★遼寧紅沿河核電有限公司張天元

★北京廣利核系統工程有限公司李啟明，王志嘉，武哲龍

關(guān)鍵詞：核電廠(chǎng)；應急柴油發(fā)電機；狀態(tài)監測；故障診斷；健康評估；可靠性

1　應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統開(kāi)發(fā)意義

1.1　核電廠(chǎng)應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統現狀

核電廠(chǎng)應急柴油發(fā)電機作為核電廠(chǎng)1E級設備，為反應堆緊急停堆提供電源，保障核安全。其可靠性指標主要有啟動(dòng)成功率、不可用時(shí)間和重大設備災難性損失。

目前國內核電站95%以上應急柴油發(fā)電機組未裝設狀態(tài)監測和故障診斷系統，少數核電廠(chǎng)裝設了常規電力錄波器，但僅能實(shí)現電氣故障錄波功能，無(wú)法實(shí)現柴油發(fā)電機本體及輔助系統狀態(tài)監測和故障診斷功能，導致監測系統功能受限。由于國內外缺乏標準參考和經(jīng)驗借鑒，導致國內無(wú)一款成熟的柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷產(chǎn)品可以滿(mǎn)足核電站的迫切需求。

1.2　核電站應急柴油發(fā)電機組面臨的難點(diǎn)、痛點(diǎn)、共性問(wèn)題

1.2.1　核電站每年都會(huì )發(fā)生啟動(dòng)不成功事件嚴重影響核安全

核電站柴油發(fā)電機與其他行業(yè)柴油發(fā)電機不同之處，是要求其在10-15秒內啟動(dòng)成功具備發(fā)電能力。為保證其高可用性，核安全安規（HAD102-13、GB/T13177、IEEE-387、RG1.9）要求核級柴油發(fā)電機必須定期試驗（表1），保證啟動(dòng)成功率大于99%。通過(guò)對核電站應急柴油發(fā)電機啟動(dòng)成功率統計，各核電站每年都會(huì )發(fā)生啟動(dòng)不成功問(wèn)題，給核電站管理和技術(shù)人員帶來(lái)了極大困擾。其根本原因是柴油發(fā)電機系統復雜，如圖1所示，普遍存在電纜接線(xiàn)復雜、元器件眾多、繼電器邏輯多、進(jìn)口元器件設備卡脖子、關(guān)鍵技術(shù)黑匣子問(wèn)題；同時(shí)處于熱備用狀態(tài)的柴油發(fā)電機控制保護系統沒(méi)有狀態(tài)監測和故障錄波手段，無(wú)法提前發(fā)現和識別出潛在缺陷，導致各核電站每年都會(huì )發(fā)生啟動(dòng)不成功事件。

表1 柴油發(fā)電機定期試驗表

圖1 應急柴油發(fā)電機組系統示意圖

1.2.2　核電飽受缺陷排查難、故障處理時(shí)間長(cháng)、柴油發(fā)電機不可用時(shí)間長(cháng)困擾

核電站應急柴油發(fā)電機由柴油機、發(fā)電機和輔助系統構成，如圖2所示，其中電纜端接高達2250～2500根，電氣元器件1350～1500個(gè)，核心進(jìn)口元器件近50個(gè)，繼電器160～200個(gè)，保證所有系統和設備100%可靠面臨巨大挑戰。沒(méi)有狀態(tài)監測和故障診斷系統的情況下，柴油發(fā)電機系統出現缺陷和故障，通常需要機械、電氣、儀控三方面人員依靠豐富的工作經(jīng)驗，根據當時(shí)現場(chǎng)人員提供的現象和數據，通過(guò)翻閱數百頁(yè)圖紙，對照邏輯功能圖、電氣原理圖、工藝系統圖，進(jìn)行分析最終確定故障原因，少則需要數小時(shí)，多則需要數天，甚至出現故障原因不清等問(wèn)題，嚴重影響核電站安全穩定運行。

圖2 柴油發(fā)電機故障錄波參數監測統計表

1.2.3　核電站經(jīng)常發(fā)生柴油發(fā)電機、發(fā)電機等重大設備災難性損壞造成重大經(jīng)濟損失

從近年來(lái)故障統計數據分析圖（圖3）可知，核電站應急柴油發(fā)電機發(fā)生軸瓦磨損/燒瓦、拉/抱缸等故障和啟機失敗概率非常大，其主要原因為柴油機和發(fā)電機等重大設備沒(méi)有健康狀態(tài)、故障狀態(tài)和維修狀態(tài)的監測手段，導致重大設備帶病啟動(dòng)，最終發(fā)生災難性損壞。

