CN111413955A - 一种发变组远程故障诊断系统 - Google Patents

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刘瞻
杨博
吕尚霖
曹浩军
侯中峰
王家驹
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Huaneng Power International Inc
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Thermal Power Research Institute
Huaneng Power International Inc
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Abstract

本发明公开了一种发变组远程故障诊断系统，包括数据输入单元和数据筛选单元等；数据输入单元基于互联网及云计算技术将多个电站的故障诊断相关数据接入发变组远程故障诊断系统；数据筛选单元用于将已接入发变组远程故障诊断系统的电站的故障诊断相关数据进行分类整理，确认并识别出能够直接或间接反映发变组运行状态的监测数据；故障诊断单元依据设定的阈值进行逻辑判断，对数据筛选单元处理后的监测数据进行综合分析，实现对发变组常见故障的诊断；预警反馈单元根据故障诊断单元的诊断结果，反馈到电站运行机构，包括正常运行、加强监视运行、降负荷运行和停机检查四种建议。本发明解决了发变组设备故障分析时效性不足，设备隐患预警的问题。

Description

一种发变组远程故障诊断系统
技术领域
本发明属于电力设备管理领域，特别涉及一种发变组远程故障诊断系统。
背景技术
发电企业肩负着供应电力，保障民生的社会责任。因此，电力设备管理特别是发电机、变压器等重要电气设备的管理尤为重要。目前大部分发电企业设备管理实施自主管理和外部技术支持相结合的方式。当发生设备故障造成生产风险甚至生产中断时，外部技术支持往往需要1至2天才可抵达现场进行分析。落后的设备管理方式与电力供应的及时性之间的矛盾亟需解决。同时，电气设备各项运行参数和试验结果总量庞大，仅靠人工核对难以实现设备状态的准确评估，提前发现隐患更是困难重重。
综上所述，现有电力设备管理方式存在两个问题：1、重大设备故障分析时效性不足，影响电力生产的及时恢复；2、电气设备状态难以准确把握，提前发现隐患的技术水平较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发变组远程故障诊断系统，该系统通过工业互联网和云计算技术，建立一个远程网络诊断交互平台，实现电站发变组设备(本专利中指汽轮发电机、油浸式变压器)潜在隐患的智能研判与故障信息传输。本发明解决了发变组设备故障分析时效性不足，设备隐患预警的问题。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种发变组远程故障诊断系统，包括数据输入单元、数据筛选单元、故障诊断单元和预警反馈单元；其中，
数据输入单元基于互联网及云计算技术将多个电站的故障诊断相关数据接入发变组远程故障诊断系统；
数据筛选单元用于将已接入发变组远程故障诊断系统的电站的故障诊断相关数据进行分类整理，确认并识别出能够直接或间接反映发变组运行状态的监测数据；
故障诊断单元依据设定的阈值进行逻辑判断，对数据筛选单元处理后的监测数据进行综合分析，实现对发变组常见故障的诊断；
预警反馈单元根据故障诊断单元的诊断结果，反馈到电站运行机构，包括正常运行、加强监视运行、降负荷运行和停机检查四种建议。
本发明进一步的改进在于，发变组指电站汽轮发电机和油浸式变压器设备及其附件。
本发明进一步的改进在于，可实现的电站汽轮发电机常见故障诊断包括发电机定子接地故障、定子绕组堵塞故障、发电机铁芯过热、发电机漏氢、发电机氢气系统异常、发电机冷却水系统异常、发电机进油以及发电机转子匝间短路；
可实现的油浸式变压器常见故障诊断包括变压器内部绝缘故障、铁芯多点接地故障、套管绝缘缺陷、主变冷却系统故障以及主变压器非电量状态异常。
本发明进一步的改进在于，对于发电机氢气泄漏故障，可根据数据分析，给出加强运行监视、立即停机检查运行建议。
本发明进一步的改进在于，对于发电机定子绕组堵塞故障，可根据数据分析，给出给出加强运行监视、降负荷运行、立即停机检查建议。
本发明进一步的改进在于，对于变压器内部绝缘故障，根据数据分析给出加强运行监视、立即停机检查建议。
本发明进一步的改进在于，其故障诊断功能能够随着电站故障相关信息量的增加进行拓展。
本发明进一步的改进在于，故障诊断相关数据取自电站SIS系统已有的运行监测信息以及检修记录、预防性试验数据、诊断性试验数据、在线监测装置数据和保护装置数据。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
1、本发明提供的一种电站发变组设备远程故障诊断系统，该系统将设备信息量纳入并进行识别，实现了故障诊断的及时性与便捷性；
2、本发明提供的一种电站发变组设备远程故障诊断系统，可以实现对发变组常见故障的预警，提前发现隐患并给电站运行机构提供合理建议，便于后续有计划的安排生产及检修工作；
