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《华中科技大学》 2005年
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水电机组状态检修中若干关键技术研究

陈喜阳  
【摘要】:状态检修能最大限度地延长检修间隔,降低水电厂的运行成本,保证安全生产,为国民经济的持续发展保驾护航,水电厂的检修体制逐步由计划检修向状态检修过渡。然而由于水电机组是一个涉及到水力、电气和机械的复杂系统,人们对其故障机理、诊断策略、监测诊断系统数据通道、机组寿命评估体系、检修决策支持系统等的研究力度不足。水电机组状态检修围绕降低机组设备维护成本,提高设备利用率和检修的预见性,它不仅涉及到电力设备各个专业、多学科的技术问题,还涉及到一系列的管理科学上的问题。目前我国还没实现完全意义上的状态检修系统,因此对状态检修的若干关键技术的研究还是有着十分重大的现实意义。结合课题组多年来关于水电机组性能试验和在线监测故障诊断的课题,对水电机组故障机理、诊断方法、监测诊断系统数据通道、信号提取识别及预测展开研究,为最终实现水电厂状态检修提供一定的技术支撑。 故障机理的研究是开展故障诊断的基础,水电机组故障机理的研究力度不足以让人们辨识故障类型,开展状态检修。通过理论分析、数值模拟和真机测试相结合的方法,对天荒坪电站异常抬机、三峡左岸电站6 号机组小开度异常振动、水轮机转轮裂纹机理展开研究。研究表明:天荒坪电站抬机现象的主要原因是密封环泄漏量的变化导致轴向力发生变化,而引起泄漏量变化的可能原因是密封部位的堵塞或者损坏; “负流量”不可能是三峡小开度异常振动的原因,分析了“水体共振”是一种可能的原因; 作用在叶片上的静应力和动应力达到叶片材料的疲劳极限,并累计损伤造成的微裂纹和裂纹的扩展,是造成叶片振动疲劳断裂的原因之一,其中动应力值较大是引起转轮叶片产生疲劳裂纹的主要原因。 故障诊断方法关系到状态检修系统中对机组当前性能的合理评价,当前诊断方法不是很完善,传统方法或多或少在某些方面存在一些局限性。尝试引入CBR (Case Based Reasoning)诊断方法到水电机组故障诊断领域,降低了知识获取的难度; 对水电机组轴系模型进行一定改进,将轴系仿真结果作为故障诊断知识库,可缓解知识库瓶颈问题,通过对油膜力数据库插值获取油膜力,降低时间复杂度; 给出一种基于多方法诊断联盟的诊断策略,提高诊断精度。
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