圖3 柴油發(fā)電機故障統計圖

圖4 應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測系統總圖

2 應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統功能設計

2.1　狀態(tài)監測系統的范圍

核電廠(chǎng)應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測及故障診斷系統（圖4）包含應急柴油發(fā)電機本體及燃油系統、潤滑油系統、壓縮空氣系統和冷卻水系統等輔助系統的在線(xiàn)監測、故障診斷和整機關(guān)鍵部件的狀態(tài)管理，通過(guò)在線(xiàn)狀態(tài)監測數據收集和統計運行數據，顯示運行趨勢，通過(guò)故障庫快速找到故障原因制定維修策略，通過(guò)整機及關(guān)鍵部件的數據管理開(kāi)展預防性維修管理，提升應急柴油發(fā)電機的可靠性和優(yōu)化維修大綱。

2.2　狀態(tài)監測系統架構和功能

依據狀態(tài)監測與故障診斷系統軟件功能及架構設計（圖5），該系統主要實(shí)現狀態(tài)監測、故障診斷、健康評估三大主要功能，共由八個(gè)子功能模塊構成。

狀態(tài)監測功能：

（1）應急柴油發(fā)電機組關(guān)鍵信號數據采集、存儲、歷時(shí)趨勢顯示功能；

（2）應急柴油發(fā)電機組狀態(tài)監測和故障錄波功能；故障診斷功能：

（3）定期試驗數據及波形、報告自動(dòng)生成功能；

（4）應急柴油發(fā)電機子系統二次分析數據可視化；

（5）應急柴油發(fā)電機組典型故障診斷；健康評估功能：

（6）應急柴油發(fā)電機組關(guān)鍵部件健康評估管理；

（7）應急柴油發(fā)電機組維修預測與健康狀態(tài)評估系統；

（8）應急柴油發(fā)電機組整體狀態(tài)評估報告功能。

圖5 狀態(tài)監測及故障診斷系統構架及軟件設計流程圖

2.3　應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統主界面設計

應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統采集柴油發(fā)電機開(kāi)關(guān)量、模擬量、溫度、壓力、振動(dòng)信號送至主畫(huà)面，主畫(huà)面由實(shí)時(shí)顯示、數據分析、健康診斷、報警信息、專(zhuān)家庫、系統設置、外部接口七部分構成，如圖6所示。

圖6 應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統主界面及報警界面設計圖

3  應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統軟硬件設計

應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統整體設計在傳統的電力系統故障錄波基礎上進(jìn)行定制軟硬件開(kāi)發(fā)，能夠很大地提高開(kāi)發(fā)效率和縮短研發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本。應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測采用傳統錄波器啟動(dòng)方式、數據記錄方式、啟動(dòng)條件及算法規則，完全滿(mǎn)足狀態(tài)監測要求的各項功能。對于故障診斷和健康評估功能需要定制開(kāi)發(fā)項目，關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)主要是長(cháng)期錄波數據開(kāi)發(fā)、柴油發(fā)電機仿真搭建及驗證、健康診斷系統設計三個(gè)方面。應急柴油發(fā)電機振動(dòng)監測系統圖如圖7所示。

圖7 應急柴油發(fā)電機振動(dòng)監測系統圖

3.1　傳統電力故障錄波器設計

傳統故障錄波器適用于電力系統的電力參數記錄及監視。它能使用于任何型式的電力系統設備或接線(xiàn)方式，包含發(fā)電機、變壓器設備、單元接線(xiàn)、3/2接線(xiàn)、雙母線(xiàn)及其它復雜系統。錄波裝置的電流、電壓輸入為傳統式的電流互感器及電壓互感器或者電流及電壓傳感器。錄波設備采用嵌入式系統、多CPU并行處理的分布式主從結構，可分為模擬量采集模塊、開(kāi)關(guān)量隔離模塊、錄波主機模塊和MMI模塊4部分。傳統故障錄波器架構圖如圖8所示。

圖8 傳統故障錄波器架構圖

3.1.1　錄波啟動(dòng)方式

傳統故障錄波器錄波啟動(dòng)方式包括手動(dòng)啟動(dòng)、開(kāi)關(guān)量啟動(dòng)、模擬量啟動(dòng)、設備啟動(dòng)四種基本形式。

