一種故障診斷方法,特別是一種水電機組的故障診斷方法。
背景技術:
水電機組在運行過程中,其運行壽命是一個由健康,到性能退化,再到故障紙質(zhì)失效的緩慢變化過程,往往通過長時間的磨損、沖擊和振動量變導致機組失穩(wěn)的質(zhì)變。為了能在設備發(fā)生故障時,及時準確的定位故障的位置、故障產(chǎn)生的原因,就需要構建一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷的方法。然而要構建一種基于規(guī)則推導的水電機組故障的方法,首先需要研究構建能夠敏感表征機組性能水平和退化狀態(tài)的特征參數(shù),即當機組運行出現(xiàn)異常時,會引起其性能參數(shù)發(fā)生變化的物理量。同時為構建在線規(guī)則推導,還需要提出相應的規(guī)則推導數(shù)學計算模型,將上述特征參數(shù)轉(zhuǎn)化為故障原因,為機組維修提供標準參考依據(jù)。
技術實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明的目的在于根據(jù)水電機組故障診斷的結(jié)論,遵循故障推導的工作流程和規(guī)則,反向推導水電機組不同設備、不同部件、不同時間段所出故障,檢修人員可根據(jù)該方法推導出來的結(jié)果,快速做出故障處理措施,大大減少了水電廠設備故障原因分析和查找的時間、提高對故障、事故的處理效率。
為了實現(xiàn)上述目標,本發(fā)明采用如下的技術方案:
一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,
水電機組故障推導的工作流程為:根據(jù)水電機組的故障診斷結(jié)論,反向推導結(jié)論產(chǎn)生的故障參數(shù),依據(jù)故障參考推導出產(chǎn)生故障的故障設備再具體到故障部件,然后再推導出故障原因,以此來指導故障維修;
水電機組故障推導規(guī)則為:規(guī)則中明確了故障診斷中的每一個結(jié)論,所對應的故障參數(shù),每一故障參數(shù)所對應的設備、具體的設備部件及其產(chǎn)生的原因;
水電機組包括:水輪機,過流部件,發(fā)電機,調(diào)速系統(tǒng),主變壓器,推力軸承系統(tǒng),軸系。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,水輪機故障診斷規(guī)則為:振動、擺度增大的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為水輪機,具體的部件為上導、下導、水導、上下機架,故障的原因為主軸密封潤滑不良,機組軸線異常,轉(zhuǎn)子不對中,導軸承不對中,導軸承間隙不均勻,轉(zhuǎn)子不平衡,轉(zhuǎn)子弓形彎曲,推力軸瓦不平;葉片裂紋的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為壓力、脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為水輪機,具體的部件為蝸殼、頂蓋、尾水管,故障的原因為空蝕磨損,尾水渦帶嚴重,葉道渦,葉片脫流;轉(zhuǎn)輪質(zhì)量不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為水輪機,具體的部件為葉輪、蝸殼、尾水,故障的原因為葉輪振動,水力不穩(wěn)定。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,過流部件故障診斷規(guī)則為:尾水管空蝕磨損的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為無損檢測,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為尾水管,故障的原因為尾水管里襯卷邊剝落,直錐管空蝕磨損,補氣短管有裂紋;尾水壓力脈動增大的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為壓力、脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為尾水管,故障的原因為吸出高程的影響,水力不穩(wěn)定性,變工況影響;補氣不足的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動報警、補氣壓力,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為尾水管、逆止閥,故障的原因為大軸中心補氣不足,尾水管自然補氣受阻,緊急真空破壞閥設計缺陷;導葉壓力脈動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、壓力脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為導葉出口,故障的原因為導葉開口不均,導葉出口卡門渦振;導葉漏水的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為漏水量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為立面與端面間隙,故障的原因為立面間隙大、不均,端面間隙大、不均,空蝕磨損;導葉轉(zhuǎn)動不協(xié)調(diào)的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為接力器油壓,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為控制環(huán)、接力器,故障的原因為傳動部件松動,控制環(huán)受力不均;主封失效的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為漏水量、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為主封、水導,故障的原因為主封偏差,形狀不規(guī)則,軸系偏心,偏磨;止漏環(huán)間隙變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、異響、異味,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為上水導瓦、下水導瓦、水導軸承基礎螺釘,故障的原因為水導間隙不均,止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪不同心,運行磨損;泄水錐脫落的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為水導擺度突變、機架水平振動變大,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為水導、上機架、下機架,故障的原因為緊固件松動,變工況運行。