水輪發(fā)電機(jī)作為水電站的核心部件之一，系統(tǒng)龐大繁雜，往往設(shè)在偏遠(yuǎn)地方，如何在前期高效地對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)控分析，是優(yōu)化水輪機(jī)運(yùn)維體系的重要課題。
一、水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)維的必要性
當(dāng)下人們的生活越來越離不開電，在提倡可再生能源的今天，水力發(fā)電的價(jià)值不言而喻，而水輪機(jī)組在這一過程中起著至關(guān)重要的作用。水輪發(fā)電機(jī)，顧名思義，就是將以水輪機(jī)為原動(dòng)機(jī)將水能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器，是水電站生產(chǎn)電能的主要設(shè)備。
水輪機(jī)由機(jī)架、轉(zhuǎn)子、定子、推力軸承、轉(zhuǎn)軸承、冷卻器等主要部件組成，正是由于部件繁多且復(fù)雜，水輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)受到多種不穩(wěn)定因素的影響。為了保證水電廠整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，就必須確保水輪機(jī)的穩(wěn)定性，因此做好機(jī)組的檢測和維修工作顯得極為重要。如何能實(shí)時(shí)的監(jiān)控水輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，遠(yuǎn)程分析機(jī)組故障來調(diào)配對(duì)口的維修人員，搭建大數(shù)據(jù)庫并制定算法分析出大部分故障的成因，于萌芽階段就有效遏制，是現(xiàn)今水輪機(jī)檢測系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)化的重要課題。
圖1 水電站發(fā)電機(jī)組
二、日常運(yùn)維工作的痛點(diǎn)
水輪機(jī)組本身體積較大，檢測系統(tǒng)線束多且繁雜，不利于檢修及日常故障定位，機(jī)組監(jiān)控全部集中在后臺(tái)的封閉系統(tǒng)中。雖然發(fā)電廠都設(shè)有檢修隊(duì)，但發(fā)電廠畢竟不是專業(yè)的檢修公司，對(duì)水輪機(jī)組的了解不夠深，日常簡單的問題可以應(yīng)付，一旦發(fā)生大的機(jī)器故障，則必須要專業(yè)的排查人員到現(xiàn)場進(jìn)行勘測才能獲悉故障信息。由于事先無法獲悉故障信息，不能確定是機(jī)械故障、通信故障還是軟件后臺(tái)服務(wù)器故障，常出現(xiàn)派往的專業(yè)人員因?yàn)楣收项愋筒粚?duì)口而需要重新調(diào)派的情況，造成時(shí)間和人力的浪費(fèi)，極大增加了日常運(yùn)維成本。
圖1 水輪機(jī)檢修現(xiàn)場
三、基于數(shù)據(jù)采集設(shè)備的解決方案
基于DM100數(shù)據(jù)采集記錄儀，搭建適合水輪機(jī)組分布模式的采集系統(tǒng)，主機(jī)將各傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)建立其模型進(jìn)行算法分析，得到結(jié)果后，通過以太網(wǎng)傳至遠(yuǎn)端后臺(tái)服務(wù)器，可以從遠(yuǎn)程判斷故障類型，派遣合適的技術(shù)員進(jìn)行故障排查，而存儲(chǔ)功能讓技術(shù)員快速獲取過去一段時(shí)間的機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)，提高了排查速率。通過這樣一種數(shù)據(jù)采集模式，極大縮短了整個(gè)水輪機(jī)組故障檢修的時(shí)間。新型DM100數(shù)據(jù)采集記錄儀具備以下特點(diǎn)：高達(dá)200路數(shù)據(jù)采集通道擴(kuò)展、豐富的模擬量及數(shù)字量輸入、支持二次運(yùn)算及實(shí)時(shí)報(bào)警、32位ADC高精度采樣及優(yōu)異的抗干擾能力、能進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和導(dǎo)出。
圖2 基于DM100的水電站監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D
圖3 致遠(yuǎn)DM100設(shè)定及監(jiān)控界面
四、產(chǎn)品選型
下表為該項(xiàng)目應(yīng)用涉及產(chǎn)品的詳細(xì)列表。
