水轮发电机组故障诊断技术

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水轮发电机组的状态检测及故障诊断分析

水轮发电机组的状态检测及故障诊断分析

水轮发电机组的状态检测及故障诊断分析摘要:本文作者结合多年来的工作经验,对水轮发电机组的状态检测及故障诊断进行了分析,具有一定的参考意义。

关键词:水轮发电机组;状态监测;故障诊断中图分类号:tm312 文献标识码:a文章编号:引言根据全国水力资源复查成果,我国水力资源居世界首位。

水能理论蕴藏量6.94亿kw,年发电量6.08万亿kwh,技术可开发装机5.41亿kw,技术可开发电量2.47万亿kwh。

然而,目一前发达国家的水能资源平均开发度在60%以上,其中美国水能资源已开发约82%,而我国还不到30%。

按照《可再生能源中长期发展规划》,到2010年和2020年,水电装机容量将分别达到1.9亿kw和3.0亿kw,占水能技术可开发量的35.1%和55.4%。

目前我国经济正在快速稳定发展,需要强大的能源支持,在这样的背景下,水电开发的速度也是史无前例的,据统计,目前在建水电规模达到8000万kw,一批大中型水电站正在建设之中。

加快水电能源的开发不仅可以在防洪减灾、改善生态环境、增强供水安全和调整区域产业结构等方面带来巨大效益,还能减少化石能源对环境的污染,为电网提供充足的调峰和备用容量,提高电力系统的安全稳定性。

水电机组由于启动、停机非常迅速,可在几秒钟内增减大量负荷,具有运行灵活、快捷等优点是电力系统调节尖峰负荷、电网频率以及担负事故备用最理想的电源类型。

随着国民经济和科学技术的迅猛发展,水电机组的单机容量愈来愈大,结构也趋于复杂。

在电站水头变幅增大、运行工况复杂的情况下,水电机组的不稳定现象不断增多,水轮发电机组的状态检测及故障诊断成为人们研究的热点问题。

1. 设备状态监测及故障诊断的含义及故障的类型设备状态监测是指对设备状态进行监测,突出设备的状态:其状态可以是正常状态,也可以是不正常状态,甚至还包括各种故障状态,含义比较广泛。

工程领域的“故障”,是指设备运行功能的失常,一般是指功能可恢复的,而不是失效,更不是损坏。

水轮发电机组的状态监测和故障诊断

水轮发电机组的状态监测和故障诊断

水轮发电机组的状态监测和故障诊断余军【摘要】Water-turbine generator set is one of core equipment in hydropower station.The stability and safety of its running state are directly related to the safety of hydropower station.In the paper,the vibration mechanism,monitoring content and typical faults of water-turbine generator set are analyzed.On the basis,the state monitoring and fault diagnosis systems of water-turbine generator set are described.%水轮发电机组是水电厂的核心设备之一,其运行状态的稳定性与安全性直接关系到水电厂的安全。

本文在分析水轮发电组振动机理、监测内容及典型故障的基础上,对水轮发电组的状态监测和故障诊断系统进行了阐述。

【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P44-47,35)【关键词】水轮发电机组;状态监测;故障诊断;水电站【作者】余军【作者单位】信阳市南湾山库水电站,河南信阳 464031【正文语种】中文【中图分类】TV734.1Key words: water-turbine generator set; state monitoring; fault diagnosis; hydropower statio n1.1 振动机理推动或维持水轮发电机组振动的直接动力是水能。

