CN114006475A - 一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统 - Google Patents

一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及中压开关设备技术领域，且公开了一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，包括发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块。本发明可以实现对中压开关设备的操作控制进行统一集中管理，实现对中压开关设备的远程巡检，并且可视化程度高，能够实现中压开关设备健康状态的在线监测及分析诊断，提前发现设备可能存在的潜在缺陷并及时消除，实现电厂运行、维护和管理的信息化、自动化、智慧化，实现全面的人员和设备安全管控，保障了电力的正常运行，满足了使用者的需要。

Description

一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统
技术领域
本发明涉及中压开关设备技术领域，具体为一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统。
背景技术
中压开关柜广泛应用在电力用户供配电系统中，主要起电能分配、控制和保护功能。近年来，随着供电技术的快速发展，我国的供电电网无论从电网的硬件设施和软件管理上都得到了空前的提高，智能电网已逐步进入我国的电力系统，数量众多的中压开关柜是电网重要的供电基础设备；
现有技术中，对中压开关设备的操作控制缺乏统一集中管理，无法实现对中压开关设备的远程巡检，供配电系统的运维效率低，无法实现中压开关设备健康状态的在线监测，可视化程度差，无法发现设备可能存在的潜在缺陷，并及时消除缺陷，无法确保设备和系统安全可靠运行，减少非预期停电的风险，不能满足使用者的需要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，具备可以实现对中压开关设备的操作控制进行统一集中管理，实现对中压开关设备的远程巡检，并且可视化程度高，能够实现中压开关设备健康状态的在线监测及分析诊断，提前发现设备可能存在的潜在缺陷并及时消除，实现电厂运行、维护和管理的信息化、自动化、智慧化，实现全面的人员和设备安全管控，保障了电力的正常运行等优点，解决了对中压开关设备的操作控制缺乏统一集中管理，无法实现对中压开关设备的远程巡检，供配电系统的运维效率低，无法实现中压开关设备健康状态的在线监测，可视化程度差，无法发现设备可能存在的潜在缺陷，并及时消除缺陷，无法确保设备和系统安全可靠运行，减少非预期停电的风险，不能满足使用者的需要的问题。
为实现上述对中压开关设备的操作控制缺乏统一集中管理，无法实现对中压开关设备的远程巡检，供配电系统的运维效率低，无法实现中压开关设备健康状态的在线监测，可视化程度差，无法发现设备可能存在的潜在缺陷，并及时消除缺陷，无法确保设备和系统安全可靠运行，减少非预期停电的风险，不能满足使用者的需要的目的，本发明提供如下技术方案：一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，包括发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块，所述发电设备状态检修管理模块为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务，所述发电设备故障预警系统模块使设备故障早期发现、定位查找、预防性检修更加科学化，所述发电机组寿命管理系统模块使其重要部件的寿命处于受控状态，可以减少火电机组的非计划停运次数，避免设备重大事故，视频监控设备检修系统模块站汽机平台、锅炉零米层及以上、各配电室、升压站、运煤带等作业区域进行监控，所述智能机器人巡检模块实现巡检工作的高效、安全、可靠，降低设备管理成本，提升设备可靠性。
优选的，所述发电设备状态检修管理模块用于实现全厂设备基础信息、技术台账、设备状态监测与故障诊断信息的统一管理，并支持旋转机械振动故障诊断、高温受热面壁温监测、红外热像数据管理，为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务。
优选的，所述发电设备状态检修管理模块包括高温受热面壁温监测单元、旋转机械振动故障诊断单元、电机电流谱诊断单元和红外热像数据管理单元；
所述高温受热面壁温监测单元，其具体为：对高温受热面风险进行监测、检测、分析、诊断；
所述旋转机械振动故障诊断单元，其具体为：对旋转机械振动监测以及对其故障进行诊断；
所述电机电流谱诊断单元，其具体为：对电机设备状态监测与故障诊断信息进行统一管理；
