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瓦屋山电站机组状态监测及故障诊断技术的应用研究

葛凯  
【摘要】:自20世纪60年代以来,现代大型工业设备的自动化程度不断提高,虽然大幅提高了生产效率,但同时也增加了设备的保养维修费用,一旦设备发生故障,由此造成的损失也是比较严重的,因此,世界上许多国家开始重视和研究设备的状态监测及故障诊断技术,伴随计算机技术、传感技术、信号处理技术等科学技术不断地发展,工业自动化水平不断提高,设备的监测与故障诊断技术逐渐在工业现代化管理中扮演着越来越重要的角色。进入到21世纪,我国水利水电工程进入快速发展时期,水电站单机容量不断增大,而水电站机组的运行稳定性好坏直接关乎电站安全和电网的供电质量,为减少机组突发性事故和延长机组的使用寿命,就得对水电站机组这一关键设备实施在线状态监测,同时利用故障诊断技术对水电站机组的故障进行预测判断和决策处理。本文分析和总结了国内外水电站机组状态监测及故障诊断的研究概况,阐述了水电站机组状态监测的基本原理和故障诊断方法,结合瓦屋山电站NC2000计算机监控系统在机组状态监测及故障诊断中的实际应用效果,针对该系统在瓦屋山电站机组振动故障诊断功能应用的缺陷,经比选采用了灰色系统理论故障诊断法,为该电站提出了一种故障诊断方案。同时利用1#机组稳定性试验数据作为故障样本提取参数,选取1#机组的尾水管进口压力脉动值、上导摆度、上机架振动值、下机架振动值、蜗壳进口压力以及顶盖下压力脉动值为系统因素进行分析计算,经诊断分析得出:瓦屋山电站1#机组尾水管进口压力脉动对上导摆度影响最为敏感,而这与已有的水电站机组振动故障样本不一致,根据灰色理论的最大关联度原则,可反推确定1#机组上导摆度偏大的故障类型和轴线运行状态;同时该故障诊断方案的推论与1#机组实际检修处理结果一致,事实证明,该故障诊断方案实际应用效果良好。因此,瓦屋山电站在后续机组振动故障诊断工作中可采用此次故障特征样本。由于实际中遇到的水电站机组振动原因是非常复杂的,机组振动的干扰力源有时叠加有时抵消,目前尚未形成一套完美的振动分析理论,因此,水电站计算机在线监测系统在机组日常运行中的状态监测就显得十分必要,通过对水电站机组各部位实施在线监测,可有效掌握其运行状态。本研究将瓦屋山电站1#机组检修前后的运行监测情况进行对比,结果表明,对瓦屋山电站机组实施在线监测可保障机组运行的安全性和稳定性,将故障诊断技术应用于瓦屋山电站1#机组的检修,提高了机组的检修效率。


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