電廠故障診斷探析（3篇）范文

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第一篇：電廠繼電保護故障診斷及處理

摘要：

電廠運行過程中，繼電保護至關重要。實踐中，我們應當重視電廠繼電保護故障診斷與處理，全面把握繼電保護常見的故障類型、處理原則。本文將對電廠繼電保護中的常見故障問題進行分析，并在此基礎上以某電廠為例，就其繼電故障診斷以及現場處理，談一下個人的觀點和認識，僅供參考。

關鍵詞：

繼電保護；電廠；故障診斷；現場處理；研究

0引言

正確診斷繼電保護故障，并進行針對性處理，對整個電廠以及電力系統的運行，具有非常重大的意義。通過診斷和處理繼電保護故障問題，既可以有效促進整個電力系統的高效運行，又可確保電廠運行安全可靠性。

1電廠繼電保護中的常見故障問題分析

對于繼電保護故障問題而言，常見的類型有干擾、定值、高頻收發信機以及插件絕緣和CT飽和等方面的問題，具體分析如下：

第一，干擾問題。對于這類問題，主要是因微機保護能力相對較差，一旦保護屏位置有其他通信設備，必然會產生干擾影響。比如，這些通信設備會造成邏輯元件錯誤，或者誤動作。

第二，定值問題。對于定值問題而言，常見的故障問題是人工操作過程中，才用的整定方法不正確；整定計算過程中的錯誤操作，導致整個系統出現誤差

第三，高頻收發信機故障。由于各廠家發出的收發信機存在著質量差異，因此通信設備問題造成高頻收發信機故障。

第四，CT飽和。二次系統中，CT的作用非常的大。一旦發生故障問題，短路電流立即出現加劇現象，導致CT飽和，繼電保護難以正常運行。

第五，插件絕緣。繼電保護設備布線緊密，而且集成度比較高。如果保護設備運行時間過長，則插件接線的焊點必然會因靜電作用而出現塵埃大量聚集的問題，以致于焊點間形成通路，最終導致設備出現故障問題。

2繼電保護故障問題常用處理方法

2.1分析法

在重合閘故障，比如放電閉鎖問題發生時，處理人員應當對輸入量進行全面分析，找出放電原因，再對輸入量進行分析。同時，在診斷繼電保護設備故障問題時，可采用分析故障報告。

2.2電位變化法

二次回路上的節點電位變化、電壓變化需實時監測，然后確定故障問題的發生點，這是電位變化法的機理。該方法主要適用于以下情況：第一，分閘線路開關時，無法正常亮綠燈。第二，基于保護傳動試驗對電路開路情況進行分析。當系統設備正常運行時，對主變保護進行檢查，保護出口回路如圖1所示。XB為出口壓板、KT代表主變繼電器節點，33代表跳閘出口回路節點。萬用表正常工作時，退出壓板，并測量節點1對地電位。啟動主變保護，KT會有出口動作，而且XB收到正電位，此時電壓表正電位出現翻轉現象；如果不出現翻轉，那么繼電保護工作正常。測量XB節點2，如果非負電位，則說明沒有故障問題，可能故障問題出現在下級電路之上。

2.3經驗判斷法

在綜合分析多種繼電保護問題以后，對設備運行進行統計，全面了解設備工作狀態。工作人員憑借個人的實踐經驗，對部分繼電保護問題進行判斷，然后處理各種可能的故障問題。比如，分閘開關狀態下，紅綠燈經常會出現失靈現象，對此可憑借主觀經驗對造成該問題的原因進行分析。常見的原因是：開關機構操作死點；輔助節點滯后影響機構分合變化。

3電廠繼電保護故障案例分析

某抽水蓄能電站以原水庫作為下庫，采用人工方式修建了上庫，其裝機容量800MW，可以說是電網主力調頻之必須。該電廠建于上世紀90年代，三年后首臺機組完成了并網，次年四臺機組建成投產。該電廠自調試應用至今，無論是10kV用電還是220kV電廠線路，都先后出現過程度不同的電氣故障問題。

