一、應用范圍
GMD-2000大型發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)是集發(fā)電機運行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、運行穩(wěn)定監(jiān)視及檢修電氣試驗自動化于一體的綜合監(jiān)測管理系統(tǒng)。
當前，集中式管理是現(xiàn)代化電廠的一種發(fā)展趨勢，如 DCS系統(tǒng)、 ECS系統(tǒng)和故障信息處理系統(tǒng)等。但較完整地、專門針對發(fā)電機安全運行監(jiān)測和故障診斷及處理的系統(tǒng)尚待建立和發(fā)展。目前，一些電廠的發(fā)電機除由制造廠裝設的較完整的溫度監(jiān)測元件外，也分別裝有一些單一的，諸如發(fā)電機定子局部放電監(jiān)測、轉子匝間及對地絕緣監(jiān)測、發(fā)電機局部過熱監(jiān)測、定子繞組端部（或機座）振動監(jiān)測及氫油水系統(tǒng)故障監(jiān)測等裝置，對發(fā)電機安全運行發(fā)揮了一定作用。但由于各種原因（性能、質(zhì)量、可靠性，特別是抗干擾能力、價格及維護等）， 虛報誤報時有發(fā)生，尚不能有效地發(fā)揮安全監(jiān)控的作用。此外，根據(jù)發(fā)電機故障萌生的先兆和特點，進行早期預報，提出預防和處理措施的故障診斷系統(tǒng)也屬少見。本裝置的特點是，除通過在線實時數(shù)據(jù)分析，對發(fā)電機組安全運行狀態(tài)進行監(jiān)測和綜合評估外，還具有故障診斷的功能。即結合發(fā)電機的在線實時、在線非實時及離線數(shù)據(jù)，通過專家診斷系統(tǒng)綜合處理，對存在故障隱患的發(fā)電機進行早期預報，對其發(fā)展趨勢及后果提出診斷和處理意見。
發(fā)電機的功角是發(fā)電機穩(wěn)定運行直接和重要的標志，利用實時測量的發(fā)電機功角繪制的發(fā)電機P-Q圖（安全運行極限圖）能準確地確定發(fā)電機運行穩(wěn)定裕度。當發(fā)電機進相運行接近穩(wěn)定極限或由于電力系統(tǒng)出現(xiàn)瞬間異常導致發(fā)電機組可能出現(xiàn)振蕩或失去穩(wěn)定時，本系統(tǒng)能及時提示和報警，必要時為保證發(fā)電機的安全而發(fā)出提示運行人員手動切機的信號。
本系統(tǒng)對在電廠進行的全部電氣試驗也提供了高效能和方便的使用功能。對發(fā)電機組在交接驗收、檢修、運行時的一系列電氣試驗無需對二次測試回路進行重新接線，試驗曲線能以圖形界面顯示，試驗數(shù)據(jù)及表格則以文本格式輸出，方便用戶分析。從節(jié)省試驗時間、減少試驗人員工作量及經(jīng)濟性等各方面考慮，本系統(tǒng)均提供了優(yōu)質(zhì)和高效服務。
GMD-2000大型發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)可通過串行口或局域網(wǎng)與DCS或 ECS進行通訊，作為其一子系統(tǒng)上傳發(fā)電機的安全運行信息，這些信息可以作為發(fā)電機狀態(tài)檢修的重要參考，是實現(xiàn)大型發(fā)電機狀態(tài)檢修不可或缺的理想助手；同時也可實現(xiàn)由DCS或 ECS系統(tǒng)操作電氣試驗并自動記錄與處理試驗數(shù)據(jù)和繪制試驗曲線。
二、主要功能
1. 基于“指紋”模型的溫度監(jiān)測與分析在現(xiàn)行國標、《汽輪發(fā)電機運行規(guī)程》和《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》中都要求：“運行人員應將發(fā)電機溫度（繞組、鐵芯、冷卻介質(zhì)的溫度和溫升）與正常值比較，要注意監(jiān)視相應的溫差、溫升，并且要按照制造廠的規(guī)定或相應的限額進行報警或停機”，但在執(zhí)行中缺乏可操作性，其最大的難點是，正常值的獲取問題。本系統(tǒng)采用定子繞組溫度指紋計算的方法在線實時計算出每個運行工況下發(fā)電機每個出水溫度（溫升）和槽溫度（溫升）的正常值,通過與實測值的比較便可看出當前發(fā)電機的熱狀態(tài)。通常溫升比（溫升實測值與計算值之比）的大小直接反映定子繞組的熱狀態(tài)是否正?；蚬收系膰乐爻潭?。因此，本系統(tǒng)將溫升比作為發(fā)電機溫度告警閾值（動態(tài)閾值），使得發(fā)電機定子繞組熱狀態(tài)監(jiān)測精度大大提高。
2、 發(fā)電機運行故障診斷
本系統(tǒng)對發(fā)電機定子繞組、轉子繞組、定子鐵心及機座、氫油水系統(tǒng)等發(fā)生的，與溫度、過熱、振動、噪聲、局部放電及絕緣問題等異常現(xiàn)象有關的100余種故障具有診斷功能?？梢愿鶕?jù)發(fā)電機運行和檢修時采集的各種在線實時、在線非實時及離線存儲的數(shù)據(jù)源，通過人工智能方法（專家數(shù)據(jù)庫）進行診斷 ，判斷故障原因及發(fā)展趨勢，提出科學的處理意見和預防措施。
3、 發(fā)電機組安全運行信息管理
