2023大型水轮机组设备诊断中心主要功能.docx

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1、大型水轮机组设备诊断中心主要功能20231数据整合设计31.1水电厂数据采集31.2量测数据标准化513数据实时清洗514数据清洗方案综述62.业务功能详细设计71. 1设备全景信息展示与查询72. 2远程状态监视163. 3设备数据分析194. 4运行趋势分析235. 5智能巡检276. 6设备故障（隐患）智能预警281.数据整合设计1.1水电厂数据采集水电厂数据采集由KDM平台系统完成，主要完成数据的采集、缓存、清洗、存储和同步功能。下表为KDM平台在本次水电厂侧采集的数据范围，但不仅限于此。由于电厂后期发展需求，在KDM平台中己预留相应通道接口，便于后续相关系统数据的接入：设备名称在线数

2、据离线数据全厂各设备实时运行数据计算机监控系统数据水轮机振摆监测红外测温、预试定检、巡维数据、技术参数、缺陷及处理数据等轴向位移监测压力脉动监测机组温度与液位监测发电机磁通密度监测轴电压局部放电监测发电机空气间隙监测定子铁芯和定子绕组端部振动监测电量监测机组温度与液位在线监测调速器系统导叶开启腔及关闭腔压力预试定检、巡维数据、技术参数、缺陷及处理数据等电液转换器出口油压调速器控制参数在线监测励磁系统交、直流灭磁开关分闸电流及动作次数红外测温、预试定检、巡维数据、技术参数、缺陷及处理数据等转子、定子电流、电压油浸式变压器油中溶解气体组份监测振动、噪音、红外测油中微水监测局放监测温度监测（油温、铁

3、芯和绕组温度）铁芯接地电流监测直流偏磁监测油位监测电量监测（高低压侧电压、电流、功率等）套管电容及介损监测油泵或风机电量监测冷却器流量监测GIS（金属全封闭组合电器）分（合）闸线圈电流、电压红外测温、预试定检、巡维数据、技术参数、缺陷及处理数据等断路器操作压力检测断路耕操作次数断路器分合位置分（合）闸行程储能电机启动次数隔离开关和接地开关位置G1S气室温度、压力气室微水局部放电监测电量监测机组出口开关分（合）闸线圈电流、电压DRM动态电阻测量、红外测温、预试定检、巡维数据、技术参数、缺陷及处理数据等断路器操作压力监测断路器操作次数断路器分合位置断路器母线温度监测厂用电系统厂用变绕组温度、铁芯温

4、度振动、噪音、红外测厂用电开关操作次数电动机温度电量1.2量测数据标准化系统提供数据动态采集转换功能，内置多种动态采集转换算子，如数据格式转换、数据重命名、数值单位转换、离散数据语义转换，能够将量测数据与数据1.3数据实时清洗数据清洗，顾名思义就是把数据中的无价值字段进行清洗，指发现并纠正数据文件中可识别的错误。大型生产运营中心的数据从多个业务系统中抽取而来,而且包含历史数据，这样就避免不了有的数据是错误数据、有的数据相互之间有冲突，这些错误的或有冲突的数据显然是我们不想要的，称为“脏数据”。要按照一定的规则把“脏数据”“洗掉”，这就是数据清洗。在实际生产过程中，常见的脏数据可归纳为如下几类：

5、不完整的数据主要指数据中缺少必要的应该有的信息，如设备信息表中设备的名字、所属公司等信息缺失，导致数据失去使用的基本条件，这样的数据必须要通过清洗补充完整。错误或异常数据主要指数据中包含错误的信息，比如数值数据输成全角数字字符、字符串数据后面有一个回车操作、口期格式不正确、口期越界等或者存在着部分偏离期望值的孤立点。不一致的数据从多数据源集成的数据可能存在标签的不一致性，数据值的不一致性，即数据之间存在冲突。重复的数据两条记录在某些属性上的值相等或足够相似，则认为这两条记录互为近似重复记录。我们把同一实体对象对应的多条记录称之为近似重复记录数据清洗过程处理的就是近似重复记录。总之，数据清洗主要