3.1發電機轉子出現接地故障問題

一號機組發電運行狀態下，機組轉子出現接地動作報警。對于發電機轉子而言，其接地保護采用的是在轉子回路上，重疊15V方波交流電壓，然后對轉子的對地絕緣水平組成進行測量。當發生故障問題后，立即停機進行檢查，轉子回路絕緣情況良好。在此過程中，利用電阻箱人為將接地保護回路進行接地動作，然后對轉子接地保護繼電器是否正常工作進行檢查。對機組采用手動方式進行開機，空轉狀態下不加勵磁電流，借助搖表對轉子絕緣進行測量，轉子對地的絕緣電阻顯示為零。針對這一問題，建議采用電橋法對接地點在轉子回路即發電機轉子六號磁極進行檢查。將機組停下來，并將機組的六號磁極相應蓋板以及擋板打開檢查，發現六號、七號磁極是由多層軟銅片轉子磁極外連接銅片的一頭開焊；機組在開機時，因離心力的影響，軟銅片、擋板之間的接觸會導致轉子接地，結果機組轉子的實際接地保護動作沒有出現故障問題。根據這一表征，檢查所有的轉子磁極外連接情況，并與發電機廠家專家共同進行現場檢查，結果發現部分發電機轉子磁極存在著不同程度的軟連接松動問題，電廠和專家對檢查過程中發現的這些問題，采取擴大預防的方法進行處理，有效低避免了另外一些機組轉子再出現類似的接地故障問題。

3.2發電機存在軸電流故障問題

該電廠二號機組在實際運行過程中需，出現了軸電流保護跳閘停機現象。在正常運行狀態下，發電機因磁場存在著不平衡問題而導致大軸兩端產生感應電壓。對于大軸而言，其接地刷接地，確保了對地電位，上導軸承軸領絕緣。實踐中，如果上導軸承絕緣出現破壞現象，在大軸、軸承以及接地刷間會產生一定的電流，導致導瓦放電，可能會出現發熱甚至損壞現象。在大軸上適當布設軸電流CT，形成軸電流保護。當出現保護動作時，必然會在發電機上導軸承上形成接地點。拆開并檢查發電機上導軸承，發現油盆中的擋油圈出現了開焊脫落問題，因接觸發電機大軸而導致軸電流出現保護動作，進而引起跳閘停機。根據此情況,建議在機組檢修過程中，焊接加固所有上導油盆擋油圈，以免出現同類故障問題，確保了機組的運行安全可靠性。

3.3主短路器觸頭出現放電故障問題

在電廠一號機組啟動變頻器抽水時，機組的轉速上升到額定的轉速，而且機端電壓已經上升到了額定電壓，自動同期設備工作尋找同期點然后進行并網。在此過程中，一號機組發變組單元差動保護出現了瞬時動作，而且保護動作跳一號號機220kV主開關，先是滅磁，最后停機。與此同時，一號機組220kV主斷路器開關失靈保護動作，再跳一號機220kV主開關，經延時由光纖差動保護直跳線路對側開關；跳一號廠高變開關，跳二號機主開關(原來二號機處于停機狀態)。當發生故障問題以后，檢查和實驗發電機以及主變壓器，沒有發現問題；斷開開關、母線隔離刀時，變壓器、發電機零起升壓，直至額定電壓正常；此時，對一號主開關保護跳閘，并進行傳動試驗，使其保持正常開關動作。在故障問題分析過程中，電流、電壓錄波數據非常中藥。一旦發現故障問題，220kV電力系統中的B相對地電壓就會歸零。一號主變壓器的B相產生故障電流，結合故障發生情況，在開關并網之前，初步對故障進行分析，比如開關并網之前的B相動，或者靜觸頭間擊穿，然后經GIS外殼放電。實踐中可以看到，開關是GIS全封閉的組合電器，只從外部觀看是無法看到故障痕跡的。建議電廠要求外方到現場解體檢查，結果開關B相動，而且靜觸頭間擊穿且對地放電，較之于先前的分析基本一致。對于主開關而言，因受到發變組的差動保護而使得發變組出現保護動作。因開關故障問題發生時，尚未并網，所以雖然出現差動保護滅磁以及停機等現象，但是220kV電力系統仍可以通過開關故障相進行接地。由于一號主變壓器高壓側的中性點運行過程中出現接地問題，因此主變高壓側存在著故障電流，此時啟動開關保護動作失靈。在對該故障問題進行分析和處理時發現，無論進口還是國產的GIS全封閉組合開關，都可能會發生擊穿故障。同時，需要強調的是必須對其進行定期的試驗檢查，并做好日常巡檢工作。基于此，筆者建議電廠在外方專家的通力配合下，對所有的開關進行解體大檢查，并做預防試驗，對絕緣氣體進行定期試驗和檢查，以免發生類似故障問題。

4結束語

通過以上對某電廠自投產至今發生的主要繼電保護故障、自動設備動作問題分析可知，所發生的多數故障問題集中表現為廠商生產的產品質量問題、設備施工安裝質量問題以及電纜長期服役過程中絕緣性能降低問題等。無論那種問題和成因，電廠方應當采取多元化的方法和措施進行檢查和試驗，并盡可能擴大巡查的范圍，有效避免了上述故障問題的二次發生。此外，繼電保護動作正常與否，是否能夠及時準確地切除故障，關系著整個電廠電力設備運行安全可靠性。

參考文獻：

[1]吳金楊,張超,王丹丹.有關電廠繼電保護故障分析和處理研究[J]山東工業技術,2016(05).