手動(dòng)啟動(dòng)：人工啟動(dòng)故障錄波裝置，可就地或遠方啟動(dòng)。

開(kāi)關(guān)量啟動(dòng)：開(kāi)關(guān)量可任意設定為變位啟動(dòng)、打開(kāi)啟動(dòng)、閉合啟動(dòng)或不啟動(dòng)。

模擬量啟動(dòng)：除高頻信號外，任一路模擬量均可作為啟動(dòng)量，主要概括如下：電壓各相、零序電壓、直流電壓突變量啟動(dòng)；電壓各相、正序、負序和零序電壓、直流電壓越限啟動(dòng)；主變中性點(diǎn)零序電流越限啟動(dòng)；電流各相、零序電流、直流電流突變量啟動(dòng)。

設備啟動(dòng)：設備啟動(dòng)指數據經(jīng)過(guò)二次處理合成后的數據判別后的啟動(dòng)方式，主要包括電流各相、負序和零序電流、直流電流越限啟動(dòng)；10%電流變差啟動(dòng)；頻率越限、頻率變化率啟動(dòng)；逆功率啟動(dòng)；過(guò)激磁啟動(dòng)；三次諧波電壓?jiǎn)?dòng)；負序功率增量方向；發(fā)電機失磁啟動(dòng)等。

3.1.2　故障錄波器數據記錄方式

電力系統常規錄波功能基本相同，由A/B/C/D四段數據構成，如圖9所示。

圖9 傳統故障錄波器記錄方式圖

A時(shí)段：系統大擾動(dòng)開(kāi)始前的狀態(tài)數據，輸出原始波形（采樣率大于4800Hz），記錄時(shí)間0.12S到0.5S可調，調節步長(cháng)0.02秒。默認（4800Hz/0.12S）。

B時(shí)段：系統大擾動(dòng)后初期的狀態(tài)數據，輸出原始記錄波形（采樣率大于4800Hz），記錄時(shí)間0.1S到0.3S可調，調節步長(cháng)0.02秒。默認（4800Hz/0.2S）。

C時(shí)段：系統大擾動(dòng)后中期的狀態(tài)數據，輸出低采樣率的原始波形（采樣率600Hz），記錄時(shí)間3S。

D時(shí)段：系統動(dòng)態(tài)過(guò)程數據，每0.1S輸出一個(gè)工頻有效值，記錄時(shí)間20S。如果D時(shí)段20S記錄結束后啟動(dòng)量依然沒(méi)有復歸，新開(kāi)文件按照D時(shí)段記錄10min，如果10min記錄滿(mǎn)啟動(dòng)量依然沒(méi)有復歸，追加10min，最多追加20min文件結束。

3.1.3　故障錄波器啟動(dòng)條件規則

（1）啟動(dòng)條件：符合任一模擬量啟動(dòng)或開(kāi)關(guān)量啟動(dòng)條件，按A→B→C→D時(shí)段順序執行。

（2）新啟動(dòng)：新啟動(dòng)是指：A．突變量啟動(dòng)；B．斷路器跳合閘信號啟動(dòng)。

在已經(jīng)啟動(dòng)記錄的B階段過(guò)程中，如遇新啟動(dòng)，則繼續延長(cháng)B階段（B1），從新啟動(dòng)點(diǎn)按B→C→D執行（B1→C1→D1）。如圖10所示。

圖10 新啟動(dòng)方式錄波時(shí)序圖

在已經(jīng)啟動(dòng)記錄的C階段過(guò)程中，如遇新啟動(dòng)，則按A→B→C→D執行（A1→B1→C1→D1）；已經(jīng)記錄的C階段數據和A1階段數據重復地用A1階段數據替換，已經(jīng)記錄的C階段數據時(shí)間小于A(yíng)1階段的全部用A1階段數據替換，A1階段記錄時(shí)間自動(dòng)減少。如圖11所示。

圖11 新啟動(dòng)方式錄波時(shí)序圖

圖12 新啟動(dòng)方式錄波時(shí)序圖

（3）在已經(jīng)啟動(dòng)記錄的D階段過(guò)程中，如遇新啟動(dòng)，則結束本文件，新開(kāi)錄波文件按A→B→C→D執行（A1→B1→C1→D1）。如圖12所示。

