简要信息

【获奖类型】应用一等奖
【任务来源】中国水科院科研专项
【课题编号】HM200509020401
【课题起止时间】2005年7月～2007年6月
【完成单位】中水科技
【主要完成人】唐  澍、潘罗平、桂中华、周叶、孟晓超、唐拥军、潘春国、张新斌、孙  峰、王丛家

    立项背景

    研制水电机组状态监测与故障诊断系统是当今水电运行保障技术发展的必然趋势。近年来陆续投产运行的大型水电站和泵站因水力不稳定造成的有害振动问题不断出现，新建电站和泵站都有安装机组状态监测与故障诊断系统的需求。今后20年内将要竣工的三峡工程、溪洛渡、向家坝等一系列特大型电站，需要更加强有力的监测与诊断系统来提供可靠的技术保障。针对这一现状，在总结几十年来现场试验经验，吸收先进的设备监测、诊断技术的基础上，进行了自主化的水电机组状态监测与故障诊断系统研制。

    研究内容

    在研究水电机组具体特点的基础上，解决水电机组状态监测系统结构、远程监测技术、征兆获取技术和故障诊断等多方面的技术难点，建立HM9000水电机组状态监测综合分析系统。

    HM9000系统构建在电厂现有网络资源之上，并充分考虑了监测系统的测点配置和日后的系统扩展与升级，可方便地在本系统基础上增加新设备或其它机组监测单元。HM9000采用典型三层结构：即数据层、服务层和应用层的三层结构。系统综合利用了工况选择性海量数据智能入库和基于快速时频压缩的远程数据传输两大技术，在保障机组状态数据可靠性、完整性的同时，降低了数据传输量和存储量，提高了客户端响应速度。

    HM9000系统将动态仿真技术引入到水电机组状态监测领域，实现了机组三维动态结构图、动态空间轴系图、动态运转特性图和动态信号图等多种动态仿真监测方式。系统还提供了基于全三维瀑布分析的频谱型征兆提取、信号间关系型征兆提取、信号趋势型征兆提取等多种先进分析工具，大大提高了系统获取故障征兆的能力，为机组状态异常早期预警和进行故障诱因分析等提供了精确的技术手段。

    HM9000系统可利用各种分析结果直接进行一般故障的诊断。对某些征兆暂时不足的疑难故障，系统将利用试验驱动型诊断法,给出获取故障征兆的试验方法与步骤，指导诊断人员继续分析与诊断，并给出消除故障的详细建议。进一步提高故障诊断功能的实用性。

    创新点

    主要创新点包括：

    （1）创造性地将动态仿真技术引入到水电机组状态监测领域，为水电机组状态监测开拓了新思路。

    （2）系统提供了基于全三维瀑布分析的频谱型征兆提取等多种有效的分析工具，大大提高了系统获取故障征兆的能力，为机组状态异常早期预警和进行故障诱因分析等提供了先进的技术手段。

    （3）系统采用了远程与本地数据采集、传输相结合的模式，综合利用了工况选择性海量数据智能入库和基于快速时频压缩的远程数据传输两大技术，在保障机组状态数据可靠性、完整性的同时，降低了数据传输量和存储量，提高了客户端的响应速度。

    应用前景及社会经济效益

    HM9000系统于2006年10月在辽宁太平湾发电厂投入运行，情况良好。系统在电厂安全运行、状态检修方面发挥了重要作用，在大中型水电机组运行状态实时监测、状态异常早期预警、故障诱因分析等方面具有良好的实用性。

    HM9000系统具有监测与诊断、分析与优化运行、性能试验等多项功能。系统可通过优化运行、发现机组潜在的问题等来提高发电量，增加发电效应；减少设备维护费用；另外可以节约大量的现场试验费用。太平湾发电厂3F机组安装HM9000系统后，每年可增加约7天的发电量672万KW•h，折合人民币约134万元；再加上节省的设备损坏费和设备维护费100万，以及节约机组的各种试验费约30万，一年可增加近264万元的经济效应。

    HM9000系统的推广应用将提高我国水电机组的安全经济运行和现代化管理水平，增加发电效益，减少设备维护费用，为国家节约大量的人力和物力，具有较大的经济效益和社会意义。