水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析診斷系統(tǒng)的研制及應(yīng)用實(shí)例

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(guó)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。

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。

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。

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

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(guó)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).

隨著水電站自動(dòng)化運(yùn)行不斷提升,傳統(tǒng)的維修方式已經(jīng)難符合需求,需要提升設(shè)備的利用效率,節(jié)省維修成本,這對(duì)于水電站經(jīng)濟(jì)效益的提升有著十分重要的意義。本文將對(duì)水電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障系統(tǒng)的構(gòu)成以及設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

隨著水電站自動(dòng)化運(yùn)行不斷提升,傳統(tǒng)的維修方式已經(jīng)難符合需求,需要提升設(shè)備的利用效率,節(jié)省維修成本,這對(duì)于水電站經(jīng)濟(jì)效益的提升有著十分重要的意義.本文將對(duì)水電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障系統(tǒng)的構(gòu)成以及設(shè)計(jì)進(jìn)行分析.

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：!""!#$!#!% 作者簡(jiǎn)介：梁武科，男，%&歲，副教授’ !關(guān)鍵詞"水電機(jī)組；監(jiān)測(cè)；故障診斷 中圖分類號(hào)：()*%*文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：+文章編號(hào)：$"""#"&,"（!""%）"-#""-$#"% 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 梁武科，趙道利 （西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，陜西西安*$""-&） 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

從池潭水電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用實(shí)際出發(fā),介紹基于量化分析技術(shù)的水電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用,有效地實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)組狀態(tài)檢測(cè),為機(jī)組狀態(tài)檢修輔助決策提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,同時(shí)為狀態(tài)監(jiān)測(cè)行業(yè)和水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作提供更完善和簡(jiǎn)捷的實(shí)現(xiàn)途徑。

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。

一、診斷檢修是計(jì)劃?rùn)z修的進(jìn)步以往電力系統(tǒng)的設(shè)備檢修是按計(jì)劃?rùn)z修原則進(jìn)行的,根據(jù)原水利電力部頒發(fā)的“發(fā)電廠檢修規(guī)程”規(guī)定的周期、工期、項(xiàng)目,“到期必修、修必修好?！币?guī)定的依據(jù)基本

研究了基于小波分析的濾波方法及其在水電機(jī)組狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)濾波中的仿真實(shí)現(xiàn)。利用小波分析將檢測(cè)信號(hào)分解到互不重疊的頻帶上,根據(jù)真實(shí)信號(hào)的頻率特性,刪除掉其中某些頻段內(nèi)的干擾與噪聲信號(hào),然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行重構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的濾波。仿真結(jié)果表明,小波分析的濾波方法與傳統(tǒng)的濾波方法相比,可以有效地濾除檢測(cè)信號(hào)中的各類噪聲與干擾,保存其中有用的頻帶信息。

大型水電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟,這就要求在今后的研究工作中,不斷地提高已有的知識(shí)水平,完善知識(shí)體系。以下幾個(gè)方面需要在今后的研究工作中進(jìn)行更加深入細(xì)致的研究:①水電機(jī)組設(shè)備龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,誘發(fā)故障的因素多、水電機(jī)組故障率高、技術(shù)難度大;②水力流體因素、振動(dòng)因素、電磁因素是相互影響的3個(gè)難點(diǎn),是以后要繼續(xù)研究的重要課題。

針對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)檢修的要求,對(duì)監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行了功能和結(jié)構(gòu)分析,并實(shí)施了一套具備全自動(dòng)化分析診斷功能的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

介紹一套以機(jī)械及水力振動(dòng)信號(hào)分析為基礎(chǔ)的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在寶殊寺水電廠的應(yīng)用情況。通過自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并取得應(yīng)用效果。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組及生產(chǎn)過程的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷分析,設(shè)計(jì)了基于嵌入式平臺(tái)的大型發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷分析系統(tǒng)的總體方案,開發(fā)了具有多種通信協(xié)議的嵌入式數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)平臺(tái),并針對(duì)典型300mw發(fā)電機(jī)組,采用pspace企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫和c#語言進(jìn)行系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用功能的二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)了b/s模式的大型發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷分析系統(tǒng),為機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行和實(shí)施狀態(tài)檢修計(jì)劃提供指導(dǎo)性意見。

武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào) j．wuhanui]jv，ofhydr．＆e]ee．eng vo】．27n0，2 ^nr．1994 水電機(jī)組流量效率監(jiān)測(cè)計(jì)量裝置(一) ——研制總結(jié) 型壘生徐漢柯吳長(zhǎng)勝 (水能動(dòng)力7-程系) 0前言 率監(jiān)l測(cè)計(jì)量裝置的功能、構(gòu)成、工作原理，硬件和軟件設(shè) 大口徑管道的流量測(cè)量和機(jī)組效率、耗水率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是實(shí)施水電廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)考 核和最優(yōu)化運(yùn)行的必備手段，是目前水電生產(chǎn)和管理中急需解決的技術(shù)難題，是“八·五”水 電生產(chǎn)建設(shè)重大科技攻關(guān)課題． 水電廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)微機(jī)檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容是：水輪機(jī)引用流量、用水量和水輪發(fā)電 機(jī)組效率、耗水率的檢測(cè)，而前者至為關(guān)鍵．水輪機(jī)引用流量的檢測(cè)方法有兩種——超聲波 法和差壓法．超聲波測(cè)流裝置勿須率定，可直接使用，但對(duì)安裝條件要求嚴(yán)格，以四聲道為例 要求等徑直管段長(zhǎng)l≥

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。

介紹了對(duì)我國(guó)100多臺(tái)已運(yùn)行的水輪機(jī)氣蝕調(diào)查結(jié)果,分析了氣蝕改善的原因,并給了有關(guān)水輪機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)和裝置氣蝕系數(shù)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線等。

簡(jiǎn)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。