[2]王志勇,白建輝,吳茳.電力變壓器的故障分析及維護[J].河北工程技術高等?？茖W校學報,2016(03).

[3]劉興光.發電廠繼電保護裝置的故障探討[J].山東工業技術,2016(06).

[4]陳咨財.發電廠繼電保護的干擾因素分析[J].通信電源技術，2016(05).

作者:陳秀云 單位:福建省鴻山熱電有限責任公司

第二篇：核電廠計算機系統監測與故障診斷

摘要：

電站計算機系統被稱為和電廠的“眼睛”，對核電廠的參數進行在線監測和報警處理，其系統自身的狀態監測和故障診斷由為重要。本文結合秦山第二核電廠電站計算機系統的實際情況，敘述了其系統狀態監測與故障自診斷，并提供一些針對性的意見。

關鍵詞：

電站計算機系統；狀態監測；故障診斷

核電廠是用核能轉化為電能的新型電廠，其安全穩定運行，關系到電力的正常輸送，為了能夠保證核電廠的正常工作運行，對核電廠參數進行監測、對現場設備故障參數報警就必不可少，電站計算機系統由此而產生。

1系統簡介

電站計算機系統由集中數據處理（KIT）和安全顯示盤（KPS）兩部分組成，簡稱為KIT/KPS，系統為操縱員提供數據采集信息與狀態、數據處理、關鍵設備點趨勢及報警、電站運行數據或事故數據、安全顯示盤等功能；同時向公司網絡提供包括發電量等經濟指標數據及重要設備運行情況；另外在演習和事故應急情況下，向應急輔助決策系統提供重要系統狀態數據。KIT/KPS系統硬件由服務器、工程師站、操作員站、現場控制站等組成；網絡有管理網絡、系統網絡和控制網絡三層；電源配置雙路不間斷冗余電源，保證一路電源失效時，系統不受影響。系統內包括硬件、網絡、電源等都能進行自我狀態監測和故障診斷報警。

2系統的狀態監測與故障診斷

原秦山二廠1、2號機組KIT系統采用HS2000CAS系統，由于開發年限較早，設備較陳舊等因素導致該系統狀態監測和診斷功能較為單一，僅有設備狀態、網絡狀態和通道狀態的顯示，并且此三項功能都是通過設備狀態圖進行監測，人員無法全方位的監控數字化系統的運行狀態，存在一定的隱患。改造后新系統采用MACSVI標準產品進行適應性修改，在原有系統基礎上增加了監測設備的運行狀態包括負荷、溫度、運行狀態等，并以圖形或報警的方式供人員查詢，新系統監測功能主要由系統設備故障、系統設備狀態圖、機柜狀態圖組成。

2.1系統設備故障監測

在系統內部自動生成了SYS系統，內部的各個點都是系統內監測系統狀態所需要的節點，通過這些節點實時監測系統內個設備的運行狀態，超出設定值時，進設備故障日志中報警，提醒人員及時處理，如表1所示。

2.2系統設備狀態圖

系統設備狀態圖，監測服務器主從、網絡、運行狀態；操縱員站網絡、運行狀態；打印機運行狀態；通訊站、網關運行狀態；機柜網絡狀態，機柜內主控單元的主從，運行狀態，點擊機柜，進入IO設備圖，此圖中顯示模塊狀態，進入模塊，能顯示通道狀態。故障點以紅色標識，主狀態和正常運行以綠色標示，從狀態和備用運行以黃色標示。對發生的故障以報警的形式提示運行維護人員，方便故障定位。通過系統狀態圖，現場控制站可以監測I/O模件級狀態，Profibus現場總線可以監測到通道級狀態；主控模件診斷包括CPU與內存的周期自檢；I/O所有功能模件均為自帶CPU的智能卡件，每模件均可進行周期性自診斷，包括通道回讀比較、通道的正確性、有效性判斷等等。數據采集網可以診斷全部I/O模件及主控模件運行狀態，并將診斷結果上傳至系統服務器；電源模件具有診斷干接點輸出功能；系統中所有單元（端子模塊除外）均有狀態指示燈，包括運行燈、故障燈、網絡通信燈、冗余主從狀態（冗余配置的主控模件）等；