3、本发明提供的一种电站发变组设备远程故障诊断系统，随着接入电站数据的增多，可以积累大量的发变组状态信息量，有效提升电站群的设备管理水平。
附图说明
图1为本发明所提供的发变组远程故障诊断系统流程图；
图2为本发明所提供的发变组远程故障诊断系统框架图；
附图标记说明：
1为云计算平台；2～5为接入远程故障诊断系统的电站；6为提供技术支持的电力科研院。
具体实施方式
为了使本发明的用途，技术路线以及特点更加清楚明白，下面结合实施例以及附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种发变组远程故障诊断系统，包括数据输入单元、数据筛选单元、故障诊断单元和预警反馈单元；其中，
数据输入单元基于互联网及云计算技术将多个电站的故障诊断相关数据接入发变组远程故障诊断系统；
数据筛选单元用于将已接入发变组远程故障诊断系统的电站的故障诊断相关数据进行分类整理，确认并识别出能够直接或间接反映发变组运行状态的监测数据；
故障诊断单元依据设定的阈值进行逻辑判断，对数据筛选单元处理后的监测数据进行综合分析，实现对发变组常见故障的诊断；
预警反馈单元根据故障诊断单元的诊断结果，反馈到电站运行机构，包括正常运行、加强监视运行、降负荷运行和停机检查四种建议。
发变组指电站汽轮发电机和油浸式变压器设备及其附件。其中，可实现的电站汽轮发电机常见故障诊断包括发电机定子接地故障、定子绕组堵塞故障、发电机铁芯过热、发电机漏氢、发电机氢气系统异常、发电机冷却水系统异常、发电机进油以及发电机转子匝间短路；可实现的油浸式变压器常见故障诊断包括变压器内部绝缘故障、铁芯多点接地故障、套管绝缘缺陷、主变冷却系统故障以及主变压器非电量状态异常。
进一步，对于发电机氢气泄漏故障，可根据数据分析，给出加强运行监视、立即停机检查运行建议。对于发电机定子绕组堵塞故障，可根据数据分析，给出给出加强运行监视、降负荷运行、立即停机检查建议。对于变压器内部绝缘故障，根据数据分析给出加强运行监视、立即停机检查建议。
进一步，故障诊断相关数据取自电站SIS系统(Safety Instrumented System安全仪表系统)已有的运行监测信息以及检修记录、预防性试验数据、诊断性试验数据、在线监测装置数据和保护装置数据。
如图2所示，本发明提供的一种发变组远程故障诊断系统，图2为系统框架图，图2中1为云计算平台；2～5为接入远程故障诊断系统的电站(实际中电站数量不仅限于4个)；6为提供技术支持的电力科研院。具体实施时，多个电站2～5通过互联网接入远程诊断系统，每个电站故障诊断相关数据实现与云计算平台1的交互，云计算平台1按照设定的阈值进行逻辑判断，实现对隐患的提前预警和故障诊断，同时电力科研院6也通过互联网接入远程诊断系统，通过云计算平台1实现与多个电站2～5的信息交互，为电站提供额外的技术支持。
实施例一：
接入系统的西南地区A电站，其1号发电机为国内某电机厂制造的QFSN-600-2型汽轮发电机，水氢氢冷却方式，额定功率600MW，2000年投产，投运一年后首次大修，此后再未进行过解体检修。自2018年5月15日起，系统显示线棒堵塞故障报警，建议停机检查。调阅系统数据发现发电机25号层间温度明显高于其他层间温度8℃～9℃左右(系统温差报警限值为7℃)。2018年12月，机组停机后进行水流量试验，结果显示1～42号水流量平均值1.31t/h，25号流量为0.68t/h，远超过标准规定的负偏差10％的限值，证明发变组远程故障诊断系统判断正确，提前发现了隐患，存在定子绕组堵塞现象。
实施例二：
接入系统的华东地区B电站，其2号主变为国外某厂家制造CO550-1600S型产品，变压器容量为464MVA。2019年3月更换了高压侧B相油纸电容式套管，3月底各项试验正常后并网，4月12日起系统显示变压器内部放电故障报警，建议加强监视运行。报警详情显示变压器油中溶解气体中首次检测处乙炔，含量为1.21μL/L(乙炔从无到有触发报警)。另外，电力科研院通过发变组远程故障诊断系统及时获取了隐患情况，建议电厂迅速取油样后外送对比，确认检测数据准确。4月25日，乙炔含量增长至5.05μL/L。系统显示变压器内部放电故障报警，建议立即停机(乙炔含量限值为5μL/L)。4月27日，停机检查发现新安装B相套管尾端与变压器引线连接处均压罩脱落，附近引线外层绝缘纸检查有放电碳化痕迹。表明发变组远程故障诊断系统预警正确，提前发现了一起变压器内部放电故障。
实施例三：
接入系统的C电站，其4号发电机为国内某电机厂生产的QFSN-660-2型三相隐极式汽轮发电机，额定容量为776.5MVA，2016年4月投运。该发电机转子共有32个线槽，每个大齿对应1组绕组，每组绕组由大小不同的8套同心式线圈组成。2017年9月12日起，系统间断发报警，建议加强运行监视。报警详情显示转子第6槽特征值在6％～8％跳变，(特征值限值7％)，截止10月3日特征值维持在8％左右。电站管理人员决定11月进行停机检查，转子拔护环后发现第6槽自上而下2-3匝间绝缘损坏。表明发变组远程故障诊断系统预警正确，及时发现了转子匝间短路缺陷，为电站生产争取了足够的时间安排停机检修。