引发水轮发电机组振动的因素有很多,其中最重要的因素有三类:水力因素、电磁因素及机械因素。

水轮发电机组状态监测与故障诊断方法

水轮发电机组状态监测与故障诊断方法
统 , 涉及 的 范 围很广 , 其 实施 的 过程 中也 要 按照 一 定 的程 序与 步 骤 进 行 。要 实现 高 效 的水轮 发 电机 组 状态 监 测与 故 障诊 断 离不 开 水 轮 发 电机 组变 电站综 合 自动化 系统 的建设 、水 轮 发 电机 组 的智 能 化 监测 系 统 的建 设 以及 具 体 的发 电机 组状 态监 测 与 故障 诊 断系 统 建设。
新 型 的水 能 发 电机 组 状 态 监 测 与 故 障 诊 断 系统 结合 了可 靠 的数 据信 息 存 储 方案 与 数据 的挖 掘 技 术 , 立 起 一个 实时 信 息 数 建
在 水 轮发 电机 组 运行 的实 际情 况 中 ,进 行 状态 监 测 是 非常 复 杂 的, 要进 行 的监 测 包括 其稳 定 性监 测 、 轮 发 电机 的空气 间隙 需 水
1 水 轮 发 电 机 组 状 态 监 测 与 故 障 诊 断 系 统 概 述
在 水 力发 电工 程 方面 ,水 轮 发 电机 组状 态监 测 与 故 障诊 断 广 泛 运 用 了很 多新 技 术与 新 型 的控制 系 统 ,这些 技 术和 系 统 的应 用 也 对 水 电站变 压 器 综合 监测 和 调试 技 术 、水轮 发 电机 组状 态 监 测 技术、 故障 诊 断技 术等 的发 展起 到 了重要 的作 用 。 水 轮 发 电机 组 状 态 监 测 与 故 障诊 断 是 一 个 水 电 站 的 综 合 系
较 差 ; 轮 发 电机 组 变 电站 自动化 系 统抗 干 扰 能 力 较 差 ; 轮 发 水 水
电机 组 变 电站设 备 需 要进 行 定 期 的 测试 和 维 修 ,设 备异 常 运 行 , 故 障难 以及 时发 现 等 具体 问题 还较 为 严 重 。

水轮发电机组智能故障诊断技术综述

水轮发电机组智能故障诊断技术综述
第3 6卷 第 1期
21 00年1 月
水 力 发 电
水 轮 发 电 机 组 智 能 故 障 诊 断 技 术 综 述
曹林 宁 ,花敏 辉 2 ,沈 祖 诒
(. 海 大 学水利 水 电工 程 学院 ,江 苏 1河 2 江 西柘 林水 电开发 有 限责 任公 司 . 江西 . 南京 2 09 ; 10 8 九江 30 1 ) 3 3 7
Ca nn n ,Hua Mi i,Sh n Zuy o Li i g。 n Hu e i
(. ol eo o s rai n do o e n ie r f h i nvri , a j g i gu 2 0 9 ; 1 C l g f n ev t na dHy rp w r gn e a U i s y N ni a s 1 0 8 e C o E o Ho e t nJn 2 J n x Z e n H d o o e e e p e t o, t.J j n i g i 3 3 7 . i g i h l y rp w r v L m n .Ld, i i gJ n x 3 0 ) a i D o C ua a 1
合 , 根 据 一 定 的 判 定 阀 值 来 识 别 故 障 有 两 种 基 本 方法 , 一 一种 是 先 建 立 征 兆 和 故 障 类 型 之 间 的 冈 果 关
系 矩 阵 ,再 建 立 故 障 与 征 兆 的 模 糊 关 系 方 程 : 另 一
的 诊 断 系统 本 文 针 对 智 能 诊 断 近 年 来 的 发 展 情 况 . 对 其 在 水 轮 发 电机 组 故 障诊 断 中 的 应 用 进 行 介 绍
Abs r t t ac :Th v o m e tan ha a trsis o x re e—b s n mo l as d i t]ie tdi no i e n l g d e de elp n d c r ce itc fe pe inc a ed a d de —b e ne lg n ag ss tch o o y an t p i ai n n h dr e e a i ni a e i r du e he a plc to s i y o g n r tng u t r nto c d.Ate h o p rs n o wo dig si e h qu s he mo l i rt e c m a io ft a no tc t c ni e ,t de—ba e sd d a n tc me h d ha o e a v ntg nd i he d v l p e td r t n o d o l crcg ne ai g un t. i g osi t o sm r d a a e a s t e e o m n ieci fhy r e e ti e r tn is o K e or s ntli e c a td a n ss x re c —ba e i g o i;mo l b e a no i;hy r e rtng u t yW d :i e lg n e ful i g o i;e pe in e — s d d a n ss de— as d dig ss — d o g ne ai ni

水轮发电机组故障诊断与处理

水轮发电机组故障诊断与处理

水轮发电机组故障诊断与处理摘要:从水轮机运行状况来看,其故障诊断以及维修与使用方法及技术现状有关,只有从现状中分析存在的问题,才能够有针对性地进行诊断。

经过近十年的水电站增效扩容改造,一些水电站已经达到了“无人值守”的自动化水平,但是设备的维护维修仍然要以计划维护检修、以人的主观判断为主。

对于水轮机的故障而言,现代水电站应结合自动化水平的提升,依靠现代自动化检测与判断技术,坚持预防为主的原则,实施状态检测与判断,及时发现和处理水轮机故障,保障机组的正常和高效运行,此外,要做到有效地防止故障,需要同行们共同努力,不断研究、总结、推广水轮机故障诊断与处理的经验。

