[發明專利]一種水輪發電機組設備狀態的遠程監控系統

在審

• 申請號: 202011619291.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112859724A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 魏秀峰;馬金璐
• 申請（專利權）人: 天津天發天重電力設備制造有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;F03B11/00;F03B15/00
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 魏騫

本發明公開了一種水輪發電機組設備狀態的遠程監控系統，包括多個機組工作站、多個遠程通信模塊和中心監控室，機組工作站設于不同的水輪發電機組監控區域。機組工作站包括PLC控制器和與之控制連接的發電機控制柜，PLC控制器和遠程通信模塊一一對應且通信連接。中心監控室包括服務器和與之通信連接的主控計算機，遠程通信模塊均和服務器通信連接。主控計算機上設有故障數據庫和故障分析模塊，故障數據庫儲存有水輪發電機組的歷史故障數據及故障模型。本發明可以通過故障數據庫對常規監測結果進行故障預測和分析，并與故障模型進行匹配，主控計算機可以顯示預測結果和故障分析，從而提高分析效率和排查故障效率。

技術領域

本發明涉及設備自動化管理技術領域，尤其涉及一種水輪發電機組設備狀態的遠程監控系統。

背景技術

在水力發電工程中，主要應用到的機械設備就是水輪機，其構成部件主要是轉輪、導葉、蝸殼、尾水管以及導水控制機構等。水輪機是將水流能量轉換為旋轉機械能量的動力設備，它帶動發電機旋轉產生電能。水輪機和發電機連在一起稱為水輪發電機組，水輪發電機組是水電站的核心設備。

在水輪機的運轉過程中，各部件功能的緊密配合是實現水輪機穩定運行的基礎，同時也是實現發現目的的關鍵所在。但是，在水輪機的實際運行過程中，難免會有故障的出現，這不僅會給水輪機運行效率造成嚴重的影響，還會給水力發電廠的水力發電任務造成嚴重的阻礙。因此，對水力發電廠水輪機的常見故障進行探析，探究有效解決故障的方法十分關鍵。

隨著電力工業的發展，可靠性工程理論開始逐步引入電力工業，電力系統可靠性也應運而生，其成為電力工業取得重大經濟效益的一種重要手段。目前己滲透到電力系統規劃、設計、制造、建設安裝、運行和管理等各方面，并得到了廣泛的應用。如何對水輪發電機組的進行監控，確保其作業過程中的可靠性就由此產生。

傳統方案通常需要定期對水輪發電機組進行檢測，并依據檢測結果人工分析故障結果，再對故障依次進行排查和修理。但是上述監控過程實時性差，監測人員需要對監控的各項數據人工進行分析和計算，需要花費大量的時間和精力進行故障預警，分析效率和排查故障效率較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種水輪發電機組設備狀態的遠程監控系統，可以實時對常規監測結果進行故障預測和分析，提高分析效率和排查故障效率。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種水輪發電機組設備狀態的遠程監控系統，包括多個機組工作站、多個遠程通信模塊和中心監控室，所述機組工作站設置于不同的水輪發電機組監控區域；所述機組工作站包括PLC控制器和與之控制連接的發電機控制柜，所述PLC控制器和所述遠程通信模塊一一對應且通信連接；所述中心監控室包括服務器和與之通信連接的主控計算機，所述遠程通信模塊均和服務器通信連接；所述主控計算機上設有故障數據庫和故障分析模塊，所述故障數據庫儲存有水輪發電機組的歷史故障數據及故障模型，所述故障分析模塊可以對實時數據和歷時故障數據進行對比分析，并與故障模型進行匹配。

進一步設置為：所述發電機控制柜包括調速器、斷路器、勵磁控制裝置和采集設備，所述調速器可以調節水輪發電機的流量，完成發電機機組的啟動、停機和調頻，所述斷路器可以快速切斷或啟動機組，所述勵磁控制裝置可以進行滅磁以降低故障損失，所述采集設備可以采集各個機組內的設備狀態和運行參數。

進一步設置為：所述采集設備包括電壓表、電流表、定子溫度傳感器、軸承溫度傳感器和位移傳感器，所述電壓表和水輪大電機電性連接，所述電流表和水輪發電機電性連接，所述定子溫度傳感器安裝于水輪發電機的定子上，所述軸承溫度傳感器安裝于軸承上，所述位移傳感器安裝于導葉上。

進一步設置為：所述故障模型包括機電故障(過流、電流不平衡、過壓、電壓不平衡)，勵磁故障(通信錯誤、過流、過壓)以及溫度故障(定子溫度過高、軸承溫度過高)。