Claims (8)

1.一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，包括数据输入单元、数据筛选单元、故障诊断单元和预警反馈单元；其中，
数据输入单元基于互联网及云计算技术将多个电站的故障诊断相关数据接入发变组远程故障诊断系统；
数据筛选单元用于将已接入发变组远程故障诊断系统的电站的故障诊断相关数据进行分类整理，确认并识别出能够直接或间接反映发变组运行状态的监测数据；
故障诊断单元依据设定的阈值进行逻辑判断，对数据筛选单元处理后的监测数据进行综合分析，实现对发变组常见故障的诊断；
预警反馈单元根据故障诊断单元的诊断结果，反馈到电站运行机构，包括正常运行、加强监视运行、降负荷运行和停机检查四种建议。
2.根据权利要求1所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，发变组指电站汽轮发电机和油浸式变压器设备及其附件。
3.根据权利要求2所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，可实现的电站汽轮发电机常见故障诊断包括发电机定子接地故障、定子绕组堵塞故障、发电机铁芯过热、发电机漏氢、发电机氢气系统异常、发电机冷却水系统异常、发电机进油以及发电机转子匝间短路；
可实现的油浸式变压器常见故障诊断包括变压器内部绝缘故障、铁芯多点接地故障、套管绝缘缺陷、主变冷却系统故障以及主变压器非电量状态异常。
4.根据权利要求3所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，对于发电机氢气泄漏故障，可根据数据分析，给出加强运行监视、立即停机检查运行建议。
5.根据权利要求3所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，对于发电机定子绕组堵塞故障，可根据数据分析，给出给出加强运行监视、降负荷运行、立即停机检查建议。
6.根据权利要求3所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，对于变压器内部绝缘故障，根据数据分析给出加强运行监视、立即停机检查建议。
7.根据权利要求1所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，其故障诊断功能能够随着电站故障相关信息量的增加进行拓展。
8.根据权利要求1所述的一种发变组远程故障诊断系统，其特征在于，故障诊断相关数据取自电站SIS系统已有的运行监测信息以及检修记录、预防性试验数据、诊断性试验数据、在线监测装置数据和保护装置数据。
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