水電機(jī)組流量效率監(jiān)測(cè)計(jì)量裝置一研制總結(jié)

本文介紹ylx—02型水電機(jī)組流量效率微機(jī)監(jiān)測(cè)裝置的用途,功能和主要技術(shù)指標(biāo),裝置的構(gòu)成和工作原理,監(jiān)測(cè)儀硬件和軟件設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景.

鑒于沖擊水輪機(jī)結(jié)構(gòu)上的特殊性,其流量,效率的在線監(jiān)測(cè)目前在國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用方面還是項(xiàng)空白,本文針對(duì)沖擊式機(jī)級(jí)珠具體情況,探討了基于差理論的監(jiān)測(cè)途徑,在此基礎(chǔ)上的結(jié)合一個(gè)沖擊式電站的實(shí)例,設(shè)計(jì)出了利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的方案。

貴州某小水電廠為了提高機(jī)組效率,最終實(shí)現(xiàn)小水電站最優(yōu)有功控制分配,采用多聲道超聲波測(cè)流量技術(shù),建立了機(jī)組效率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng).重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)功能和程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法等.該系統(tǒng)在貴州某小水電廠安裝并調(diào)試好后,對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行了測(cè)試,做了效率試驗(yàn).此系統(tǒng)可運(yùn)用多種方法實(shí)現(xiàn)效率曲線擬合,并可以進(jìn)行對(duì)比,總體具有一定的創(chuàng)新性.

隨著水電機(jī)組容量的不斷增大,機(jī)組運(yùn)行問題逐步增多,通過監(jiān)測(cè)機(jī)組振動(dòng)擺度來預(yù)防事故發(fā)生,保障機(jī)組及電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義.該文采用了一種具有高速網(wǎng)絡(luò)通訊功能的powerpc及搭載實(shí)時(shí)linux操作系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)研制的振動(dòng)擺度在線裝置系統(tǒng),該裝置能夠?qū)C(jī)組振動(dòng)、擺度、壓力脈動(dòng)等信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、濾波處理、特征值分析并具有多種波形顯示,當(dāng)預(yù)設(shè)量超過設(shè)定閾值時(shí),裝置系統(tǒng)可以輸出報(bào)警信號(hào),并控制繼電器進(jìn)行指定動(dòng)作.該裝置功能豐富、運(yùn)行穩(wěn)定可靠,可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)的監(jiān)控保護(hù).

由清華大學(xué)等單位聯(lián)合研制的水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析診斷系統(tǒng)（簡稱ｐｓｔａｉ系統(tǒng)），于１９９７年１１月在廣州抽水蓄能電廠１號(hào)機(jī)上投入使用，經(jīng)過一年多的運(yùn)行檢驗(yàn)，已於１９９８年１２月通過技術(shù)鑒定并受到好評(píng)。該系統(tǒng)硬件采用基于ｉｐｃ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及上、下位機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的分層分布結(jié)構(gòu)；軟件采用基于ｗｉｎｄｏｗｓｎｔ操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的并行多任務(wù)調(diào)度機(jī)制。該廠還結(jié)合機(jī)組檢修，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)１號(hào)機(jī)提供的導(dǎo)軸承瓦溫和大軸擺度（軸振）等異常情況及診斷處理措施，對(duì)機(jī)組進(jìn)行了有針對(duì)性的局部安裝調(diào)整，取得了滿意的結(jié)果。該系統(tǒng)的成功使用，為水電機(jī)組按狀態(tài)實(shí)施檢修和預(yù)測(cè)性維護(hù)提供了技術(shù)手段；但由于該系統(tǒng)研制時(shí)間短，且是初次使用，尚需進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)，有些系統(tǒng)功能及仿真計(jì)算等方面也有待改進(jìn)和完善。

水電機(jī)組空蝕是影響機(jī)組出力和效率的重要因素,因此對(duì)水電機(jī)組空蝕在線監(jiān)測(cè)非常必要。介紹了空蝕對(duì)水輪機(jī)的破壞機(jī)理,水電機(jī)組空蝕在線監(jiān)測(cè)裝置的組成及應(yīng)用。空蝕監(jiān)測(cè)裝置可以進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和在線監(jiān)測(cè),能分析不同工況下的空化強(qiáng)度指標(biāo),掌握機(jī)組空蝕的發(fā)展趨勢(shì),為指導(dǎo)機(jī)組檢修進(jìn)行了有益的探索。

