公伯峡水电厂水轮发电机组在线监测与故障诊断系统研究

论文摘要

对水轮发电机组进行在线监测与故障诊断,改传统的计划周期性检修为计划性检修与状态检修相结合,既可提高机组的运行可靠性与稳定性,又可降低生产运营成本,是提高水电厂竞争力的有力措施之一,然而国内目前该系统尚处于理论研究与技术初步推广阶段,系统的功能和性能尚不完善。因此,对水电机组的在线监测与故障诊断系统进行研究是具有重要意义。本文从公伯峡水电厂的实际情况出发,在分析水电厂机电设备状态监测与故障诊断的目的、意义以及国内外相关技术应用现状的基础上,研制了一套水轮发电机组在线监测与故障诊断系统。本文首先从系统的可靠性、实用性、针对性以及便于系统集成和知识集成等理念出发,设计了以光纤以太网为网络架构的基于Web应用的分层分布式监测系统硬件结构,并基于工控机平台完成了系统硬件系统的构建和开发；然后基于模块化思想和Windows 2003 Server以及SQL Server软件平台,设计了系统的监测与诊断软件方案；借鉴国内外同类系统的相关技术,确定了系统的主要监测分析和诊断功能,并采用面向对象编程技术,完成了系统的监测和分析软件设计；最后利用本文研制的系统对公伯峡水电厂#5机组的涡带工矿区、高频压力脉动、发电机气隙状态、主变油色谱以及机组开机过程推力摆度等进行了测试、分析与诊断。结果表明,本文研究的系统能够满足公伯峡5#机组的在线监测及故障诊断任务。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 综述
• 1.1 研究的目的、意义
• 1.2 技术研究现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 技术发展趋势
• 1.5 应用前景分析
• 1.6 本文的主要内容
• 2 系统总体设计
• 2.1 工程简介及工程参数
• 2.2 设计原则
• 2.2.1 可靠性
• 2.2.2 实用性
• 2.2.3 针对性
• 2.2.4 系统集成
• 2.2.5 知识集成
• 2.3 硬件结构
• 2.3.1 测点布置
• 2.3.2 传感器的选择
• 2.3.3 数据采集站
• 2.3.4 数据采集箱各采集模块
• 2.3.5 上位机设备及其它外部设备
• 2.4 系统软件配置
• 2.4.1 操作系统软件
• 2.4.2 数据库管理软件
• 2.4.3 网络管理软件
• 2.4.4 在线监测系统自诊断软件
• 2.4.5 应用软件
• 3 系统功能与实现
• 3.1 振动摆度监测分析
• 3.1.1 实时监测
• 3.1.2 稳态数据分析
• 3.1.3 过渡过程数据分析
• 3.2 压力脉动监测分析
• 3.3 发电机气隙监测分析
• 3.4 磁场强度监测分析
• 3.5 发电机局部放电监测分析
• 3.6 能量特性监测分析
• 3.7 主变油色谱监测分析
• 3.8 基于工况的报警和预警功能
• 3.9 数据管理和事故追忆
• 3.10 故障诊断
• 3.11 性能评估
• 3.12 优化运行
• 3.13 状态报告生成
• 3.14 相关性趋势分析
• 3.15 远程分析与诊断
• 3.16 WEB化方式监测
• 3.17 动平衡计算
• 3.18 盘车轴线测量
• 3.19 系统管理
• 3.20 数据通讯
• 4 系统试验
• 4.1 涡带工况区和高频压力脉动试验
• 4.1.1 涡带工况区试验
• 4.1.2 低负荷小开度工况区高频压力脉动试验
• 4.1.3 结论
• 4.2 发电机气隙状态试验
• 4.2.1 下部定转子气隙特性试验
• 4.2.2 上部定转子气隙特性试验
• 4.2.3 磁极伸长检查试验
• 4.2.4 转子机械强度试验
• 4.2.5 结论
• 4.3 主变油色谱试验
• 4.3.1 油色谱状态测试
• 4.3.2 故障趋势判断
• 4.3.3 结论
• 4.4 机组开机过程推力摆度试验
• 4.4.1 试验数据
• 4.4.2 结论
• 5 结论与展望
• 致谢
• 参考文献