際，結合曲線進行分析，提出改善水電站機組狀態(tài)監(jiān)控的思路及方法。

關鍵詞：水電站；狀態(tài)監(jiān)控；改善

1.背景

水口發(fā)電集團有限公司下轄水口、街面、水東、雍口、嵩灘埔五座水電站，17臺機組，現(xiàn)有總裝機容量為186.6萬千瓦。水口電站作為福建電網第一大調峰、調頻、事故備用、黑啟動電源的常規(guī)水電廠，在迎峰度夏和保電網安全穩(wěn)定運行方面發(fā)揮著巨大作用。自1993年首臺機組并網發(fā)電至今，多數(shù)機組運行年限已超20年，機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發(fā)現(xiàn)，對監(jiān)控系統(tǒng)提出更高的要求。

2.存在問題

水口發(fā)電集團有限公司集控中心負責對下轄各電站實行遠程集中控制和操作，具備數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制、自動發(fā)電控制和經濟調度、自動電壓控制、水庫調度、防洪調度、事故處理、設備檢修管理等功能。

目前，監(jiān)控系統(tǒng)為NARI NC-2000計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件V3.0，該系統(tǒng)能實時、準確、有效地完成對水電廠被控對象的安全監(jiān)控，但僅對機組狀態(tài)量越限、設備故障進行報警，不能及時反映機組運行過程中的變化，遠不能滿足對機組全面狀態(tài)監(jiān)控的需求。

3.狀態(tài)監(jiān)控現(xiàn)狀分析

3.1 某機組推力油位曲線

3.1.1事件經過

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

11月24日上午該機組停機，排光推力油槽內潤滑油，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漏點。將漏水的銅管進行封堵，經充水耐壓已無滲漏；推力油槽更換新油，油位充至+5mm。

11月24日23時機組開機運行。

3.1.2分析

由該機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；11月20日8：48起顯著升高，運行人員直到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 結論

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

3.2 某機組上導瓦溫曲線

3.2.1 事件經過

1月29日02：10監(jiān)控系統(tǒng)報某機組上導11號瓦溫報警，上位機查該機組2、11、12號瓦溫55.5度、55.6度、55.6度報警，其他瓦溫在52-54度之間，上導油溫1，油溫2溫度48.9度、48.8度越限報警。現(xiàn)場查上導水壓0.29MPa，查上導供水閥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。經過15分鐘，上導排水管水溫未明顯下降，申請將該機組有功負荷降至空載，通知檢修進廠處理。

02：30 發(fā)電機班人員接運行通知，到現(xiàn)場檢查確認上導油冷卻器堵塞引起上導瓦溫油溫升高，向運行值班人員要求停機對上導油冷卻器進行反沖水處理。

03：50 該機組停機，發(fā)電機班人員對上導油冷卻器進行反沖水處理，04：30反沖水工作結束，機組可以投入運行。

05：00機組開機，上導瓦溫油溫均恢復正常。

3.2.2分析

該機組1月18日至1月28日期間檢修，因此上導瓦溫維持在環(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開機引起，機組恢復運行，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油冷卻器堵塞，冷卻效果受影響，引起上導瓦溫升高，用消防水對上導冷卻器進行反向沖洗疏通后，溫度下降至正常范圍。

3.2.3 結論

第一段上升過程斜率明顯上升，是因為機組由檢修恢復運行過程的溫度正常上升，在設計曲線變化率告警時應予以排除；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值（低于上導瓦溫告警值，否則無意義）+上升變化率來實現(xiàn)告警功能。

3.3 極值變化

3.3.1 極值的概念

設函數(shù)y=f（x）在點 的某鄰域內有定義，如果對于該鄰域內的任意點x（x≠ ）都有f（x）f（ ）），那么f（ ）叫做函數(shù)y= f（x）的一個極大值（或極小值）。

3.3.2 分析

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

3.3.3 結論

根據(jù)運行實際，在給定的時期內，收集觀測到的最高值或最低值，進行比較分析。若極值穩(wěn)定在一定范圍，則設備正常；若極值不斷變大（或變?。?，判斷設備可能存在異常，應給予報警。

3.4區(qū)間變化

3.4.1 分析

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

3.4.2 結論

同樣，根據(jù)機組運行實際，定出正常運行情況下的區(qū)間，其變動范圍的上限為區(qū)間上邊界，變動范圍的下限為區(qū)間下邊界。采取連續(xù)多點取平均值的方法，若該平均值落在區(qū)間內，判斷設備正常；若該平均值落在區(qū)間外，判斷設備在該時期內可能存在異常，應給予告警。

4.總結

結合上述分析，擬對水口發(fā)電集團有限公司集控中心監(jiān)控系統(tǒng)進行改造升級，增加對機組狀態(tài)量變化曲線的監(jiān)控，包括曲線斜率、極值、變化區(qū)間等，并自動結合機組的實時工況，實現(xiàn)分析、預測、告警等功能，力爭及時、準確地反映機組運行狀況。

參考文獻：

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

[2]《高等數(shù)學》，中國電力出版社，2013。