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,發(fā)電機故障診斷規(guī)則為:定子繞組故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、線棒,故障的原因為匝間短路,絕緣破壞,槽楔松動,線棒振動,水內(nèi)冷線棒堵塞或漏水,絕緣材料不均、變硬;定子鐵芯故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為定子鐵芯,故障的原因為鐵芯過熱,鐵芯松動;定子機座振動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為定子機座,故障的原因為徑向力偏大,機座剛度不足,基礎松動;轉(zhuǎn)子繞組故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為勵磁電流、無功輸出、異味,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為主絕緣破壞,匝間短路,磁極線圈松動,阻尼環(huán)接觸不良;轉(zhuǎn)子鐵芯故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、一點接地報警,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為轉(zhuǎn)子鐵芯、計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為轉(zhuǎn)子鐵芯過熱,硅鋼片卷曲,緊固件松動,磁軛松動下沉;電磁不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、上下機架,故障的原因為發(fā)電機氣隙不均,三相電流不對稱,負序電流不平衡,勵磁電流匝間短路;轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、上下機架,故障的原因為轉(zhuǎn)子磁極松動,主軸軸線曲折,轉(zhuǎn)子磁軛松動,硅鋼片卷曲;電磁振動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、上水導、下水導,故障的原因為定子外圓不圓,定子內(nèi)腔不圓,定轉(zhuǎn)子不同心,發(fā)電機相間不平衡,定子機座變形,內(nèi)環(huán)路產(chǎn)生磁勢,定子組合縫和硅鋼片松動。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,調(diào)速系統(tǒng)故障診斷規(guī)則為:機械故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速油壓,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為協(xié)聯(lián)關系不穩(wěn)定,接力器擺動,開度限制開關失靈,電液轉(zhuǎn)換器卡澀,局部反饋系數(shù)調(diào)整不當;電氣故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速狀態(tài),這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為電器元件老化損壞,電液轉(zhuǎn)換器引線振動,測頻回路線性度差,電源消失、跳閘停機;靜態(tài)特性異常及超標的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為導葉開關時間、隨動準確度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為水態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)調(diào)整不當,轉(zhuǎn)速死區(qū)超標,調(diào)速器整體不靈敏度超標,接力器不動時間偏大,接力器準確度指標偏大;動態(tài)特性異常及超標的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為pid參數(shù)、轉(zhuǎn)速波動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為過度過程波動次數(shù)超標,最大頻率偏差偏大調(diào)速時間過大,轉(zhuǎn)速最大調(diào)整量超標,最佳參數(shù)選擇不當;油位異常的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油位、壓力,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油位自動信號不正常,回油箱油位異常,壓力油罐壓力偏低或偏高;閥組故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速狀態(tài),這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為閥組卡澀、堵塞,濾油泵逆止閥卡死,最小壓力閥事故動作,安全閥釋放;油質(zhì)污染的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速執(zhí)行情況,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油質(zhì)不符合標準,油中混油雜質(zhì),油質(zhì)含有金屬粉末;油泵故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油泵啟動次數(shù)、泄漏量、壓力,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油泵切換不到位,出油管泄漏,油泵啟動異?;蝾l繁啟動,油泵外殼襯套破裂。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,主變壓器故障診斷規(guī)則為:繞組短路的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、振動直流電阻、保護動作,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為繞組相間短路,對地短路,內(nèi)部引線短路,變壓器外殼短路;繞組絕緣故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、變壓器油位,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為變壓器溫升超限,液體油絕緣故障,絕緣紙故障;繞組放電故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油樣參數(shù)、油氣色譜,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為變壓器油與氣,故障的原因為局部放電超標,火花放電超標,電弧放電超標;鐵芯起火的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為負載電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為加緊螺釘絕緣破損,個別鋼片間絕緣破損;鐵芯多點接地的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為鐵芯溫度、繼電保護、繞組溫度、油溫,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、變壓器油,故障的原因為泵軸承磨損粉末沉積,油箱含金屬異物、油污污垢,鐵芯不均勻電壓形成環(huán)流;高壓套管漏油的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為套管油溫、油量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為套管損壞裂紋,套管外殼擊穿,套管油溫過高;高壓套管絕緣下降的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為套管油溫、油量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