桐柏抽水蓄能电站机组状态监测与故障诊断系统.doc

桐柏抽水蓄能电站机组状态监测与故障诊断系统
万静英
（乌溪江水电厂浙江省衢州市324000）
【摘要】桐柏抽水蓄能电站建立了一套针对可逆式抽水蓄能机组以实用为目的的状态监测与故障诊断系统，文中结合工程实践，全面描述了该系统的总体目标、系统功能、系统总体结构、软件系统组成及功能。
【关键词】抽水蓄能状态监测故障诊断DIATECH

引言
桐柏抽水蓄能电站位于浙江省天台县境内，电站装机4台，单机容量30万kW，年平均发电量21.18亿kWh，年抽水电量28.13亿kWh，承担电网的调峰.调频及事故备用任务。目前第一台机组已投入商业运行，第二台机组正在进行动态调试。
由于抽水蓄能电站机组结构复杂，自动化程度高，一旦机组的某个部分在运行过程中出现故障，就很可能影响整个机组的运行，造成巨大的经济损失，甚至带来灾难性的后果。为保证机组安全、经济、稳定运行，桐柏电站在设计之初就考虑采用机组状态监测与故障诊断系统，前者通过提取故障的特征信号为状态维修提供检修依据，后者则分析、处理所采集的状态信息。

概述
桐柏抽水蓄能电站机组状态监测与故障诊断系统采用的是奥地利VATECH的DIATECH系统。DIATECH系统通过图形、趋势及诊断信息全面了解和掌握整个机组的状态，还可以显示机组的某一部分的详细信息，如振动、温度、噪音以及气蚀等。所有的数据都存在数据库中，历史数据能够被重新调用，用于显示、分析、比较和形成相应的报告。

DIATECH系统简介
桐柏抽水蓄能电站机组状态监测与故障诊断系统总体结构如图1所示。
中控室监视计算机
TCP/IP网络

DIATECH控制柜
数据库计算机
冷空分析仪
DIATECH主计算机
气隙测量计算机
热点分析仪
臭氧分析仪
监控系统
机组保护
1号机
振动监测
2号机
振动监测
3号机
振动监测
4号机
振动监测
4号机PDA
1号机PDA
2号机PDA
3号机PDA

图1DIATECH总体结构图
DIATECH系统的所有计算机都是由以太网联接，在DIATECH系统盘柜里装有一个HUB来将DIATECH系统与电站监控系统以太网连接起来。
在DIATECH控制柜中，包括一台主计算机（DIATECH的核心系统和SQL数据库），一台气隙测量计算机和数据采集设备，控制室的监视计算机装有监视和诊断系统的图形界面，用显示和诊断从DIATECH核心系统来的数据和信息。

状态监测功能描述
（1）振动和摆度的监测和保护系统
振动和摆度的监测和保护系统包括监视和测量机组上、下机架的振动，上导轴承、下部组合轴承、水导轴承的摆度，大轴摆度，水导轴承的振动，水轮机顶盖振动以及发电机定子振动。
每台机组配有一套VM600振动监测和保护系统，布置在发电机层LCU柜内，VM600是一种配有数字式的、模块化的、可扩展的硬件和软件，能为电站优化运行提供一套整体解决方案的机组机械保护系统。测量传感器经屏蔽电缆连接到VM600的IOC卡（输入输出卡）的输入端口，这些卡的输出端口传输4－20mA的振动和摆度信号，这些信号一方面送往机组现地控制系统，一方面送往DIATECH控制柜，经主计算机处理后送到控制室的监视计算机的图形界面上。每块IOC卡都与一块MPC卡（机械保护卡）一起工作，MPC卡传送报警和跳闸信号。
（2）定子线棒局部放电监测(PDA)
桐柏抽水蓄能电站的DIATECH系统采用加拿大ADWEL公司生产的发电机局部放电监测设备，ADWEL公司生产的产品是目前处于国际先进水平的产品，可以有效的监测发电机线圈的局部放电，并对监测的数据进行分析，得出局部放电的发展趋势，以指导发电机的运行和状态机修，为安全生产提供了可靠的保证。
局部放电监测系统主要由电容耦合器组成，这些电容耦合器用同轴电缆与ADWEL公司的STB-3型智能终端盒连接起来，STB-3安装在发电机中性点出线端附近。STB-3最大特点是可借助电压正弦波来区别局部放电的类型，有效排除电磁、噪声的干扰，灵敏地检测到局部放电现象，其排除电磁噪声采用的是“传输时间”技术，接收的干扰信号通过可调整长度的同轴电缆，使信号能够同时传输到测试分析系统，如果外界输入的信号通过电容耦合器同时到达系统，则仪器自动予以识别并将其视为干扰信号而予以剔除，当发电机发生局部放电时，由二个电容耦合器接收到的信号将在时间上先后传输到系统内并被自动记录为局部放电现象。这个多通道的局部放电分析仪用来测量已安装耦合器的线棒的永久性的和在线的PDA值，能够分析局部放电现象随时间的变化趋势，以此用来评价定子线圈的状况，供维护人员分析和判断。
（3）发电电动机空气间隙监测系统（MGM）
发电电动机空气间隙的监测也就是测量发电电动机定子、转子间的距离，以便及时准确地判断发电机定子、转子的动态结构状况及其演变。