t’ 第20卷水利電力科技第4期 37～f 下馬嶺水電站增設(shè)微機(jī)差壓 流量效率監(jiān)測(cè)計(jì)量裝置 謝榮松戴邦昌j丁明生 (北京石景山發(fā)電總廠水電處)—73 摘要本文介紹yu(一02壹微機(jī)瀧量效率監(jiān)測(cè)計(jì)置裝置的功能、原理、構(gòu)成、性能和運(yùn)行情 況．該裝置設(shè)計(jì)新顥、技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，精度高，是目前適用于水電機(jī)組 瀧量效率耗水率等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)監(jiān)涮計(jì)量功能最全和技術(shù)先進(jìn)的裝置，有普追推廣應(yīng)用意 詞瀧量效率耗水率監(jiān)鍘d乙電站．淺耘．1避計(jì)量裝望 ＼如1．’‘ ylx—o2型微機(jī)差壓流量效率監(jiān)測(cè)計(jì)1．2‘c—o2型裝置的能 量裝置，已于92年10月中旬在北京石景山 發(fā)電總廠下馬嶺水電站投入運(yùn)行。該裝置設(shè) 計(jì)新穎，技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，性 能優(yōu)良，運(yùn)行穩(wěn)定，精度高，是目前適用于水 電機(jī)組流量、效率、耗水率監(jiān)測(cè)

以ｓｔｄ總線工業(yè)控制機(jī)及實(shí)時(shí)多任務(wù)并行監(jiān)控軟件為核心，以顯示器ｃｒｔ作人機(jī)對(duì)話，在水輪機(jī)ｄｔ—１００型機(jī)柜基礎(chǔ)上改造的微機(jī)調(diào)速器，具有死區(qū)小，速動(dòng)性好的特點(diǎn)，能適應(yīng)水輪機(jī)各種運(yùn)行工況。

隨著水電機(jī)組單機(jī)容量不斷增大,為保證機(jī)組和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)機(jī)組振動(dòng)擺度進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)越來越重要。文中介紹了一種采用嵌入式軟硬件技術(shù)開發(fā)的sj-90振動(dòng)擺度監(jiān)測(cè)裝置,對(duì)該裝置的軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能以及在水電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的典型應(yīng)用進(jìn)行了闡述。作為一個(gè)獨(dú)立的在線監(jiān)測(cè)分析智能化單元,sj-90裝置集高速同步信號(hào)采集、豐富的數(shù)據(jù)顯示分析、高效數(shù)據(jù)傳輸、可靠穩(wěn)定運(yùn)行、全面故障告警及故障錄波、在線采集模塊更換及采集參數(shù)更改等特點(diǎn)于一身,在水電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

隨著水電機(jī)組單機(jī)容量的不斷變大,為保證機(jī)組和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)機(jī)組的振動(dòng)擺度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)變得越來越重要。本文介紹了一種基于pc104和嵌入式linux開發(fā)的振擺監(jiān)測(cè)裝置,對(duì)該裝置的軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能以在水電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的典型應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)闡述。

簡述了水輪機(jī)轉(zhuǎn)汽蝕的成因,分析了基于加速度和超聲波傳感器監(jiān)測(cè)的汽蝕監(jiān)測(cè)原理,以及轉(zhuǎn)輪發(fā)生汽蝕時(shí)的噪音特點(diǎn)。

針對(duì)水電廠目前普遍開展的狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作,從狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目標(biāo)、設(shè)計(jì)、配置原則、系統(tǒng)功能、實(shí)施過程中的質(zhì)量控制及運(yùn)行維護(hù)等方面進(jìn)行了探討,闡述了水電機(jī)組開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)注意的若干問題。

介紹了水電機(jī)組空蝕在線監(jiān)測(cè)的原理和實(shí)現(xiàn)方法,提出了具體的空蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并在八盤峽水電廠4號(hào)機(jī)組上進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),得出了空蝕強(qiáng)度隨負(fù)荷變化的特性曲線,為水電廠開展?fàn)顟B(tài)檢修進(jìn)行了有益的探索。

從系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的角度,以狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)的選取、專家知識(shí)庫及狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立為重點(diǎn),介紹了水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與檢修系統(tǒng)的構(gòu)成及該系統(tǒng)各軟件模塊的設(shè)計(jì)思路和應(yīng)用功能

重點(diǎn)介紹了水電機(jī)組實(shí)施工況監(jiān)測(cè)的主要工況及其分析診斷技術(shù),并在總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,給出了水電機(jī)組運(yùn)行設(shè)備工況監(jiān)測(cè)與分析診斷的故障類型。

作為電廠的重要設(shè)備之一，水電機(jī)組的良好運(yùn)行狀態(tài)是確保水電廠安全運(yùn)行的重要保證。隨著國內(nèi)水電工程建設(shè)的發(fā)展不斷加快，水電機(jī)組開始往高效率、大容量、高轉(zhuǎn)速以及高水頭的設(shè)計(jì)方向進(jìn)行發(fā)展，在設(shè)計(jì)采用的材料擁有更高的強(qiáng)度，不僅增加了機(jī)組尺寸，減小了相對(duì)剛度，并且采用更加靈活的構(gòu)件，因此對(duì)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。為了對(duì)水電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和診斷分析，采用了水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，通過系統(tǒng)收集機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，上傳給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，對(duì)機(jī)組運(yùn)行過程中存在的潛在故障進(jìn)行排查和報(bào)警，提前避免重大安全事故的產(chǎn)生，對(duì)保證水電機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性具有重要的意義。本文主要對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和故障診斷技術(shù)進(jìn)行了分析。