為套管油,故障的原因為套管受潮,套管老化,介質(zhì)損耗因素變化,套管運行臟污;無載分解開關故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為分接開關觸頭彈簧彈力及機械強度、三相線距離、變壓器油箱異響,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為觸頭、變壓器油箱,故障的原因為開關受潮油污相間短路,開關編號錯誤亂檔,電路懸浮放電,機械缺陷和不足;有載分解開關故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為分解開關動作、電源空氣開關狀態(tài)、油室內(nèi)絕緣,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為開關保護誤動,油箱密封不嚴,滲漏,開關上下輪卡死,相間短路,開關密封不嚴,觸頭間電弧形成;變壓器油質(zhì)變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油樣參數(shù)、耐壓,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為變壓器油,故障的原因為電場干擾,紫外線干擾,油溫度、濕度影響,環(huán)境氧氣影響;變壓器油質(zhì)量特性變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油中氣體成分、變壓器油酸值,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為變壓器油與氣、絕緣紙,故障的原因為特征氣體濃度失調(diào),油中氣體成分變化,介質(zhì)損失升高,酸價上升,油粘度大,油質(zhì)污染變質(zhì),含水及機械污染物。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,推力軸承系統(tǒng)故障診斷規(guī)則為:軸電壓升高的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為軸電流、油膜電阻,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為軸承油膜,故障的原因為軸承絕緣損壞;機組穩(wěn)定性差的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為上下水導、上下機架,故障的原因為空蝕磨損嚴重,振擺超標,水力激振影響;油室供油故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油壓、油溫、油質(zhì),這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油室供油受阻,油室設計不合理,油質(zhì)污染;軸瓦變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、負荷,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、瓦溫,故障的原因為軸承溫度升高,單位負荷運行過大,啟停機頻繁,老化;支撐螺釘變形的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為負荷,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為原始調(diào)整狀況不良,過載運行,制造缺陷;軸承受力失調(diào)的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為擺度、負荷,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為上下水導、計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為機組運行負荷不均,軸承不平度超標;推力頭變形的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為上下水導,上下機架,故障的原因為推力頭與鏡板連接螺絲松動,推力頭與軸頸存在間隙,鏡板與推力頭墊片損壞,安裝工藝不良,制造缺陷;潤滑油脂理化指標破壞的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為潤滑油質(zhì)指標、油量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為潤滑油脂,故障的原因為油酸酯不符合指標要求,抗氧化安定性破壞,抗乳化度指標破壞,運動粘度指標超限;潤滑油脂污染嚴重的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為潤滑油指標,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為潤滑油脂,故障的原因為污染雜質(zhì)嚴重,油中含水分,固體金屬顆?;烊?;油中濃度破壞的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為絕緣強度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為潤滑油脂軸瓦,故障的原因為油中磨損金屬濃度過大,添加劑劑量大;鏡板面光潔度差的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為潤滑油絕緣強度、振動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為鏡板,故障的原因為鏡板維護處理不足,油中進入固體顆粒撞擊,油中進水鏡面腐蝕;鏡板自然老化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為服役時間、啟停機次數(shù),這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為超服役年限運行,頻繁啟動;鏡面宏觀不平度增大的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為機架振動、轉(zhuǎn)頻、推力瓦應力脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、推力瓦應力,故障的原因為鏡板與推力頭墊片不平損壞,推力頭變形,鏡板變形彎曲翹變,結(jié)構缺陷。
前述的一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,軸系故障診斷規(guī)則為:軸系剛性不達標的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、轉(zhuǎn)頻,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為軸承支撐系統(tǒng)剛度不足,軸系弓狀回旋運行,轉(zhuǎn)動部件松動,主軸剛度不良、過細過長,自振頻率下降;不對中的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為軸承間隙、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導,故障的原因為機組固定部件缺陷,軸承間隙不勻,軸系水平調(diào)整不良,安裝檢修處理不當;旋轉(zhuǎn)部件磨損的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、軸瓦,故障的原因為轉(zhuǎn)動部件與固定部件間隙