所述红外热像数据管理单元，其具体为：为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务。
优选的，所述发电设备故障预警系统模块包括设备预警系统单元和设备在线监测单元；
所述设备预警系统单元其具体为：设立“健康度基准线”或“安全线”来判别设备工况的健康状态；
设备在线监测单元其具体为：使设备故障早期发现、定位查找和预防性检修更加科学化。
优选的，所述发电机组寿命管理系统模块包括扭振寿命计算单元、剩余寿命在线计算单元和剩余寿命离线计算单元；
所述扭振寿命计算单元，其具体为：在线计算电气扰动力造成的轴系11个薄弱截面的扭振疲劳寿命损耗；
所述剩余寿命在线计算单元，其具体为：对汽轮机耐用部件、锅炉炉外承压部件、过热器和再热器管子、发电机与主变压器等重要部件的剩余寿命进行在线实时计算；
所述剩余寿命离线计算单元，其具体为：计算锅炉水冷壁与省煤器管子、主变压器绝缘、主机与主要辅机易损件的剩余寿命。
优选的，所述视频监控设备检修系统模块包括图像识别单元、数据分析单元、设备巡检单元和安防监控单元；
所述图像识别单元，其具体为：使用云台相机进行一机多点的监测，对间隔较大或者角度相差较大的部位，分别使用筒机进行监测，监测内容包括安防视频监控及巡检部位拍照，后台进行图像识别；
所述数据分析单元，其具体为：便于控制视频设备的云台角度、对焦距离等；
所述设备巡检单元，其具体为：为后期厂内3D系统建设提供大量的素材；
所述安防监控单元，其具体为：保障了厂内的安全和消防。
优选的，所述智能机器人巡检模块包括自动巡检单元、自动识别单元和自动报警单元；
所述自动巡检单元，其具体为：通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库；
所述自动识别单元，其具体为：由感知层的各式巡检设备、现场传感器、工业视频等直接收取现场数据及信息，通过无线网络和后台控制系统，实现现场在线管控和巡检结果实时传输至网络层的交换机上，并将数据送至服务器及工作站的技术平台进行储存及进一步开发或展示；
所述自动报警单元，其具体为：通过三维视频融合，直观的监控机器人的巡检情况，实现环境和参数异常报警。
优选的，所述发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块中的实时数值上传至智能控制器。
与现有技术相比，本发明提供了一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，具备以下有益效果：
该发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，可以实现对中压开关设备的操作控制进行统一集中管理，实现对中压开关设备的远程巡检，并且可视化程度高，能够实现中压开关设备健康状态的在线监测及分析诊断，提前发现设备可能存在的潜在缺陷并及时消除，实现电厂运行、维护和管理的信息化、自动化、智慧化，实现全面的人员和设备安全管控，保障了电力的正常运行，满足了使用者的需要。
附图说明
图1为本发明提出的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，包括发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块，所述发电设备状态检修管理模块为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务，所述发电设备故障预警系统模块使设备故障早期发现、定位查找、预防性检修更加科学化，所述发电机组寿命管理系统模块使其重要部件的寿命处于受控状态，可以减少火电机组的非计划停运次数，避免设备重大事故，视频监控设备检修系统模块站汽机平台、锅炉零米层及以上、各配电室、升压站、运煤带等作业区域进行监控，所述智能机器人巡检模块实现巡检工作的高效、安全、可靠，降低设备管理成本，提升设备可靠性；
发电设备状态检修管理模块用于实现全厂设备基础信息、技术台账、设备状态监测与故障诊断信息的统一管理，并支持旋转机械振动故障诊断、高温受热面壁温监测、红外热像数据管理，为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务。
本发明中，发电设备状态检修管理模块包括高温受热面壁温监测单元、旋转机械振动故障诊断单元、电机电流谱诊断单元和红外热像数据管理单元；
高温受热面壁温监测单元，其具体为：对高温受热面风险进行监测、检测、分析、诊断；
旋转机械振动故障诊断单元，其具体为：对旋转机械振动监测以及对其故障进行诊断；
电机电流谱诊断单元，其具体为：对电机设备状态监测与故障诊断信息进行统一管理；
红外热像数据管理单元，其具体为：为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务。
