机组状态监测系统在大唐国际水电站的应用

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1、机组状态监测系统在大唐国际水电站的应用摘要：随着大唐国际水电事业的快速发展和一些大中型水电站的建成，探索“无人值班、集中控制、点检定修”的水电管理理念，水电机组状态监测技术在大唐国际得到了快速的推广应用，并取得了良好的效果。本文从状态监测系统监测项目的选择、系统结构、功能定位等方面介绍了大唐国际实施状态监测系统的情况，并介绍了大唐国际在实施水电机组状态监测技术方面多年积累的探索性经验，希望可为各大中型电站规划、设计、选型和实施状态监测系统时能提供借鉴作用。关键词：水轮发电机组；状态监测；稳定性1　概述随着大唐国际水电开发的快速推进，

2、大唐国际一些大中型和特大型水电站已经建成或正在建设之中。这些电站的建设和投运，对机组的安全、稳定、经济运行提出了更高的要求，对机组的运行管理和检修维护模式需要进行创新和变革。作为强有力的技术支持手段，实施机组状态监测有利于机组的安全稳定运行，有利于电厂管理模式的变革和创新。目前，建立完整的状态监测系统在技术上已经成熟，国内众多水电厂的实践经验表明，开展机组状态监测取得了良好的效果，这已成为行业内的普遍共识。因此，在大唐国际各水电站实施机组状态监测是必然的选择。同时，利用最新网络技术，将各电站状态监测数据实时传送至大唐国际各生产管理部

3、门和技术支持单位，可实现对机组状态远程监测和分析诊断，为大唐国际水电生产经营集约化管理提供技术基础。目前，大唐国际所属的在运水电站基本上配套安装了机组状态监测系统，在建机组也已进行了配套采购，筹建项目在设计阶段就提出了关于实施机组状态监测的明确要求。从已投运的电站实施效果看，状态监测系统在及时发现故障隐患，避免破坏性事故的发生，分析和掌握机组的运行特性，指导机组运行和检修维护，辅助进行各项性能试验，提高电厂数字化和网络化水平等方面可发挥很好的作用。2　状态监测项目的选择随着现代传感器技术和信号处理技术的提高，水电机组状态监测技术得到

4、了快速发展，监测对象可涉及到水轮机、发电机、变压器及电站主要辅助设备，监测内容覆盖了机组的振动、摆度、压力脉动、空化与效率、发电机气隙、局部放电、磁通量等等。为此，大唐国际根据各水电站机组的容量、结构特点、运行规律和自身经济承受能力，合理选择监测项目，统筹规划，量力务实。对于单机容量较小的机组，一般只监测振动、摆度和压力脉动等稳定性参数，而对于彭水、戈兰滩等大中型水电站，则配置尽可能多的监测内容，实现对机组的全方位监测。2.1　机组稳定性监测95振动、摆度与压力脉动是表征机组稳定性的直接信号和稳定与否的判据。强烈的振动将影响水轮机组

5、的正常运行，并降低机组和一些部件的使用寿命；当引起厂房、压力管道的共振和机组出力波动时，机组则无法正常运行，因而振动、摆度与压力脉动成为评价机组运行状态的重要指标。通过对水轮发电机组的振动、摆度和压力脉动等稳定性信号进行在线监测，有利于了解机组的运行特性，优化机组运行，及时发现故障和指导机组检修。我国已相应制定了多部国家和行业标准，从机组基本技术条件、机组安装、启动、运行和现场测试等方面对机组振动的要求和等级做出了详细规定。大唐国际也已制订了相应的振动管理导则，明确要求所有机组必须安装振动在线监测系统。目前大唐国际已投运和在建的水电

6、机组均配套安装了稳定性在线监测系统。2.2　发电机空气间隙监测水轮发电机定子与转子之间的空气间隙由于制造质量、安装工艺等因素，还有运行时定转子结构部件受到电磁力和离心力的作用，设计选定的气隙值在机组安装、试运行以后往往会发生变化。不均匀的气隙将直接影响发电机的电气特性和机械性能的稳定。通过在线监测发电机定、转子间空气间隙，可以及时掌握发电机运行过程中定子的变形趋势和大小，以及转子磁极的松动和结构变形；通过检查气隙不均匀性，可以检验发电机制造、安装和维修质量；由于气隙不均匀会导致磁拉力不平衡，引起振动，故气隙监测还可作为机组振动监测的

7、辅助分析工具。因此对发电机气隙进行监测具有重要的实际应用价值。目前，发电机气隙监测已经成为水电机组状态监测系统的一个重要组成部分，已有成熟实用的产品，并广泛得到应用。目前，大唐国际在建的单机容量大于100MW的水电机组都配置了空气间隙监测系统。2.3　发电机局部放电监测局部放电是发生在高压定子绕组绝缘中的小电火花。在高压绝缘系统中，在绝缘内部小空隙里或者在绝缘的表面都有可能发生局部放电。在通常情况下，质量良好的定子绕组在良好的工作条件下仅有少量的局部放电发生。然而，50多年的经验表明，由于绕组长期受高温、高电压、振动以及油污、潮湿和

8、化学物质的作用，定子绕组绝缘将不断恶化，其产生的局部放电将呈十倍或更高的速率增长，同时局部放电又加速了绕组绝缘的恶化。因此，通过监测局部放电可有效监测定子绕组的绝缘。根据近年来的事故统计表明，发电机定子绕组绝缘故障占总事故的40%以上