关键词:水轮发电机组;故障诊断;处理引言当水轮发电机组振动、摆度、压力脉动或噪音超过了相关标准的允许值时,其仍然能够安全稳定长时间运行,当水轮发电机组在空载及低部分负荷运行时,出现振动摆度小于相关标准的允许值时,转轮出现了裂纹影响机组稳定运行。

这些现象说明目前对水轮发电机组的故障处理措施有待进一步完善。

因此,要及时开展水轮发电机组故障诊断与维修,以确保电站设备及用户设备的安全。

1水轮发电机组稳定运行的重要性水轮发电机组稳定运行是指机组必须能够并网发电,首先,需是在稳态工况下运行,不是在暂态工况下运行;其次,不能出现影响机组上网发电或导致机组无法在稳态工况运行的情况,如转速波动太大不能稳定或机组出力严重波动。

目前对机组固有的外特征振动、摆度、压力脉动和噪声进行的实时测量和监控虽然能够反映机组稳定运行的情况,但是无法直接反映机组关键部件的结构失效问题。

因此,水轮发电机组稳定运行还应包括结构完整性和可靠性,也就是说机组关键部件不能出现结构失效影响机组运行安全性和可靠性,如常规混流式机组在保证期内或大修周期内转轮出现裂纹、机械损伤等情况。

水轮发电机组的稳定运行主要从以下3个方面来进行评估:一是机组必须能在稳态工况运;二是满足根据机组特性定义的振动、摆度、压力脉动和噪音评价指标;三是机组关键部件不能出现结构失效影响机组运行安全性和可靠性。

水轮机故障的诊断和维修分析

水轮机故障的诊断和维修分析

水轮机故障的诊断和维修分析当前水力发电的需求量在不断增加,水力发电的规模也越来越大。

但是从水力发电的实际情况来看,水轮机还存在一定的故障问题。

本文主要从水轮机故障诊断和维修的意义及目的出发,分析了当前水电站故障的实况及状态,并提出了几点故障诊断和维修的方法。

标签:水轮机;故障;诊断和维修在现阶段,水力发电站基本上已经实现了无人化,但设备的维修和保养还需要进行定期的维护。

故障维修和保养中一般依靠检修人员的技术和经验,但是随着维修人员数量的减少,故障维修和诊断还存在一定的问题,由于信息技术的广泛性,在水电站设备中也逐渐应用信息技术来进行日常的诊断和维修。

1水轮机故障诊断和维修的意义和目的通常情况下,设备故障的诊断和维修分为三个阶段,分别是预知维修、预防维修和事后维修,预知维修需要根据诊断数据来进行故障的预测,预防维修是对设备进行日常的检查,及时发现设备中存在的问题。

从广义上来说,水轮机的诊断和维修还需要包括故障的预防、以及故障发生的原因和采取的相应措施。

水轮机故障診断和维修的目的主要体现在以下几个方面:一是做好故障的诊断和维修可以确保运行的质量,防止事故的发生,提升设备的安全可靠性。

二是提升经济性,做好故障的诊断和维修,可以提升设备的防范能力,使事故防患于未然,设备在运行过程中一旦发生安全事故,可以因及早诊断,从而缩短设备的停机时间,使设备尽快投入到运行状态。

同时,及早诊断可以减少多余的修理,最大程度的降低维修费用。

由于水力发电基本上已经实现了无人化,设备维修人员也在不断减少,水轮机的诊断和故障分析可以将维修人员的技术集中起来,进一步提升了维修技术水平。

2水电站故障的实况及状态量根据不完全统计,水轮机发生故障的部位通常情况下都是在排水装置、水轮机本体、压油装置,这些部位发生故障的机率是非常高的,基本上每两年多就可能发生一次。