本发明中，发电设备故障预警系统模块包括设备预警系统单元和设备在线监测单元；
设备预警系统单元其具体为：设立“健康度基准线”或“安全线”来判别设备工况的健康状态；
设备在线监测单元其具体为：使设备故障早期发现、定位查找和预防性检修更加科学化。
本发明中，发电机组寿命管理系统模块包括扭振寿命计算单元、剩余寿命在线计算单元和剩余寿命离线计算单元；
扭振寿命计算单元，其具体为：在线计算电气扰动力造成的轴系11个薄弱截面的扭振疲劳寿命损耗；
剩余寿命在线计算单元，其具体为：对汽轮机耐用部件、锅炉炉外承压部件、过热器和再热器管子、发电机与主变压器等重要部件的剩余寿命进行在线实时计算；
剩余寿命离线计算单元，其具体为：计算锅炉水冷壁与省煤器管子、主变压器绝缘、主机与主要辅机易损件的剩余寿命。
本发明中，视频监控设备检修系统模块包括图像识别单元、数据分析单元、设备巡检单元和安防监控单元；
图像识别单元，其具体为：使用云台相机进行一机多点的监测，对间隔较大或者角度相差较大的部位，分别使用筒机进行监测，监测内容包括安防视频监控及巡检部位拍照，后台进行图像识别；
数据分析单元，其具体为：便于控制视频设备的云台角度、对焦距离等；
设备巡检单元，其具体为：为后期厂内3D系统建设提供大量的素材；
安防监控单元，其具体为：保障了厂内的安全和消防。
本发明中，智能机器人巡检模块包括自动巡检单元、自动识别单元和自动报警单元；
自动巡检单元，其具体为：通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库；
自动识别单元，其具体为：由感知层的各式巡检设备、现场传感器、工业视频等直接收取现场数据及信息，通过无线网络和后台控制系统，实现现场在线管控和巡检结果实时传输至网络层的交换机上，并将数据送至服务器及工作站的技术平台进行储存及进一步开发或展示；
自动报警单元，其具体为：通过三维视频融合，直观的监控机器人的巡检情况，实现环境和参数异常报警。
本发明中，发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块中的实时数值上传至智能控制器。
综上所述，该发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，使用时，通过发电设备状态检修管理模块用于实现全厂设备基础信息、技术台账、设备状态监测与故障诊断信息的统一管理，并支持旋转机械振动故障诊断、高温受热面壁温监测、红外热像数据管理，为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务，发电设备状态检修管理模块包括高温受热面壁温监测单元、旋转机械振动故障诊断单元、电机电流谱诊断单元和红外热像数据管理单元，对高温受热面风险进行监测、检测、分析、诊断，对旋转机械振动监测以及对其故障进行诊断，对电机设备状态监测与故障诊断信息进行统一管理，为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务，设立“健康度基准线”或“安全线”来判别设备工况的健康状态，使设备故障早期发现、定位查找和预防性检修更加科学化，发电机组寿命管理系统模块包括扭振寿命计算单元、剩余寿命在线计算单元和剩余寿命离线计算单元，在线计算电气扰动力造成的轴系11个薄弱截面的扭振疲劳寿命损耗，对汽轮机耐用部件、锅炉炉外承压部件、过热器和再热器，管子、发电机与主变压器等重要部件的剩余寿命进行在线实时计算，计算锅炉水冷壁与省煤器管子、主变压器绝缘、主机与主要辅机易损件的剩余寿命，使用云台相机进行一机多点的监测，对间隔较大或者角度相差较大的部位，分别使用筒机进行监测，监测内容包括安防视频监控及巡检部位拍照，后台进行图像识别，便于控制视频设备的云台角度、对焦距离等，为后期厂内3D系统建设提供大量的素材，保障了厂内的安全和消防，通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库，由感知层的各式巡检设备、现场传感器、工业视频等直接收取现场数据及信息，通过无线网络和后台控制系统，实现现场在线管控和巡检结果实时传输至网络层的交换机上，并将数据送至服务器及工作站的技术平台进行储存及进一步开发或展示，通过三维视频融合，直观的监控机器人的巡检情况，实现环境和参数异常报警，本发明可以实现对中压开关设备的操作控制进行统一集中管理，实现对中压开关设备的远程巡检，并且可视化程度高，能够实现中压开关设备健康状态的在线监测及分析诊断，提前发现设备可能存在的潜在缺陷并及时消除，实现电厂运行、维护和管理的信息化、自动化、智慧化，实现全面的人员和设备安全管控，保障了电力的正常运行，满足了使用者的需要。