在電廠中,水電機(jī)組是其中十分重要的一個(gè)設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)與水電廠運(yùn)行的安全性有著直接的聯(lián)系.在我國水電工程不斷發(fā)展與進(jìn)步的情況下,水電機(jī)組就必須向著以下幾個(gè)方面發(fā)展:效率更高;容量更大;轉(zhuǎn)速更快;水頭更高等,除此之外,為了能夠更好的滿足當(dāng)前時(shí)代對(duì)機(jī)組的更高需求,還應(yīng)該盡量選擇具有高強(qiáng)度的材料以及靈活性更高的構(gòu)件.為了能夠讓水電組實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定、安全且可靠的運(yùn)行,就需要在線監(jiān)測(cè)水電組的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)的診斷分析,為了能夠提高這些工作的準(zhǔn)確性和效率,可以在這個(gè)過程中使用水電組狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)以及故障診斷系統(tǒng),接下來是將系統(tǒng)收集到的有關(guān)數(shù)據(jù)信息上傳到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)分析,從而更好的排查機(jī)組運(yùn)行過程中存在的問題,并及時(shí)的采取合理的措施加以解決,避免機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障問題.為此,本文對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究與分析,為后續(xù)相關(guān)工作的進(jìn)行提供了一定的參考和依據(jù).

針對(duì)水電機(jī)組故障信息缺乏、故障識(shí)別困難等問題,提出基于支持向量機(jī)的水電機(jī)組故障診斷模型.并針對(duì)實(shí)測(cè)水電機(jī)組故障數(shù)據(jù),分析支持向量機(jī)水電機(jī)組故障診斷模型和常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型等理論在水電機(jī)組故障診斷中的優(yōu)劣.研究表明,支持向量機(jī)理論在小樣本情況下比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的診斷能力.

針對(duì)水電機(jī)組故障樣本少的問題,將支持向量機(jī)引入水電機(jī)組故障診斷研究,提出一種結(jié)合小波頻帶分解與最小二乘支持向量機(jī)的水電機(jī)組故障診斷模型?；跈C(jī)械設(shè)備\"能量-故障\"映射關(guān)系,運(yùn)用小波分解提取機(jī)組振動(dòng)信號(hào)各頻帶能量特征值,然后將能量特征值輸入到多分類的支持向量機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組不同故障類型的識(shí)別。通過實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析,表明將小波能量提取與支持向量機(jī)結(jié)合進(jìn)行水電機(jī)組故障診斷是可行有效的,并具有較高的故障分辨能力,為水電機(jī)組故障診斷提供了新的方法和思路。

水利水電技術(shù)第!"卷#$$!年第"期 梁武科等!水電機(jī)組監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展水利水電技術(shù)第!"卷#$$!年第"期 !"#$%&$’()%*$’"+,-.,%(/(0$%1+23+$$%3+24(56789(68 收稿日期：!""!#$!#!% 作者簡介：梁武科，男，%&歲，副教授’ !關(guān)鍵詞"水電機(jī)組；監(jiān)測(cè)；故障診斷 中圖分類號(hào)：()*%*文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：+文章編號(hào)：$"""#"&,"（!""%）"-#""-$#"% 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 梁武科，趙道利 （西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，陜西西安*$""-&） 故障診斷技術(shù)發(fā)展到今天，已成為一門獨(dú)立的跨學(xué)科的綜 合信息處理技術(shù)，它是以可靠性理論、信息論、控制論和系統(tǒng)論 為理論基礎(chǔ)，以現(xiàn)代測(cè)試儀器和計(jì)算機(jī)為技術(shù)手段，結(jié)合各種診 斷對(duì)象的特殊規(guī)律而

電力部門最為關(guān)心的是發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行和延長壽命。為了預(yù)防和早期發(fā)現(xiàn)事故隱患，通常依靠巡視檢查、維護(hù)及運(yùn)行人員的五官感知等方法。然而由于各水電廠的水頭、流量設(shè)備生產(chǎn)廠家不同，對(duì)所發(fā)生的異常狀態(tài)的定義和判斷都很困難，從而導(dǎo)致診斷裝置耗費(fèi)較多，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用增大。

針對(duì)水電機(jī)組激振試驗(yàn)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)、制造并標(biāo)定了大型力錘。它克服了信噪比不高的缺點(diǎn)，使瞬態(tài)激振成功地應(yīng)用于水電機(jī)組的實(shí)驗(yàn)分析，并取得了較高的試驗(yàn)精度。