水輪發(fā)電機作為水電站的核心部件之一，系統(tǒng)龐大繁雜，往往設(shè)在偏遠(yuǎn)地方，如何在前期高效地對設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)控分析，是優(yōu)化水輪機運維體系的重要課題。

一、水輪發(fā)電機運維的必要性

當(dāng)下人們的生活越來越離不開電，在提倡可再生能源的今天，水力發(fā)電的價值不言而喻，而水輪機組在這一過程中起著至關(guān)重要的作用。水輪發(fā)電機，顧名思義，就是將以水輪機為原動機將水能轉(zhuǎn)化為電能的機器，是水電站生產(chǎn)電能的主要設(shè)備。

水輪機由機架、轉(zhuǎn)子、定子、推力軸承、轉(zhuǎn)軸承、冷卻器等主要部件組成，正是由于部件繁多且復(fù)雜，水輪機在實際運行過程中會受到多種不穩(wěn)定因素的影響。為了保證水電廠整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運作，就必須確保水輪機的穩(wěn)定性，因此做好機組的檢測和維修工作顯得極為重要。如何能實時的監(jiān)控水輪機運行狀態(tài)，遠(yuǎn)程分析機組故障來調(diào)配對口的維修人員，搭建大數(shù)據(jù)庫并制定算法分析出大部分故障的成因，于萌芽階段就有效遏制，是現(xiàn)今水輪機檢測系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)化的重要課題。

圖1 水電站發(fā)電機組

二、日常運維工作的痛點

水輪機組本身體積較大，檢測系統(tǒng)線束多且繁雜，不利于檢修及日常故障定位，機組監(jiān)控全部集中在后臺的封閉系統(tǒng)中。雖然發(fā)電廠都設(shè)有檢修隊，但發(fā)電廠畢竟不是專業(yè)的檢修公司，對水輪機組的了解不夠深，日常簡單的問題可以應(yīng)付，一旦發(fā)生大的機器故障，則必須要專業(yè)的排查人員到現(xiàn)場進(jìn)行勘測才能獲悉故障信息。由于事先無法獲悉故障信息，不能確定是機械故障、通信故障還是軟件后臺服務(wù)器故障，常出現(xiàn)派往的專業(yè)人員因為故障類型不對口而需要重新調(diào)派的情況，造成時間和人力的浪費，極大增加了日常運維成本。

圖2 水輪機檢修現(xiàn)場

三、基于數(shù)據(jù)采集設(shè)備的解決方案

基于DM100數(shù)據(jù)采集記錄儀，搭建適合水輪機組分布模式的采集系統(tǒng)，主機將各傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)建立其模型進(jìn)行算法分析，得到結(jié)果后，通過以太網(wǎng)傳至遠(yuǎn)端后臺服務(wù)器，可以從遠(yuǎn)程判斷故障類型，派遣合適的技術(shù)員進(jìn)行故障排查，而存儲功能讓技術(shù)員快速獲取過去一段時間的機組各項參數(shù)，提高了排查速率。通過這樣一種數(shù)據(jù)采集模式，極大縮短了整個水輪機組故障檢修的時間。新型DM100數(shù)據(jù)采集記錄儀具備以下特點：高達(dá)200路數(shù)據(jù)采集通道擴展、豐富的模擬量及數(shù)字量輸入、支持二次運算及實時報警、32位ADC高精度采樣及優(yōu)異的抗干擾能力、能進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)存儲和導(dǎo)出。

圖3 基于DM100的水電站監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖4 致遠(yuǎn)DM100設(shè)定及監(jiān)控界面

四、產(chǎn)品選型

下表為該項目應(yīng)用涉及產(chǎn)品的詳細(xì)列表。