[發(fā)明專(zhuān)利]一種檢測(cè)水輪機(jī)水力不平衡故障的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110651402.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113217257B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王江;邢志江;楊昶宇;張興明;吳明波;吳濤;郗發(fā)剛;禹躍美;張宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華能瀾滄江水電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03B11/00
• 分類(lèi)號(hào): F03B11/00;F03B3/00;F03B15/00;F03B13/00
• 代理公司: 昆明正原專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 徐玲菊;蔣文睿

本發(fā)明提供一種檢測(cè)水輪機(jī)水力不平衡故障的方法，包括：1）通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及機(jī)組在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取水導(dǎo)軸承n塊軸瓦溫度、水導(dǎo)軸承X、Y向擺度峰峰值，發(fā)電機(jī)運(yùn)行設(shè)定值；2）計(jì)算溫度最大值與設(shè)定值變化量ΔT；3）計(jì)算溫度數(shù)據(jù)極差值Δt；4）溫度數(shù)據(jù)離散度值V_s；5）計(jì)算X、Y向擺度峰峰值之差ΔS_峰?峰；6）溫度數(shù)據(jù)離散度變化系數(shù)K_v、水導(dǎo)軸承X、Y兩個(gè)方向的擺度峰峰值之差ΔS_峰?峰的變化系數(shù)K_s；7）故障判斷；8）制定檢查消缺計(jì)劃、消除故障，保證水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，提升水輪發(fā)電機(jī)組的可利用小時(shí)數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)水輪機(jī)水力不平衡故障的方法，屬于水輪發(fā)電機(jī)故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水輪發(fā)電機(jī)組是以重力水流作為動(dòng)力源帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而向外輸送電能的發(fā)電設(shè)備。水流作用于水輪機(jī)上時(shí)，將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過(guò)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生電流向外輸送，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能輸出。由于水輪機(jī)為機(jī)械動(dòng)力設(shè)備，其工作是否穩(wěn)定直接影響整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，一旦出現(xiàn)工作不穩(wěn)定，將直接造成水輪發(fā)電機(jī)組停運(yùn)，甚至發(fā)生更嚴(yán)重的事故。影響水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，主要有以下三個(gè)方面：一是機(jī)輪機(jī)的水力不平衡；二是發(fā)電機(jī)的電磁力不平衡；三是機(jī)械不平衡。水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的水力環(huán)境較為復(fù)雜，需要隨時(shí)調(diào)整水輪機(jī)出力、保證發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷正常。在水輪機(jī)出力調(diào)節(jié)過(guò)程中，如果調(diào)節(jié)設(shè)備異?；蛩啓C(jī)運(yùn)行在不穩(wěn)定工況下，會(huì)造成水輪機(jī)水利不平衡，發(fā)電機(jī)組振動(dòng)擺度增大，造成水輪發(fā)電機(jī)組不穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)水輪機(jī)發(fā)生水力不平衡時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的能量，可由最近的水導(dǎo)軸承吸收這部分能量，這樣就會(huì)引起水導(dǎo)軸承的軸瓦溫度發(fā)生變化，同時(shí)水導(dǎo)軸承擺度也發(fā)生變化。當(dāng)水導(dǎo)軸承的軸瓦溫度和水導(dǎo)軸承擺度超過(guò)設(shè)定的安全限值時(shí)，發(fā)電機(jī)組將會(huì)非計(jì)劃停運(yùn)，造成電量損失，更嚴(yán)重的則會(huì)造成災(zāi)難性事故。也就是說(shuō)保證水輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，通過(guò)盡早的發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)水力不平衡情況，及時(shí)調(diào)整水輪機(jī)出力，改變運(yùn)行工況，就能保證水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)水輪機(jī)水力不平衡故障進(jìn)行檢測(cè)顯得尤為重要?，F(xiàn)階段，監(jiān)視水輪機(jī)運(yùn)行情況的方式主要有：1)值班人員通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，查看是否有水導(dǎo)軸承相關(guān)的報(bào)警信息；2)在發(fā)電機(jī)組振動(dòng)擺度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，查看各個(gè)導(dǎo)軸承擺度及頂蓋振動(dòng)等相關(guān)數(shù)據(jù)是否接近或達(dá)到報(bào)警值；3)值班人員定期到水輪機(jī)室現(xiàn)場(chǎng)檢查運(yùn)行是否有噪音、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否有異常情況等；4)發(fā)電機(jī)組檢修過(guò)程中，檢查水導(dǎo)軸承的軸瓦磨損情況。這些方式都不能提前獲取，不能及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)水力不平衡情況，并做出干預(yù)措施，而只能事后被動(dòng)地查出，從而制約著水輪發(fā)電機(jī)的正常行動(dòng)。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有監(jiān)視監(jiān)測(cè)技術(shù)加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為能實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)視水力不平衡情況是否發(fā)生，避免水輪發(fā)電機(jī)組因水力不平衡引起機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，本發(fā)明提供一種檢測(cè)水輪機(jī)水力不平衡故障的方法。

本發(fā)明通過(guò)水導(dǎo)軸承軸瓦最大溫度變化量和選取的其他幾個(gè)指標(biāo)的變化系數(shù)，來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)水輪機(jī)水力不平衡故障，以便及時(shí)提醒運(yùn)行維護(hù)人員消除故障，避免故障擴(kuò)大，保證水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性；對(duì)故障嚴(yán)重的，及時(shí)申請(qǐng)檢修處理，縮短檢修工期，保證發(fā)電機(jī)組檢修質(zhì)量，提高發(fā)電機(jī)組可利用小時(shí)數(shù)。

本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種檢測(cè)水輪機(jī)水力不平衡故障的方法，其特征在于包括下列步驟：

1)通過(guò)現(xiàn)有水輪發(fā)電機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取水導(dǎo)軸承n塊軸瓦的溫度數(shù)據(jù)及水導(dǎo)軸承X、Y兩個(gè)方向的擺度峰峰值；設(shè)定水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行情況下的：軸瓦溫度最大值T₀、軸瓦溫度最大值變化量ΔT、軸瓦溫度極差值Δt、軸瓦溫度離散度值V、軸瓦溫度數(shù)據(jù)離散度變化系數(shù)K_v、水導(dǎo)軸承擺度峰峰值之差ΔS_峰-峰、水導(dǎo)軸承X、Y兩個(gè)方向的擺度峰峰值之差ΔS_峰-峰的變化系數(shù)K_s；