试论水轮发电机组振动监测与故障诊断系统设计与应用.pdf

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1、2015年12月建材与装饰电力建设试论水轮发电机组振动监测与故障诊断系统设计与应用陈毅锋（福建棉花滩水电开发有限公司）摘要：大型水轮发电机在电网中的作用越来越大，检修工作也越来越重要。在发电机组检修的过程中必须根据实际故障状况制定对策，针对发电机组的常见振动故障，必须建立科学的故障监测和诊断系统。本文结合水轮发电机组的振动原因，提出了振动监测和故障诊断系统的设计方法。关键词：水轮发电机组；振动监测；故障诊断；系统设计中图分类号：TV738文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）52-0225-02在电力产业不断发展的过程中，水力资源不断开发的同时，1.2.2

2、尾水管接近转频的脉动大中型水轮发电机组的应用越来越广泛，其在电力系统中所占尾水管中的一部分脉动压力，包括一部分中频和高频压力。的比例也越来越大。大中型水轮发电机组的调峰、调频、调相等其中中频压力脉动频率与发电机组的转动频率接近，容易导致作用在电网安全运行中发挥着重要的作用。因此水轮发电机组机组振动，也可能会带动压力管道的振动。接近转频的压力脉动的故障诊断问题也受到广泛的重视，一旦机组故障停机，将带来普遍存在于水叶的任何开度下，在转速一定的情况下，频率也会较大的经济损失并影响电网的安全运行，故障的监测、诊断和消基本固定。在低频涡带出现的范围内，在低频的影响下，接近转除对安全

3、运行具有重要的作用。保证水电机组的正常稳定，需要频的脉动将出现不动程度的波动。监测运行状态，发现故障预兆，做好事前维修工作，防患于未然，1.2.3机组的电磁振动本文针对水轮发电机组的振动故障展开了探讨。在水轮发电机组的电磁振动中，可以将其分为转频振动和极1水轮发电机组的振动机理和振动原因频振动。其中转频振动的频率是转频的整数倍，主要原因是机械部分存在缺陷，例如发电机组的转子不规则，这种振动故障在安1.1水轮发电机组的振动机理装过程中已经存在。极频振动主要是由两种不同的磁场相互作在电力系统中，水轮发电机组的振动动力来自水轮机本身，用而形成的，例如定子内腔和转子外圆之间的空隙

4、不均匀，在运水的能量成为导致机组这振动的重要原因，水的能量可以激发行过程在红钉子和转子间形成不均匀的磁拉力，成为水轮发电振动，也可以维持振动。机组振动的主要原因。产生极频振动的原因有定子不圆、负序电结合实际振动问题的发生状况，有些振动取决于水轮机本身的水力性能，也有少部分故障来源于偶然因素[1]。水轮机将机械流引起反转磁势、分瓣定子合缝间隙大等。能转换为电能的同时，可能由于设计、安装、运行工况等方面的2振动监测和故障诊断系统设计因素导致发电机内部出现电磁振动。水电机组的单机容量不断增大，机组的维护和检修工作不断从水轮发电机组的结构上分析，它主要包括转动部分、固定加重，机组

5、系统的故障将影响机组的正常运行，关系到整个电力部分和支持部分，如果其中任何一个部分存在机械故障都可能系统的安全和稳定，因此必须对水轮发电机组的状态参量进行导致机组振动，这些振动直接与设计和安装等因素有关。通常情持续就监测，技术判断机组的运行状态，对机组故障做出分析和况下，机组的振动部件主要有上机架、下机架、顶盖和转动部分，诊断，为故障消除提供可靠的依据。有时也会涉及到定子铁芯。2.1系统结构设计水轮发电机组运行的过程中，受力和旋转等因素导致的设备在振动监测系统中，将其分为重要的机械测量、数据采集、监振动是难免的，通常用振动参量反映出水轮发电机组的运行状测分析和传输系统几个

6、部分。从功能上分析，可以将其分为数据态，必须考虑到异常振动对设备带来的危害，因此对水电机组振采集、状态监测和故障诊断三个层次。动原因的分析十分重要。在状态监测部分中，需要结合前端数据的基础，及时判断出1.2水轮发电机组的振动原因机组的运行状态，为中央单位提供机组的运行报告。具体而言，1.2.1尾水管内低频涡带状态监测需要实现简单的分析工作、快速傅里叶分析、启停状态针对混流式和轴流定浆式水轮机而言，低频涡带是导致振动和正常运行状态的分析、现实不同监视图像、状态报告打印等。的主要原因。产生涡带的主要原因是水轮机的转轮位置存在一分析诊断部分需要将所有的状态信息进行整合，将涉及到

7、的信定的水流分速度。针对混流式水轮机而言，在运行的过程中转轮号分析和函数分析等综合起来，针对故障发生的原因、部位等给出相应的检修策略，为机组的故障管理提供指导[2]。出口位置会产生强制漩涡，漩涡内部的压力较小，强制漩涡容易出现空腔汽蚀现象，中心部分的空腔会出现偏心运动，产生的压状态监测系统包括上位机和下位机，其中上位机主要包含中力也会不断变化，进而引发振动。央信息处理器、隔离装置、WEB服务器和工程师站等，下位机系·225·电力建设建材与装饰2015年12月统主要包含多种不同的屏柜。在该系统在红，可以增加相应的数据镜像服务器，