此外,从这些部分发生故障的情况来看,给排水装置中的管道阀门、水轮机的导叶、压油装置中的供油设备等零部件发生故障的频率较高。

水轮发电机组的状态监测和故障诊断

水轮发电机组的状态监测和故障诊断
余 军
( 信 阳市南 湾 山库水 电站 ,河 南 信 阳
【 摘
4 6 4 0 3 1 )
要】 水 轮发 电机 组是 水电厂的核心设 备之 一,其 运行状 态 的稳定 性 与安 全性直 接关 系到水 电厂 的安全。
本文在分析水轮发 电组振动机理 、监测 内容及典型故 障 的基 础上,对水轮发 电组 的状态监 测和故 障诊 断 系统进
行 了 阐述 。
【 关键词 】 水轮发电机组 ;状态监测;故障诊 断;水 电站
中图分 类号 :T V 7 3 4 . 1
文献标 识码 :B
文章编 号 :1 6 7 3 - 8 2 4 1( 2 0 1 5 )0 7 - 0 i t o r i n g a n d f a u l t d i a g n o s i s o f wa t e r - t u r b i n e g e n e r a t o r s e t
除此之外 ,其他影响 因素还有尾水管 涡带 、转轮 进 口处压力波动以及 汽蚀 。
1 . 2 振 动 监 测 内容
振动监测 内容 包 括机 壳 振动 监测 、大 轴状 态 监
测 、轴心 轨迹监 测 以及 水 轮发 电机 组 振动 测点 选 择 与布置 。
a . 设计 的转 轮结 构 不 当。若 转 轮与 迷宫 的参 数 不合理 ,则会 由于水力而产生振动 。同时 ,由于转轮 与迷宫之 间止漏环径间 隙的存在 ,也会 引发 振动 ,且
第7 期( 总第1 2 4 期)
2 0 1 5 年7 月
中 国水 能 及 电 气化
C h i n a Wa t e r P o we r &E l e c t r i i f c a t i o n

水轮发电机组智能故障诊断技术综述

水轮发电机组智能故障诊断技术综述

2019.31科学技术创新水轮发电机组智能故障诊断技术综述孟繁欣1宋明钰1王树新1寇鸣礼1王振羽1索春英2,3(1、丰满大坝重建工程建设局,贵州贞丰5622002、哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司,黑龙江哈尔滨1500003、哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150000)近几年,随着社会发展水平的提高,人们对水轮发电机组智能故障诊断的重视度也在逐渐提升。

因此,必须要加大对先进计算机智能理论技术、信号处理技术等的重视,对水轮发电机组进行智能化诊断,并针对诊断结果制定科学的检修措施,以保证水轮发电机组运行的稳定性。

1国内外故障诊断技术应用现状分析1.1国外故障诊断技术发展现状及应用虽然现在我国水轮发电机组故障诊断研究水平较高,但不是相较于其他国家而言仍旧存在很大的差距,国外很多国家水轮发电机故障诊断和研究理论都优于我国,水轮发电机监测设备的性能都已经达到了一定的高度,传感器产品的实用性能非常高。

最早对发电机组故障进行诊断和检测进行研究的国家是美国,早在二十世纪七十年代美国就已经开始对水轮发电机的故障进行在线诊断,于二十世纪八十年代开始建立小型电机诊断系统,次年开始进行电站人工智能系统研究,并建立大型的水轮发电机在线检测系统,成立故障运行中新,对多家电厂的水轮发电机运行数据进行科学的分析和诊断。

第一个研究计算机数据采集系统的公司是瑞士的ABB 公司;在二十世纪九十年代丹麦的B&K 公司推出了新的故障诊断和状态检测系统,能够有效的对机械的故障进行科学的诊断,并且还能对机械设备的异常状况仅仅记录和检测,对机械出现故障的位置进行隔离处理,并对故障的程度、部位进行科学的监督,保障机械设备运行的稳定性和安全性。

能够对机械设备的运行状态进行检测,并由多个商业热电站使用的国家为日本,后期又对机械状态将检测系统进行改进,通过模糊逻辑分析的方式对机械的振动进行诊断。

1.2国内诊断技术的发展现状及应用现在我国的故障诊断技术仍旧处于发展阶段,在进行诊断技术研究时,更倾向于吸收和效仿其它国家的技术,我国在对智能故障诊断相关设备进行研究时,主要的研究单位一般为研究所、电厂和高校等,我国与外国的智能故障诊断技术仍旧存在很大的差距。

