[發(fā)明專利]一種水電站調(diào)速器比例閥健康狀態(tài)診斷方法和控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011432317.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112561283B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 涂勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江電力股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06K9/00;G06Q50/06;F03B11/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種水電站調(diào)速器比例閥健康狀態(tài)診斷方法和控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括人機交互裝置觸摸屏、調(diào)速器電控系統(tǒng)PLC控制器、報警指示燈、比例閥、監(jiān)控系統(tǒng)。旨在機組運行過程中，調(diào)速器電控系統(tǒng)通過對比例閥給定信號和反饋信號實時監(jiān)測，運用比例閥健康狀態(tài)診斷方法，以比例閥振蕩電流的周期為周期，實時計算比例閥健康標志信號及其變化率，對液壓隨動系統(tǒng)比例閥進行健康狀態(tài)實時診斷，當比例閥出現(xiàn)性能下降，或有出現(xiàn)故障趨勢時，及時報警并將報警信號上送監(jiān)控系統(tǒng)，提醒運行維護人員進行預防性檢修和更換。

技術領域

本發(fā)明涉及比例閥故障診斷技術領域，具體涉及一種水電站調(diào)速器比例閥健康狀態(tài)診斷方法和控制系統(tǒng)。

背景技術

比例閥在工業(yè)自動化控制中應用廣泛，而且往往是控制環(huán)節(jié)中一個至關重要的關鍵環(huán)節(jié)。例如水輪發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)通常采用比例閥作為電液轉(zhuǎn)換單元進行導葉開度控制，以實現(xiàn)機組的頻率和有功的精確調(diào)節(jié)。比例閥作為水輪機調(diào)節(jié)的重要元件和環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。比例閥的健康狀況決定著機組和電網(wǎng)能否安全穩(wěn)定運行，理應得到重點關注。而目前沒有一種成熟的比例閥健康狀態(tài)診斷方法，只公開有一種水輪機調(diào)速器比例伺服閥在線故障診斷方法以及一種儀表式帶故障報警功能的比例閥控制器產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術中，文獻一：中國專利“一種水輪機調(diào)速器比例伺服閥在線故障診斷方法”(ZL：201711213513.0)記載了一種水輪機調(diào)速器比例伺服閥在線故障診斷方法。文獻二：中國專利“一種儀表式帶故障報警功能的比例閥控制器”(ZL：201821194040.4)記載了一種儀表式帶故障報警功能的比例閥控制器，其具有以下不足之處：

文獻一記載的技術方案具有以下不足之處：

①、其只能診斷出比例閥發(fā)生故障這個結(jié)果，不能智能診斷比例閥出現(xiàn)性能下降或者有發(fā)生故障前兆或趨勢，無法幫助運行維護人員實現(xiàn)比例閥預防性維護和檢修。

②、其只能診斷比例閥發(fā)生斷線、運動不暢、閥芯卡住等常規(guī)故障，不能診斷比例閥由于控制性能下降，閥芯小幅不規(guī)則竄動但又不滿足常規(guī)故障診斷判據(jù)的控制功能異常故障。

③、其僅只能定性故障報警，不能定量指示比例閥的健康狀態(tài)水平。

文獻二記載的技術方案具有以下不足之處：

1)、其采用一種比例閥故障狀態(tài)診斷方法，簡單的將比例閥輸入的電流理論放大值與放大后的實際電流值進行偏差對比，按設定的偏差率進行故障分析與判斷，只能診斷出比例閥發(fā)生故障這個結(jié)果，不能智能診斷比例閥出現(xiàn)性能下降或者發(fā)生故障前兆或趨勢，無法幫助運行維護人員實現(xiàn)比例閥預防性維護和檢修。

2)、其故障診斷算法過于簡單，僅采集比例閥輸入的電流理論放大值與放大后的實際電流值進行偏差對比。而放大后的實際電流值與比例閥輸入的電流之間經(jīng)過一個放大器，有一個物理上的遲滯效應，二者的差值必然存在，尤其是當比例閥輸入的電流有階躍變化時，放大后的實際電流值的遲滯效果表現(xiàn)更突出，二者的差值必然更大，這種工況必然影響和干擾采用比例閥輸入的電流理論放大值與放大后的實際電流值進行偏差對比這種方法進行故障診斷的準確性。考慮這種工況影響的情況下，人工設定判據(jù)的偏差率往往設置較大，若偏差率設置較大會導致判據(jù)過于苛刻而失效，故障診斷準確率下降，故障易漏報。若調(diào)小偏差率又會導致誤報率增高。由此可見，這種簡單的判據(jù)與故障相關率不高，故障特征識別不準確，不能準確診斷故障。

3)、該產(chǎn)品只能自身報警，并不能上送給監(jiān)控系統(tǒng)，提示運行人員，只能當運行維護人員現(xiàn)場巡檢時才能發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容