連續記錄：如果啟動(dòng)量一直不復歸同時(shí)又不滿(mǎn)足新啟動(dòng)條件，則后續錄波每個(gè)文件按照D→D→D連續記錄，每個(gè)D階段10min。

自動(dòng)終止條件：①同時(shí)滿(mǎn)足C階段結束、所有啟動(dòng)量復歸；②同時(shí)滿(mǎn)足第一個(gè)D階段記錄滿(mǎn)20S，所有啟動(dòng)量復歸；③同時(shí)滿(mǎn)足第二個(gè)文件及后續文件D階段每記錄滿(mǎn)10min，所有啟動(dòng)量全部復歸。

（4）單個(gè)文件限制：①容量限制：10Mb，針對B階段較多；②錄波階段限制：20個(gè)錄波階段切換；③當單個(gè)文件限制滿(mǎn)足時(shí)錄波仍在進(jìn)行，則重新開(kāi)新文件按記錄方式錄波。

3.2　應急柴油發(fā)電機長(cháng)期錄波數據開(kāi)發(fā)

3.2.1　長(cháng)期錄波數據組成

應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統應長(cháng)期記錄整體機組的所有數據（表2），需要開(kāi)發(fā)者對數據的采樣精度、數量、同步時(shí)間、數據記錄方式進(jìn)行合理設計。

表2 柴油發(fā)電機數據采集表

3.2.2　長(cháng)期錄波功能開(kāi)發(fā)

柴油發(fā)電機長(cháng)期錄波功能硬件應采用同步異頻采集方式，軟件應根據柴油發(fā)電機特性開(kāi)發(fā)。以應急柴油發(fā)電機調速器為例說(shuō)明，調速器各項試驗需要同時(shí)記錄與調速器相關(guān)的各種變送器信號、發(fā)電機機端電壓及電流、用于測量計算頻率或轉速的測速齒輪信號或鑒相信號，其中的變送器信號為慢速變化信號，采用800Hz或1600Hz的采集頻率即可；發(fā)電機機端電壓電流為較快變化信號且主要關(guān)心其有效值的變化，采用3.2kHz或6.4kHz采集頻率較為合適；測速齒輪或鑒相信號為邊沿快速變化的脈沖信號，為精確測量轉速或頻率，最好采用51.2kHz或更高的采集頻率。在定期檢修中，定期試驗數據庫模板應按要求錄制與柴油發(fā)電機調速系統相關(guān)的所有被試信號曲線(xiàn)并根據試驗曲線(xiàn)自動(dòng)計算出勵磁系統的各項參數：計算動(dòng)態(tài)過(guò)程的初始穩態(tài)值、峰值、終了穩態(tài)值、超調量、調節時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間、時(shí)間常數、振蕩次數、響應時(shí)間、響應比、頂值倍數、阻尼系數。

3.3　柴油發(fā)電機仿真搭建及驗證

柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障錄波系統應在仿真模型建立和驗證的基礎上開(kāi)展，建立柴油發(fā)電機數學(xué)模型（氣缸內熱力過(guò)程的數學(xué)模型、氣缸工作容積的數學(xué)模型、燃油燃燒發(fā)熱規律的數學(xué)模型、進(jìn)排氣管的數學(xué)模型、渦輪增壓器數學(xué)模型）、柴油發(fā)電機仿真模型（10PA6B型柴油發(fā)電機主要技術(shù)參數、GT-Power仿真模型、GT與Simulink聯(lián)合仿真平臺）、柴油發(fā)電機驗證模型（穩態(tài)仿真、瞬態(tài)仿真模型）。在確認仿真模型和現場(chǎng)柴油發(fā)電機實(shí)測數據基本一致基礎上開(kāi)展健康診斷系統開(kāi)發(fā)工作。柴油發(fā)電機組聯(lián)合仿真模型圖如圖13所示

圖13 柴油發(fā)電機組聯(lián)合仿真模型圖

3.4　核級柴油發(fā)電機健康診斷系統功能開(kāi)發(fā)

核電站健康診斷系統功能開(kāi)發(fā)應在常規電力系統故障錄波基礎上，增加柴油發(fā)電機組運行過(guò)程（包括健康狀態(tài)、故障狀態(tài)、維修狀態(tài)）三個(gè)階段系統開(kāi)發(fā)，其中健康狀態(tài)需要開(kāi)展高運行狀態(tài)和低運行狀態(tài)獨立開(kāi)發(fā)。核級柴油發(fā)電機健康診斷系統，將改變傳統的柴油發(fā)電機運行模式，將大幅提高應急柴油發(fā)電機的可靠性。