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，包括发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块，所述发电设备状态检修管理模块为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务，所述发电设备故障预警系统模块使设备故障早期发现、定位查找、预防性检修更加科学化，所述发电机组寿命管理系统模块用于对重要部件的寿命进行实时监控，视频监控设备检修系统模块站汽机平台、锅炉零米层及以上、各配电室、升压站、运煤带等作业区域进行监控，所述智能机器人巡检模块实现巡检工作的高效、安全、可靠，降低设备管理成本，提升设备可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述发电设备状态检修管理模块用于实现全厂设备基础信息、技术台账、设备状态监测与故障诊断信息的统一管理，并支持旋转机械振动故障诊断、高温受热面壁温监测、红外热像数据管理，为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务。
3.根据权利要求2所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述发电设备状态检修管理模块包括高温受热面壁温监测单元、旋转机械振动故障诊断单元、电机电流谱诊断单元和红外热像数据管理单元；
所述高温受热面壁温监测单元，其具体为：对高温受热面风险进行监测、检测、分析、诊断；
所述旋转机械振动故障诊断单元，其具体为：对旋转机械振动监测以及对其故障进行诊断；
所述电机电流谱诊断单元，其具体为：对电机设备状态监测与故障诊断信息进行统一管理；
所述红外热像数据管理单元，其具体为：为设备全寿命周期管理、设备检修优化提供支持与服务。
4.根据权利要求1所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述发电设备故障预警系统模块包括设备预警系统单元和设备在线监测单元；
所述设备预警系统单元其具体为：设立“健康度基准线”或“安全线”来判别设备工况的健康状态；
设备在线监测单元其具体为：使设备故障早期发现、定位查找和预防性检修更加科学化。
5.根据权利要求1所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述发电机组寿命管理系统模块包括扭振寿命计算单元、剩余寿命在线计算单元和剩余寿命离线计算单元；
所述扭振寿命计算单元，其具体为：在线计算电气扰动力造成的轴系11个薄弱截面的扭振疲劳寿命损耗；
所述剩余寿命在线计算单元，其具体为：对汽轮机耐用部件、锅炉炉外承压部件、过热器和再热器管子、发电机与主变压器等重要部件的剩余寿命进行在线实时计算；
所述剩余寿命离线计算单元，其具体为：计算锅炉水冷壁与省煤器管子、主变压器绝缘、主机与主要辅机易损件的剩余寿命。
6.根据权利要求1所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述视频监控设备检修系统模块包括图像识别单元、数据分析单元、设备巡检单元和安防监控单元；
所述图像识别单元，其具体为：使用云台相机进行一机多点的监测，对间隔较大或者角度相差较大的部位，分别使用筒机进行监测，监测内容包括安防视频监控及巡检部位拍照，后台进行图像识别；
所述数据分析单元，其具体为：便于控制视频设备的云台角度、对焦距离等；
所述设备巡检单元，其具体为：为后期厂内3D系统建设提供大量的素材；
所述安防监控单元，其具体为：保障了厂内的安全和消防。
7.根据权利要求1所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述智能机器人巡检模块包括自动巡检单元、自动识别单元和自动报警单元；
所述自动巡检单元，其具体为：通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库；
所述自动识别单元，其具体为：由感知层的各式巡检设备、现场传感器、工业视频等直接收取现场数据及信息，通过无线网络和后台控制系统，实现现场在线管控和巡检结果实时传输至网络层的交换机上，并将数据送至服务器及工作站的技术平台进行储存及进一步开发或展示；
所述自动报警单元，其具体为：通过三维视频融合，直观的监控机器人的巡检情况，实现环境和参数异常报警。
8.根据权利要求1所述的一种发电厂数字化中压开关设备智能管理系统，其特征在于，所述发电设备状态检修管理模块、发电设备故障预警系统模块、发电机组寿命管理系统模块、视频监控设备检修系统模块和智能机器人巡检模块中的实时数值上传至智能控制器。
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