大型发电机状态监测和故障诊断专家系统

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1、大型发电机状态监测和故障诊断专家系统史家燕赵肖敏史源索胡山昂北京伏安基业电气技术有限公司一、概述电力行业是关系国计民生的基础产业，电力系统运作的好坏，直接影响到国民经济的发展和人民牛活。随着当代发电设备向高参数、大容量、超高压远距离输电的发展，其对安全性的要求越来越高。同时，随着电力体制改革的进行，发电厂将实行竞价上网。在发电厂的运营上,如何保证安全并降低发电成本，对设备实行更先进、更科学的管理、运行和检修体制，无论从发电厂的自身利益还是从社会的要求出发，都势在必行。为提高设备的安全可靠性，降低检修成本，解决以往计

2、划检修模式下存在的欠修、过修、缺乏成本核算的问题，状态检修/优化检修作为一种先进的检修模式，正逐步得到电力企业的认可和推广。一般来说，设备状态检修/优化检修由设备状态监测系统、对监测数据进行分析、诊断的专家系统和决策系统三大部分组成，FI前绝大多数的发电厂都具冇一套比较完整的监测系统，但能够根据监测数据对设备状况做出诊断的专家系统，相对而言，则比较难于实现。因此对电力设备故障诊断专家系统的研究工作已引起国内、外诸多专家的关注。发电机是发电厂的重耍设备之一，对电力系统的安全牛产起着至关重耍的作用。多年来的事故统计结果

3、表明，发电机事故的发牛往往是由于对故障的早期先兆缺乏认识或没有给予足够的重视，未能及时处理，消灭故障于萌芽阶段；有时共至会因故障的发展而导致恶性事故的发生，给电力生产乃至国民经济带來巨大的损失。因此，提高发电机的安金运行水平、实现发电机的状态检修/优化检修具有十分重耍的意义。但出于发电机故障特有的复杂性，给发电机故障诊断专家系统的研究工作带来较大的困难，目前国内尚多属理论研究及论证的阶段。基于这样一个背景，鉴于生产的迫切需要，北京伏安基业电气技术有限公司研究、开发了以“发电机故障诊断专家系统”为技术核心的系列软件,

4、其屮包括水氢氢冷却方式、双水内冷冷却方式、全氢冷冷却方式及空冷冷却方式的汽轮发电机故障诊断专家系统和定了水内冷和其它冷却方式的水轮发电机故障诊断专家系统。本专家系统根据国内通用的监测手段和技术条件，可对汽轮发电机可能发生的100多种故障、水轮发电机的60余种故障进行诊断，并针对故障的诊断方法、发展趋势、处理方法及预防措施给出相关的专家建议。木专家系统是集在线实时、在线非实时和离线数据的采集与分析、状态监测、故障诊断、故障处理于一体的多任务、多客户端、多信息处理的故障诊断专家系统。二、用计算机实现发电机故障诊断专家系

5、统的作用和优点㈠专家系统的主要作用发电机故障诊断专家系统的主要作用是：实现“把专家请到你身边来!”的口的。根据对发电机的各种监测数据和其它试验、检查等诊断信息，来识别发电机的状态，早期发现故障并及时采取有效的技术、组织预防和处理措施，做到防患于未然，在保证发电机町靠运行的基础上实现合理检修。对发电机故障诊断功能的主要要求就是要做到♦不漏判。♦不错判。㈡基于计算机技术的专家系统的优势与人工方式相比，基于计算机技术的发电机故障诊断专家系统具有-如下优势：1•可诊断故障的种类多，范闌广。2•可以做到博采众长，集中多名一流

6、专家的经验，避免局限性，考虑问题更周密、准确。3.分析问题客观、全而、逻辑清楚，能迅速提出故障处理和预防措施的专家建议。4.实时监视发电机状态和参数的变化，能抓住运行中每一个异常现象和故障先兆，用--流发电机专家群体的知识、经验和智惹进行分析诊断，及时提出处理意见和预防措施建议，快速形成故障诊断意见和处理方案。5.不受环境、时空条件的限制，不受人为因素彫响，可长期保存并易于传播。三、发电机故障诊断专家系统的物理模型及其实现㈠发电机故障的特点发电机故障具有如下特点：1•隐蔽性。多年生产实践经验表明，发电机故障具有隐蔽

7、性（渐进性）的特点。表面上看来，发电机的事故常常是突发的，但实际上，在一个突发事故的背后早有故障存在，甚至有一个比较长的发展过程。因此，发电机事故的发生往往是rtr于对故障的早期先兆缺乏认识或没有给予足够的重视，未能及时处理消灭故障于萌芽阶段：因故障的发展而导致恶性事故的发生，给电力生产乃至国民经济带来巨大的损失。2.诱发性。发电机的某些故障与故障之间具有诱发性和依从性。也就是说，某种故障可能是由另-•种故障所引起，而其本身乂可能诱发出其它的故障。因此，对这些故障发生、发展规律的物理描述，只依赖丁洗兆、先兆组合或故

8、障与先兆、先兆组合Z间的关系是不够的。还必须涉及到故障与故障Z间的关系。3.并发性。发电机的故障有时会出现两种或两种以上同时并发的情况，亦即发电机故障具有并发性。4.故障发展规律的不确定性。在实际生产中，发电机的运行工况T变万化，运行条件也各不相同，而且运行人员对发电机状态监视的注意集中点也有很大的随机性。因此，对同一种故障，首先出现的原发性先兆可能不同，过