6、是将缺失的数据补充完整,将错误的数据纠正或者删除,对多余重复的数据进行筛选并处理。1.4数据清洗方案综述考虑水电的数据的特点，首先收集种类繁多、数据生成及变化的速度高，另一方面数据采集过程中干扰源多，不良数据的表现形式多种多样，给数据清洗方法的选择带来了较大的困难。数据实时清洗需要考虑清洗的工作效率，必须满足生产管理的要求，清洗过程中需要实时进行大量的分析计算工作，通常的处理架构难以满足要求。因此，从清洗方案上，总体上基于SPARK来实现架构，清洗系统的核心是Spark集群后台，负责将分布式数据清洗任务提交到Spark集群运行；数据清洗任务定义接口，传递给分布式数据清洗系统的任务单元需要实现该

7、接口，由分布式数据清洗系统管理任务单元；在应用层面上，提供了一套WEB管理界面，进行分布式数据清洗算子与流水线配置设计,其中的流水线则由一系列数据清洗算子组成，定义真正执行的清洗。对于每类清洗操作，都提供了丰富的清洗实现算子，通过串联这些清洗算子的方式，实现分布式数据清洗。整个过程只需要编写配置分布式数据清洗流水线的定义文件，直观、便捷高效。系统提供多种数据清洗方法和策略，清洗工具为Avartar采集平台ET1S2.O0能够达到不完整数据补全率99.99%,错误数据识别率99.99%,重复数据去重率99.99%O2.业务功能详细设计2.1 设备全景信息展示与查询系统支持对设备各方面信息的全景展

8、示，可以展示、查询具体设备的全景信息。系统支持通过自定义时间段，对设备的离线数据、在线监测数据、巡点检数据的变化趋势进行查询。系统支持对设备在线监测测点的安装信息、安装情况、关联的报警策略、报警值的便捷查询。系统支持对混流式机组、灯泡贯流式、轴流转浆式机组不同展示模型的三维立体展示，可以显示温度、振动、摆度、电流、电压、压力、负荷等实时数据。依托现代设备管理理念，将与设备全过程管理有关的生产经营活动上下贯穿。将设备信息，水轮机组运行及检修数据，设备状态监视与分析、设备运行特征挖掘、设备健康评估及运行决策、设备故障智能预警等要素有机地结合在一起，实现日常生产活动、检修活动等的设备全过程管理。信息

9、种类状态历史记录维修记录.变装历史记录物理设备配置业务领域以机组、系统、设备中/设计需求生命周期运云雎护组织结构可研发计招标设i技施次Ih产乩说明查询搜索服务与全景图展示水轮机小修-20150707-15建立并管理大数据分类体系、元数据与大数据存储大数据资源的全景展示水轮机小修2016010412水轮机小修-20160712-18水轮机大修2017020221设备履历水轮机小修-20150707-152015水轮机组状态检测报告20140523水轮机大修-20170202-2120162017水轮机小修-20160104-12水轮机故障诊断报告201604022水轮机档案以图表方式体现全基图浏

10、览以动画方式，以熟点形式支持动态配置信息的展示以及数据的展示测点数据相关的频诏图，以静态图形方式体现全生命周期履历图，要基本实现测点、数据s三三三s0201M1-26IZOOcOOi201M1-3011SS912100IGOftOOew600.0E2unB皿JI美IfT*20.2m127(01Z7M1/28OftOO17SSoO12SWOO1/29OOjOO9tmr*UMM(W*BMMJiNZANZANA%N/jN/Am20.0mw20.0wv.r20.1v20.1aI/001/291IOOOOf1ON/AmwNAmVtIOOCeoOiMMOiN/AvN/AaW1X9tttMttI*A%600

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