本系統(tǒng)按發(fā)電機運行與檢修相關的國家標準和規(guī)程的規(guī)定和要求，針對一系列監(jiān)視發(fā)電機和變壓器組安全運行監(jiān)測裝置提供的信息進行采集、記錄和管理，并可隨時調(diào)取顯示監(jiān)測裝置的各種參量數(shù)據(jù)及其變化趨勢，為運行人員及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷與隱患提供可靠的數(shù)據(jù)，當某些數(shù)據(jù)超過規(guī)定限值時及時發(fā)出報警提示。
4、 發(fā)電機運行穩(wěn)定監(jiān)視與記錄
?。?/span>1）電網(wǎng)故障導致的發(fā)電機異常
當電網(wǎng)故障引起發(fā)電機電功率不平衡而出現(xiàn)振蕩或失去穩(wěn)定時，自動記錄發(fā)電機功角、有功、無功功率及轉速，記錄時間為20-30分鐘，并有報警輸出。如功角超過靜態(tài)穩(wěn)定值且OPC動作時，為保證機組不受損害，可提供人工切機參考報警信號。
?。?/span>2）發(fā)電機進相運行與失磁
當發(fā)電機進相運行時能監(jiān)視記錄發(fā)電機功角，并根據(jù)功角的變化情況來判斷其進相深度。為防止勵磁過低而導致發(fā)電機失穩(wěn)，當功角超過規(guī)定限值時，有開關量報警輸出。當發(fā)電機失磁時，本系統(tǒng)能自動進行記錄，以供運行人員了解失磁全過程，查找失磁原因，分析判斷發(fā)電機可能的損傷程度。
?。?/span>3）發(fā)電機的P-Q曲線
實時顯示發(fā)電機的P-Q圖（安全運行極限圖），同時在圖上標明當時發(fā)電機運行的工作點和穩(wěn)定裕度。當超過正常規(guī)定的P-Q曲線范圍，即自動記錄發(fā)電機功角、有功、無功功率及轉速，并有開關量報警輸出。
?。?/span>4）數(shù)據(jù)分析
本系統(tǒng)有專用的分析軟件包，對發(fā)電機運行異?；蚴Х€(wěn)情況下所記錄的各個參量的數(shù)據(jù)（包括所有派生量）進行計算、處理和分析，以查找故障類型和起因。
5、 發(fā)電機電氣試驗
本系統(tǒng)可以接受DCS 或 ECS命令完成以下試驗：
?。?/span>1）發(fā)電機空載、短路試驗 ；
?。?/span>2）主勵磁機空載、負載試驗 ；
?。?/span>3）發(fā)電機零起升壓、±10%階躍及滅磁試驗 ；
?。?/span>4）勵磁調(diào)節(jié)器其它動態(tài)試驗；
?。?/span>5）同期試驗 ；
?。?/span>6）甩負荷試驗 ；
?。?/span>7）進相運行試驗 ；
?。?/span>8）用戶定義的其它試驗 ；
此項功能是根據(jù)測得的試驗數(shù)據(jù)通過計算機自動完成參數(shù)計算、試驗曲線繪制和以 Excel 等文本格式輸出的試驗報表。
6、 制表、打印
本系統(tǒng)記錄的所有曲線及參數(shù)均可根據(jù)用戶需要打印輸出。
7、 報警輸出
?。?/span>1）發(fā)電機失穩(wěn)報警 ；
（2）發(fā)電機功角越限報警 ；
（3）低勵報警 ；
?。?/span>4）過勵報警 ；
?。?/span>5）故障啟動報警 ；
?。?/span>6）各種監(jiān)測裝置越限報警 ；
三、技術特點
1、 本系統(tǒng)集發(fā)電機運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷、發(fā)電機運行穩(wěn)定監(jiān)錄、發(fā)電機檢修電氣試驗自動化于一體，具有高性價比。數(shù)據(jù)傳輸采用網(wǎng)絡結構。
2、 與局部放電、轉子匝間短路、定子溫度、定子振動、絕緣過熱及氫油水等監(jiān)測裝置通訊，集中采集數(shù)據(jù)，為狀態(tài)檢修及故障診斷提供決策依據(jù)。
3、 可與DCS系統(tǒng)、ECS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)等廠內(nèi)局域網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，便于管理。
4、 實現(xiàn)由DCS或ECS直接操作的電氣試驗自動化。
5、 歷史數(shù)據(jù)記錄為五年以上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄超前一個大修期。
6、 對發(fā)電機進相運行或失穩(wěn)運行進行監(jiān)視與記錄。
7、 可以顯示與發(fā)電機運行有關的不對稱度及諧波。
8、 可以對低頻振蕩的信息進行檢測和顯示。
四、技術指標
1、 通道容量：模擬量64路，開關量64路 ；
2、 A/D轉換精度：14位 ；
3、 有效值準確度：0.2級 ；
4、 角度分辨率：0.1度 ；
5、 信號輸入范圍：
（1）交流電壓：0～150V；
（2）交流電流：0～5A；
（3）轉速信號：交流信號：0～150V；
（4）脈沖信號：-5V～150V，1～5000Hz，正、負脈沖信號 ；
6、 供電電源：
（1）AC220V ±10%; 50Hz ±0.5Hz；
（2）DC220V ±10% 或DC110V ±10%；
7、 工作溫度：-5℃～45℃ ；
8、 相對濕度：5%～95%；
9、 絕緣強度：AC2500V；
五、發(fā)電機示意圖
六、系統(tǒng)圖