2.3機柜狀態圖

機柜狀態監視圖主要由機柜狀態監視模塊（NM830）、機柜狀態監視網絡（Modbus-RTU）、通訊站、服務器、操縱員站組成。模塊用于完成對機柜的電源、門限開關、風扇狀態等監測機柜狀態監視模塊：用于采集機柜狀態信息，并將信息轉換成數字量通過通訊接口上傳；對采集機柜狀態信息進行邏輯判斷通過其板載的DO點亮機柜上的報警燈或傳送給其它系統。機柜電源監測：提供電母線電源故障監測。通過配電柜內的機柜狀態監視模塊監視各電源狀態，送至操縱員站顯示、報警，并在機柜門上有狀態燈顯示。控制站系統及驅動電源監測通過控制柜柜內的機柜狀態監視模塊監視各電源狀態，送至操縱員站顯示、報警，并在機柜門上有狀態燈顯示。機柜內溫度監測：通過機柜內部的熱點偶，感知機柜溫度，將測量信號傳遞到NM830，最終傳到設備狀態圖上顯示、報警。機柜風扇監測：提供機柜內部風扇狀態監測，一旦有風扇不轉，會在機柜狀態圖顯示、報警。機柜門限開關監測：提供機柜門限開關狀態監測，開機柜門，關機柜門都會在機柜狀態圖中顯示。通過機柜狀態圖，可以監測系統內部機柜的狀態，包括電源狀態、機柜內溫度、柜門狀態、風扇狀態等，并將匯總狀態送至機柜狀態圖報警。通過兩幅圖能夠直觀的將系統的各種狀態第一時間通知主控操作員，實現對系統狀態的全方位監控，便于及時的對故障設備進行干預處理。

3結束語

電站計算機系統自安裝調試至今，已經有兩年了，系統通過自身的狀態監測和故障診斷，及時提醒人員對故障設備進行維修，大大縮短了自身故障缺陷時間，提高了穩定運行時間，為核電廠安全穩定運行保駕護航。

參考文獻：

[1]顏昌輝.秦山二期KIT/KPS系統與一體化信息管理與自動控制討論[J].中國核科技報告,2000.

[2]核工業第二研究設計院[Z].KIT/KPS系統手冊.

作者:張進松 關悅 周煥 張瑞華 單位:中核核電運行管理有限公司

第三篇：火電廠熱工控制系統故障診斷研究

摘要：

許多控制回路包含在火力發電機組的汽機、鍋爐系統和其他輔助系統中，以前重點從局部的某一個單一的控制系統著手進行研究，此項研究整體性得到了忽略，導致許多故障檢測不出。所以需從大型火電發電機組總體出發，使故障診斷與檢測能高效、全面和準確的實現。故障的類別用單一的頻譜變化來進行判斷，故障診斷性能得到了較大的提高。

關鍵詞：

熱工控制；模糊理論；支持向量機；故障診斷

引言

根據火電廠的運行方式，將熱工控制系統中的常見故障類別、故障診斷對象和故障診斷辦法確定；基于數據統計和信號處理的診斷方法根據系統中關鍵執行器、傳感器的常見故障提出。從而采用相應的措施來阻止故障進一步擴大，實現提高系統可靠性能，縮減維修成本和時間的目的[1]。一類分類問題就根本而言屬于故障診斷。支持向量機具有在較小樣本下即可得到不錯的訓練效果以及其求得的解為全局最優解等優勢，文章從模糊評判和SVM理論著手，依據故障類別和故障特點的不確定性，努力找到一種智能化的綜合評判方法，從而建立一種故障診斷模型，即實用又高效。

