水电机组故障诊断技术的应用现状与技术发展

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1、水电机组故障诊断技术的应用现状与技术发展摘要：随着技术的进步和经验的进一步积累，未来的状态监测务必向智能化、自动化与实用化方向发展，真正做到状态发展的预知性、问题发现的及时性以及故障解决的有效性，能够容易操作和掌握，山少数专家分析的技术方法转变为大多数人熟练使用的工具。本文探讨了水电机组故障诊断技术的应用现状与技术发展。关键词：水电机组；故障诊断；技术；应用现状；技术发展中图分类号：U226.8+1文献标识码：A文章编号：水电机组是水电厂的关键设备，运行状态的好坏直接影响水电厂的安全运行。随着水轮发电机组单机容量的不断增大，对机组的检修、维护、运行、管理提出了更高的要求，实施水轮发电

2、机组运行状况的状态监测，对机组故障进行及时预测预报、分析原因，对于大中型水轮发电机组的安全运行具有重要的意义水电机组属于低速旋转机械，故障的发展一般是渐变过程，突发的恶性事故比较少，故障的发展有一个从量变到质变的渐变过程，使得利用状态监测、故障诊断和趋势分析技术来捕捉事故征兆、早期预警和防范故障成为可能。因此，为了最终实现状态检修机制，指导机组安全经济运行，故障诊断方法的研究和应用具有重耍的现实意义和工程应用前景。一、水电机组故障的定义和特点水电机组最常见、最主要的故障就是振动故障，据西北国网50台4.5MW以上水轮发电机组六年运行资料的统计.人约有80%的故障或事故都在振动信息上有

3、所反映。认识并把握机组振动故障的特点是故障诊断研究工作盼首要任务，水轮发电机组振动故障具冇如下特点：1、水电机组故障具有复杂多样性水电机组是一个涉及机械、电磁和水力的复杂系统。机组在运行时，除了机械因素外，还有电磁和水力因索的影响。机械方面的原因有：转动部件不平衡、弯曲、以及部件脱落，机组対中不良、法兰连接不紧或固定件松动，固定部件与转动部件的碰磨，导轴承间隙过大、推力轴承调整不良等等。水力原因：卡门涡引起的中高频压力脉动，叶片进口水流冲角过大引起的中高频压力脉动，尾水管内的漩涡流引起的压力脉动等等。电磁方面：发电机定转子间隙不均匀，转子及磁极线圈匝间短路，转子主极磁场对定子几何中心

4、不对称等等。引起振动的因素具有不确定性，可能是机械、电磁、水力三种因素屮的一种引起的单一振动，也可能是几种因素共同作用的藕合振动，机械、电磁、水力三者是相互影响的.振动机理比较复杂，直观判断和简单的测试手段很难找到主导性故障原因。2、水电机组故障具有渐变性水电机组与其他旋转机械相比转速明显较低，一般在100〜200r/min之间，因此水轮发电机组振动故障发展一般属于渐变性或耗损性故障。具有磨损和疲劳特征，突发恶性事故较少，如水力机组部件因空化或泥沙磨损等原因导致的振动，即有一个从量变到质变的过程。这使得利用状态监测和趋势分析技术，捕捉事故征兆.早期报警，防范故障变得相对容易和准确。3

5、、水电机组故障具有不规则性由于每个水电站的设计、施工受地理位置、地质状况和经济技术等多方面的影响，每个水电站都是专门设计的。因此水电机组运行时还会受到电网、水文、气候和现场安装等诸多因素的影响，有些影响是不可预知的。这就使得不同电站，甚至同一电站的不同机组的故障情况很不一样，特殊案例比比皆是。水轮机组故障的不规则性，是对通用型故障诊断系统研究的一个巨大的挑战。二、水轮发电机组故障诊断技术研究现状近年来，随着技术引进、消化和吸收，我国水电机组状态状态监测、分析与故障诊断方面取得了一系列卓有成效的研究成果。但山于水电机组单机装机容量的不断增大，水电设备结构、运行状态及故障机理的现实复杂性

6、，故障特征及现场诊断方法的研究还有待进一步地深入。水轮发电机组是旋转机械的一种，它与一般旋转机械冇许多共性，冇关旋转机械故障诊断的技术与经验许多都可以借鉴。但水轮发电机组也有自己的固有特性，目前水轮发电机组故障诊断技术还存在以下几个问题：1、由于水轮发电机组的结构复杂、影响因素众多，对深层故障机理的研究还很缺乏。为了提高故障诊断的准确率，有必要对深层故障机理进行广泛的研究。2、现有的人部分水轮发电机组故障诊断系统主耍利用振动信号频率成分结构与频率幅值两个重要信息进行综合自动诊断。由于水轮发电机组故障具有复杂性、随机性、耦合性及频谱结构存在相似性等特点，仅仅依赖振动信号频谱信息进行诊断

7、，诊断类型不明确，常常出现误诊的现象,其至会造成重大的损失。有必耍结合故障机理分析，提取其他故障征兆特征，建立基于知识的诊断系统，这是改善故障诊断性能的有效途径。3、当前开发的水轮发电机组故障诊断专家系统起不到真正意义上的故障诊断作用，由于各台水电机组在制造、安装和运行方式的不同，决定了每台机组的健康评定标准也不尽相同，目前国内的故障诊断专家系统过分依赖各种“规程规范”,不能有效地将积累的大量现场用户检修数据和实际检修经验融入诊断系统，专家系统的知识库和推