3.4.1　傳統無(wú)故障錄波器的運行模式

傳統模式在沒(méi)有狀態(tài)監測和故障診斷系統的情況下，如圖14所示，通過(guò)現場(chǎng)人員發(fā)現設備出現故障現象，設備損壞、無(wú)法啟動(dòng)等結果，進(jìn)行故障排查和維修，最終找出故障根本原因并消除，重新啟動(dòng)柴油發(fā)電機確認恢復健康運行狀態(tài)方式。該模式帶來(lái)的弊端主要有故障原因排查難、人員技能要求高、設備損壞幾率大、根本原因消除困難，易發(fā)生重大設備損壞和故障重發(fā)導致柴油發(fā)電機不可用時(shí)間加長(cháng)。

圖14 傳統無(wú)故障錄波器運行模式圖

圖15 增加健康診斷系統運行模式圖

3.4.2　增加專(zhuān)用故障錄波器后運行模式

如圖15所示，柴油發(fā)電機技術(shù)人員利用健康診斷系統的感知、分析、決策、預警功能，實(shí)現對設備異常針對性處理措施，保證了柴油發(fā)電機從低運行狀態(tài)重新回歸高運行健康狀態(tài)。該方式可以有效降低故障的概率，提高了柴油發(fā)電機的可靠性和降低了重大設備災難損害的風(fēng)險。

4　軟件功能模塊開(kāi)發(fā)中重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題

4.1　軟件開(kāi)發(fā)模塊總體設計目標

軟件設計人員應通過(guò)數據采集、分析決策、專(zhuān)家診斷、故障告警手段，針對核電特殊環(huán)境和功能要求，開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際要求的狀態(tài)監測及故障診斷系統。運維人員使用該系統實(shí)時(shí)監測、故障錄波、健康診斷分析功能，有效避免柴油發(fā)電機重大設備災難性損失、提高應急柴油發(fā)電機啟動(dòng)成功率、降低缺陷數量和經(jīng)濟成本，最終提高柴油發(fā)電機可靠性?；谏鲜瞿康?，軟件開(kāi)發(fā)模塊功能設計至少應包括熱力參數模塊、往復運動(dòng)模塊、振動(dòng)系統模塊、啟動(dòng)試驗模塊、帶卸載模塊、定期試驗模塊等6個(gè)基本模塊，每個(gè)模塊應保證設備和參數完整性。

4.2　柴油發(fā)電機組熱力監測功能模塊開(kāi)發(fā)

熱力參數監測模塊應覆蓋柴油發(fā)電機各個(gè)輔助系統，如圖16所示，這些參數一方面作為預警和控制系統的信號輸入，一方面作為運行狀態(tài)評估和診斷的依據。

圖16 應急柴油發(fā)電機系統整體構架圖

4.3　柴油發(fā)電機往復設備檢測模塊開(kāi)發(fā)

目前國外已拋棄傳統柴油發(fā)電機振動(dòng)時(shí)頻分析的歧路，如圖17所示，不再局限于把振動(dòng)分析作為唯一的測試手段，而是把壓力曲線(xiàn)、超聲波、高頻和低頻振動(dòng)波形通過(guò)帶通濾波、包絡(luò )處理后，再還原到時(shí)域上，放在一個(gè)做功周期內進(jìn)行比較判斷。為此，我們在往復設備模塊開(kāi)發(fā)中應充分參考國外最新技術(shù)。

圖17 柴油發(fā)電機測量數據圖

4.4　柴油發(fā)電機組振動(dòng)監測系模塊開(kāi)發(fā)

應急柴油發(fā)電機振動(dòng)監測系統主要包括傳感器、數據采集器和數據分析處理服務(wù)器。振動(dòng)傳感器將實(shí)時(shí)采集的振動(dòng)數據通過(guò)數據采集器直接傳輸到數據分析處理服務(wù)器中，如圖18所示。