1訓練樣本用模糊理論表示

設故障類別第i個樣本ui對征兆集的第j個樣本vj的隸屬度是rij，那么征兆vj分析的結論應用模糊集合Ri來示意。進一步確定rij，rij的確定依據專家經驗，它是主觀的，另外其他原因也要考慮[2]，文章的隸屬函數可以用加權統計辦法來計算，由故障相關率，經驗資料統計，對應故障效應，故障采取樣本（觀測或獲得）的難易水平（幅值的變化水平）4個因素進行剖析，用下面的符號分別來表示：X1：故障樣本統計（故障樣本產生的個數）（比較小、非常小、比較多、中、小、很多、大）X2：故障相關率（這些樣本聯系故障的概率）X3：對應故障效應X4：故障采取樣本（觀測或獲得）的難易水平故障ui產生的次數用Nui表示，故障出現時vj產生的次數用Nvj表示。權數集合與評分集合在每一個征兆集中，算出對應的隸屬度rij。

2粒子群算法和SVM的結合

文章采取改進的離散PSO并聯合SVM取得1個故障源提取算法。改進的離散PSO算法xid為樣本的所在位置。診斷數中所有變量構成了粒子，取數值為0或1，相應變量被選取用0表示，由變量參加計算用1代表。隨機數rand（）在[0，1]平均分布。pid為粒子自身最大值，gid為總體最值，vid表示速度，認為是[0，1]均勻分布隨機數。rand（xid）可以對xid實現隨機賦值。α為一可調參數，將初始值定為1個較大的數值，使粒子搜尋解空間時充分進行，避免進入局部得最優值：隨著粒子進化，要保證算法穩定應將α改為一較小值[3]，快速收斂。首先α初始值設為0.3-0.4，然后降為0.2。改進后的遺傳算法GA與該PSO離散算法的收斂V相當，更容易實現并且簡單，而且想要設置的變量還比GA少，因此應用更加廣泛[4]。粒子的最終適應度函數用f（xid）；粒子對應的SVM正分率用f（id）；mc是此粒子選取的變量數；mall是系統采用數據所有變量數；p為微調參數，平衡變量的數與最大正分率，依據指定的系統變量數和故障診斷要求進行采用[5]。用具體的PSO離散和SVM特征采樣算法的詳細步驟如下：（1）對粒子群進行初始化；（2）適應度的函數用每一個粒子訓練；（3）將粒子的自身最大值和適應度對比，假如大于，則更新適應度；（4）全局最值用取出以前中最大適應度值表示；（5）改進粒子群依據離散公式；（6）判斷是否符合終止法則，是則停止，否則跳至第（2）步。如果接連幾次迭代適應度提高不顯著或是到達提前設置的最大迭代次數可認為符合終止法則，迭代完成。

3綜合故障診斷特依據

火電廠過熱汽溫控制系統中執行器的不直、不牢固和傳感器的不平衡、對不中、磨損、損裂等故障實施了診斷試驗。所采用的判斷方法是故障診斷簡單高效的辦法。此方法操作容易、很高的診斷精確度并穩定，通過在運行現場調試，獲得了較好的診斷效應。采用權數集合X=（0.3，0.25，0.36.0.1），從而獲得轉子不對稱的隸屬度R矩。SVM的訓練樣本采用每行數據，以上僅僅對一組數據實施了計算分析，而實際的現場應用中，我們則必須要進行大規模的計算以實現我們所希望的訓練樣本，選用50組數據實施訓練，輸出模式為：采用Matlab進行仿真訓練，然后用一組數據進行了驗證，可信度為0.854，證明以上方法是行之有效的。

4結束語

火電廠熱控系統繁雜，涵蓋內容多，如果產生故障，不但對火電廠的正常運行有影響，并且還會造成大量的人員傷亡[6]。所以需從大型火電發電機組總體出發，使故障診斷與檢測能高效、全面和準確的實現。故障的類別用單一的頻譜變化來進行判斷，故障診斷性能得到了較大的提高。文章只是進行了初步的研究，還需要大量的試驗進行進一步的驗證。

參考文獻：

[1]陳長征，等.設備振動分析與故障診斷技術[M].科學出版社，2007.

[2]楊蘋，吳捷，馮永新.200MW汽輪發電機組振動故障的模糊診斷系統[J].電力系統自動化，2001：45-48.

[3]李良敏，屈梁生.基于遺傳編程和支持向量機的故障診斷模型[J].

[4]王宏漫，歐宗瑛.采用PCA特征和SVM分類的人臉識別[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2003，15（4）.

[5]周鐵錘.火電廠熱工控制系統故障診斷的有效方法[J].經濟技術協作信息，2007，25（4）.

[6]王家金.火電廠熱工控制系統故障診斷規劃及實現措施初探[J].電力建設，2013.

作者:李寧 孟萍 王冬 瑞戴忠 高才 單位:華能雨汪電廠檢修部 華能上海電力檢修公司