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摘 要: 文章主要 从水 电站的 实际情 况出发 , 对水 电站机 电设备状 态监测 和故障诊 断的意义 、 定义和特点进行 了 描 述 , 对现 有 的设 备 故 障诊 断 技 术 的研 究 及 应 用现 状 进 行 了 分析 , 并 同时 指 出 了未 来水 电机 组 故 障诊 断技 术 中应 研 究
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
各测 量值及其 运算处理 结果所提 供的信息 ,采用所 掌握 的关 于设 备的知识 和经验 , 进行推理判 断 , 从而提 对设 备的维修
力脉动 , 尾水管 内的漩 涡流引起 的压力脉动等等 。电磁方面 :
第 3 8卷 第 7 期 ・ 术 学
Vo 1 8 . No 7 3




2 011年 7 月
Jul 20 11 y.
HUNAN AGRI CUL TURAL ACHI MNERY
水轮 发 电机 组 故 障诊 断 技 术
杨 永 刚 , 文威 潘
( 西平班 水 电开 发有 限公 司 , 西 南 宁 广 广 5 30 ) 3 4 2
s o l e t e f c s o e e r h d rc i n h ud b h o u fr s a c ie t . o
Ke ywo d :h r-g n r tng n t r s yd o e e a i u i ;co diin mont rn ̄ f u td a no i n to io i a l i g ss
Ab t a t T i p p r man y fo h d o o r a t a i ain o h h d o o e tt n me h n c l a d ee t c l sr c h s a e i l r m y r p we cu l s u t f t e y r p w r sa i c a i a n lcr a t o o i e u p n o d t n mo i rn n a l d a n ss o,d f i o n h rc e it s d s r e ,a d t e e i i g f u t d— q i me tc n i o n ti g a d fu t i g o i f e i t n a d c a a t r i e c i d n h xs n a l i i o ni sc b t
确定性 , 能是机 械 、 可 电磁 、 力 三 种 因素 中 的 一 种 引起 的 单 水

振动 , 可能是几种 因素共 同作用 的藕合振动 , 也 机械 、 电磁 、
水力三者是相互影响 的. 动机理 比较复杂 , 振 直观判 断和简单 的测试手段很难找到主导性故障原因。 ( 水轮发电机组故障具有不规则性 。由于每个 水电站的 3 ) 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 。 就使得不 同电站 , 这 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。
a n ss e n l g r s a c a d pp iai n r a ayz d n tng h t uur hy r e e t c e rtng a l d a no i g o i tch o o y e e r h n a lc to a e n l e , o i t a f t e d o l cr g ne ai f u t i g ss i
1 水轮 发 电机 组故 障的定 义 和特点
水 轮 发 电机 组 故 障诊 断 是 指 专 家 根 据 状 态 监 测所 得 到 的
有: 转动部件不平 衡 、 弯曲 、 以及 部件脱落 , 机组对 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
YANG n gan , PAN W e we Yo g- g. n- i
fu nx Pno rH do o e ee p e tC. Ld, ann , unx 5 3 0 ,hn) G a gi i a y r w rD vl m n o t N n i G ag i 3 4 2 C ia f t p o , . g
务 .水 轮 发 电机 组 振 动故 障具 有 如 下 特 点 : , f ) 轮 发 电 机组 故 障 具 有 渐 变 性 。 轮 发 电机 组 与 其 他 水 1 水
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不对称等等 。引起 振动的因素具有不
的重点方向。
关 键 词 : 轮 发 电机 组 ; 态监 测 ; 障诊 断 水 状 故
中 图 分类 号 :M 0 T 37 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 7 8 2 (0 10 — 13 0 10 — 3 0 2 1 )7 0 0 — 2
F utda n s fh d o g n r t g u i a l ig oi o y r - e e ai nt s n
处理 建议。 即通过状态监测来收集特 征量 , 用故障诊断来分析
判断特征 量。 依据分析结果 , 进行纵 向( 和历史数据) 和横向( 和 同类设备) 比较 , 制定 维修方 案 , 实施状态维护 。 水轮发 电机组最 常见 、 最主要的故障就是振动故障 , 据华 中电 网 5 O台 45 .MW 以上 水 轮发 电机组 六 年运 行资 料 的统 计. 大约有 8 %的故 障或 事故都在 振动信息 上有所反映 。认 0 识并 把握 机组 振动故 障的特 点是故 障诊 断研究 T作 盼 首要任
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