圖18 應急柴油發(fā)電機振動(dòng)監測系統構成圖

應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測系統，通過(guò)在機組上安裝振動(dòng)傳感器、瞬時(shí)轉速傳感器以及鍵相傳感器等，監測柴油發(fā)電機運行狀態(tài)下的振動(dòng)情況、瞬時(shí)轉速變化情況，實(shí)現對柴油發(fā)電機的狀態(tài)監測和分析。它針對應急柴油發(fā)電機啟機過(guò)程和平穩運行過(guò)程，基于柴油發(fā)電機振動(dòng)、轉速等信號進(jìn)行時(shí)域分析、角域分析和頻譜分析等，提取發(fā)火沖擊特征、啟動(dòng)沖氣振動(dòng)特征、氣門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉沖擊特征等振動(dòng)類(lèi)特征參數，以及啟動(dòng)過(guò)程的單周期和耗時(shí)及升速速率、瞬時(shí)轉速波動(dòng)量等速度變化特征。

4.5　應急柴油發(fā)電機啟動(dòng)模塊研發(fā)

柴油發(fā)電機啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)多系統共同參與的過(guò)程，如何快速準確定位到啟動(dòng)超時(shí)的原因是一個(gè)龐大困難的工作，其分析排查復雜、故障特征難以辨別，尤其是基于現有有限的監測手段和特征，分析排查往往無(wú)從下手。因此，研發(fā)人員開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)啟動(dòng)模塊，應包絡(luò )柴油發(fā)電機整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中三個(gè)階段的所有柴油發(fā)電機測量數據，如圖19所示。

圖19 柴油發(fā)電機啟動(dòng)變化趨勢圖

第一階段：機組接到啟動(dòng)信號到曲軸開(kāi)始轉動(dòng)所用時(shí)間。該階段影響因素主要有電磁閥的響應時(shí)間、空氣在管路中的流動(dòng)時(shí)間、高壓空氣克服阻力矩的時(shí)間。

第二階段：曲軸轉速從零到發(fā)火轉速。該階段用時(shí)主要與高壓空氣做功狀態(tài)、柴油發(fā)電機和發(fā)電機的阻力矩大小以及各缸的發(fā)火狀態(tài)有關(guān)。

第三階段：曲軸轉速從發(fā)火轉速到額定轉速。該階段主要與各缸的燃燒做功狀態(tài)以及動(dòng)力的平衡性有關(guān)。

4.6　應急柴油發(fā)電機帶卸載功能模塊開(kāi)發(fā)

柴油發(fā)電機帶卸載過(guò)程中電儀系統控制邏輯和柴油發(fā)電機機械性能會(huì )發(fā)生各種變化，如圖20所示。該模塊開(kāi)發(fā)過(guò)程中在控制邏輯方面應側重于時(shí)序邏輯的數據記錄；在機械性能方面的開(kāi)發(fā)應側重于模擬量瞬時(shí)變化對工藝影響分析，同時(shí)兩個(gè)模塊間的數據應能夠在同一時(shí)標下進(jìn)行融合和交互。

圖20 柴油發(fā)電機事故帶卸載邏輯及機械性能診斷分析圖

4.7　應急柴油發(fā)電機定期試驗模塊的開(kāi)發(fā)

根據核安全法規要求，核電站應急柴油發(fā)電機應該每月和每年都要進(jìn)行定期試驗。定期試驗主要驗證柴油發(fā)電機可用性，過(guò)度頻繁的柴油發(fā)電機啟動(dòng)試驗沖擊嚴重影響柴油發(fā)電機可靠性。為此，應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障錄波系統應包絡(luò )狀態(tài)監測模型采集數據（圖21）要求。

圖21 應急柴油發(fā)電機狀態(tài)監測模型采集數據圖

5　總結

核電廠(chǎng)應急柴油發(fā)電機組狀態(tài)監測和故障診斷系統開(kāi)發(fā)涉及到機械、電氣、工藝、計算機、通訊等多個(gè)學(xué)科，關(guān)系到數據仿真、軟硬件研發(fā)、工程應用等多個(gè)領(lǐng)域，是一項復雜的系統工程。同時(shí)該系統應用能夠有效避免柴油發(fā)電機發(fā)生重大設備災難性損壞、柴油發(fā)電機啟動(dòng)失敗、故障處理時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題，對核安全意義重大。為此，中廣核將繼續深耕，爭取國產(chǎn)自主可控、成熟可靠的柴油發(fā)電機狀態(tài)監測和故障診斷系統早日市場(chǎng)應用，提高核電站應急柴油機的可靠性。

作者簡(jiǎn)介：

張天元（1973-），男，遼寧人，副總工程師，工學(xué)學(xué)士，現就職于遼寧紅沿河核電有限公司，主要從事核電站維修和設備管理工作。

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年8月刊