火电厂智能运维一体化管理系统的研究与应用

火电厂智能运维一体化管理系统的研究与应用

王晓琳

中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 上海 200333

[摘要]：设备管理是以设备为研究对象，追求设备综合效率，应用与之匹配的理念、流程、方法，通过多维度、全方位的技术手段与组织措施，对设备的物理运动和价值运动进行全生命周期的科学型管理。以全厂三维可视化图模导航为载体，搭建支持设备离在线数据采集、分析与智能诊断，并依照设备健康状态，优化检修管理于一体的集中式运维系统平台。

[关键词]：火电厂智能运维；系统研究方法与应用

引言

设备管理的一种常见方式是点检定修，点检是设备检修、维护、消缺的前提。而检修、维护、消缺又可验证点检的效果，促进点检定修的完善和改进，希望通过点检定修的管理模式，实现设备的预知性检修，最终实现状态检修。由于设备重要性的不同，点检定修的侧重点也有所不同，一般设备事后检修就需进行缺陷管理的内容。主设备、重要辅助设备在没有控制住的情况下，需进行应急控制和抢修管理。状态检修作为一种新的检修模式，以设备当前的健康状况为依据，突破传统的以设备使用时间为依据规划检修，即通过先进的状态监测手段、设备特性评价手段以及寿命预测手段，判断设备状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度、故障发展趋势做出判断，并根据分析诊断结果在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前进行维修。由于科学地提高了设备的可靠度和明确了检修目标，这种检修体制消耗费用最低，它为设备安全、隐定、长周期、全性能、优质运行提供了可取的技术和管理保障。

1火电厂运维技术介绍

火电厂运维技术是指作业人员对电力设备进行巡视和维护，或根据调控部门下达的调度指令对设备进行停送电等操作，或在设备异常或故障处理时所遵循的规范、原则、方法。为了提高电力系统的可靠性、稳定性以及电力资源的利用效率，必须重视变电运维技术。变电运维技术是一项复杂的综合性技术，必须加强对电力设备的运行维护力度，进行精益化管控，才能最大限度降低故障的发生概率，保证电力系统的安全、稳定、可靠运行。

2火电厂运维中的常见问题

2.1变压器异常

变压器是电力系统的重要组成部件，在其运行过程中，可能会发生各种异常状况，要根据变压器的运行状态进行故障预判，及时进行处理，最大限度保证变压器的正常运行。变压器的运行状态异常，主要是从如下几个方面来进行判断：变压器声音异常：变压器处于正常运行状态时，会存在均匀的连续性“嗡嗡”声，当产生其它声音时，即可断定变压器处于不正常运行状态，可以根据具体的声音差异进行诊断。常见的变压器异常声音有如下几种：（1）声音显著增大，但均匀，可能是由电网产生的谐振过电压或接地引起的过电压导致的，通过电压表就能进行有效的诊断；过负荷运行也会导致“嗡嗡”声音显著变大，如果发现此类情况，则根据操作规程适当降低变压器所带负荷，保证负荷处于规定范围内，异常声音就可以自行恢复正常。（2）变压器运行时出现杂音，但是各种显示仪表都正常，杂音产生的原因可能是内部螺钉等零件松动，导致变压器内部构成铁芯的硅钢片振动过大所致。如果不会对变压器的运行造成影响，可暂时不处理，加强观察，并按照相关规程进行停电申请和相关检查。（3）变压器存在局部放电声音。分接开关或熔断器接触不良时会有“吱吱”放电声，如果变压器内部接触不良或存在局部放电，则会随着离故障位置的距离远近发出各种异样的“吱吱”或“噼啪”放电声音。当变压器的瓷套管异常时，在光线较暗的情况下，瓷套管附近会出现电火花或电晕，需要按照相关规程进行停电并检查。

3系统研究方法与应用

3.1智能感知升级，完善数据获取

设备24小时在运行，传统点巡检工作为周期性的离线数据采集，缺少实时在线数据，不能精确预警趋势变化，捕捉设备突发性异常现象。主要转机设备均安装的是速度传感器，不具备频谱采集与分析功能，只起到了简单的报警与保护作用，对于振动幅值超标及异常情况，无法准确判断故障原因、故障部位以及故障的严重程度。针对锅炉区域三大风机设备，风机端轴承箱均安装在内部，更是无法对其进行有效监测，所以需进行智能感知升级，加装了加速度传感器，并将实时工艺参数完整融合到统一平台。

3.2三维可视化智能培训与数据交互

应用三维可视化技术实现智能三维培训，关联设备测试数据与实时工艺参数实现数据交互与多样展示。建立三维厂模及设备模型，厂模细度至设备级，关联设备离、在线数据、SIS系统数据等，并与设备运行状态及故障部位进行联动。系统建设实现统一的信息平台、统一的可视化工作平台、统一的管控平台、辅助决策支持平台、集中维护平台及成熟的离、在线诊断系统、智能专家诊断引擎的综合应用。所提供的智能运维与决策体系，不仅节约了大量人工数据分析的时间，还避免了人为因素等造成的不良影响。现阶段国内电力供应的重担依旧落在传统火电厂，国家的宏观调控及煤炭市场的持续走高，发电企业迫切需要改变传统设备管理模式，培育新成长优势，提升管控力度，在保证安全、环保生产的基础上降本增效，提高企业管理水平和核心竞争力。随着企业智能化升级与建设的兴起，推进制度、管理、科技创新，既是顺应时代发展，又是传统电力企业自我变革的必经之路。

3.3构建精细化的设备状态监测体系，创新设备管理模式

以优化检测技术矩阵、优化设备测点、优化检测周期、优化检测内容、优化判断标准等手段，运用多种先进技术手段的精密点检仪器，完成设备多维度的数据采集与分析，结合专家诊断知识库，构建智能化的状态监测体系。以数据驱动，按业务相关性科学程序进行管控。作业管理的全过程，即计划、实施、检查、反馈，以提出修正、修改意见按核定程序进行分级任务单推送，提高设备管理水平和工作效率。在及时掌握设备健康状态的同时自动推出设备故障分析结论及检修建议，实现以设备状态触发工作为导向的设备管理新模式。

3.4建立运维一体化管理平台

以往针对同一设备主体，各专业数据分散到不同系统，协同性较差，一体化平台的建设消除了这一弊端。将设备管理相关的运行人员日常巡检、专业点检员定期点检、专业技术人员精密点检、在线检测及检修维保人员的精确检修结合至一体化管理平台，并形成科学高效的闭环管理。将业务数据进行了高度融合，点巡检、精密点检、在线检测及检修管理共用同一套编码原则，设备台账信息、定期工作、技术标准、设备健康状态、异常告警、各岗位工作状态、绩效统计与考评等关键业务数据按岗位工作标准及权限进行配置，使数据指向性明确，业务流程清晰。

结束语

现阶段国内电力供应的重担依旧落在传统火电厂，国家的宏观调控及煤炭市场的持续走高，发电企业迫切需要改变传统设备管理模式，培育新成长优势，提升管控力度，在保证安全、环保生产的基础上降本增效，提高企业管理水平和核心竞争力。随着企业智能化升级与建设的兴起，推进制度、管理、科技创新，既是顺应时代发展，又是传统电力企业自我变革的必经之路。

参考文献

[1]沙德生,陈江.火电厂设备状态检修技术与管理.北京:中国电力出版社,2016.

[2]西安热工研究院.发电设备状态监测与寿命管理.北京:中国电力出版社,2013.

［3］徐敏.带电检测技术在变电运维中的应用［J］.电子技术与软件工程，2020（14）：218-219.

［4］陈艺丰.变电运维安全隐患及解决措施［J］.科技风，2020（16）：180.