不勻,轉(zhuǎn)動部件局部損壞,過流部件水流不對稱,變工況運行或共振;轉(zhuǎn)動部件松動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、異響、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下機架、水導,故障的原因為推力頭松動,推力頭與鏡板墊片老化,推力頭與軸頸有間隙,轉(zhuǎn)子磁極有松動,泄水錐松動脫落;動不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、導軸承瓦溫、轉(zhuǎn)頻,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、軸瓦,故障的原因為轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡,轉(zhuǎn)輪質(zhì)量不平衡,發(fā)電機電磁不平衡,過流部件水力不平衡,主軸及勵磁轉(zhuǎn)子不平衡;主軸彎曲的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、瓦溫,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、軸瓦,故障的原因為法蘭組合面與主軸不垂直,主軸法蘭墊片松動,推力頭與鏡板間的墊片損壞;旋轉(zhuǎn)中心不對中的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、鏡板,故障的原因為上下環(huán)厚度不均,推力頭平面垂直度差,鏡板變形,鏡板上下不平行,機組運行徑向力大。
本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明對水電機組故障診斷的結(jié)論進行反向推導,不同故障診斷結(jié)論對應不同的設備故障、不同的部件故障、不同的故障原因,維修人員可根據(jù)不同的故障原因,快速做出相應的處理措施,大大減少了檢修人員故障原因查找和故障處理的時間,提高了設備維修的效率。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工作流程圖;
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
一種基于規(guī)則推導的水電機組故障診斷方法,
水電機組故障推導的工作流程為:根據(jù)水電機組的故障診斷結(jié)論,反向推導結(jié)論產(chǎn)生的故障參數(shù),依據(jù)故障參考推導出產(chǎn)生故障的故障設備再具體到故障部件,然后再推導出故障原因,以此來指導故障維修;
水電機組故障推導規(guī)則為:規(guī)則中明確了故障診斷中的每一個結(jié)論,所對應的故障參數(shù),每一故障參數(shù)所對應的設備、具體的設備部件及其產(chǎn)生的原因;
水電機組包括:水輪機,過流部件,發(fā)電機,調(diào)速系統(tǒng),主變壓器,推力軸承系統(tǒng),軸系。
水輪機故障診斷規(guī)則為:振動、擺度增大的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為水輪機,具體的部件為上導、下導、水導、上下機架,故障的原因為主軸密封潤滑不良,機組軸線異常,轉(zhuǎn)子不對中,導軸承不對中,導軸承間隙不均勻,轉(zhuǎn)子不平衡,轉(zhuǎn)子弓形彎曲,推力軸瓦不平;葉片裂紋的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為壓力、脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為水輪機,具體的部件為蝸殼、頂蓋、尾水管,故障的原因為空蝕磨損,尾水渦帶嚴重,葉道渦,葉片脫流;轉(zhuǎn)輪質(zhì)量不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為水輪機,具體的部件為葉輪、蝸殼、尾水,故障的原因為葉輪振動,水力不穩(wěn)定。
過流部件故障診斷規(guī)則為:尾水管空蝕磨損的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為無損檢測,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為尾水管,故障的原因為尾水管里襯卷邊剝落,直錐管空蝕磨損,補氣短管有裂紋;尾水壓力脈動增大的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為壓力、脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為尾水管,故障的原因為吸出高程的影響,水力不穩(wěn)定性,變工況影響;補氣不足的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動報警、補氣壓力,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為尾水管、逆止閥,故障的原因為大軸中心補氣不足,尾水管自然補氣受阻,緊急真空破壞閥設計缺陷;導葉壓力脈動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、壓力脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為導葉出口,故障的原因為導葉開口不均,導葉出口卡門渦振;導葉漏水的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為漏水量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為立面與端面間隙,故障的原因為立面間隙大、不均,端面間隙大、不均,空蝕磨損;導葉轉(zhuǎn)動不協(xié)調(diào)的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為接力器油壓,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為控制環(huán)、接力器,故障的原因為傳動部件松動,控制環(huán)受力不均;主封失效的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為漏水量、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為主封、水導,故障的原因為主封偏差,形狀不規(guī)則,軸系偏心,偏磨;止漏環(huán)間隙變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、異響、異味,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為上水導瓦、下水導瓦、水導軸承基礎螺釘,故障的原因為水導間隙不均,止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪不同心,運行磨損;泄水錐脫落的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為水導擺度突變、機架水平振動變大,這樣的故障參數(shù)對應的設備為過流部件,具體的部件為水導、上機架、下機架,故障的原因為緊固件松動,變工況運行。
發(fā)電機故障診斷規(guī)則為:定子繞組故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、線棒,故障的原因為匝間短路,絕緣破壞,槽楔松動,線棒振動,水內(nèi)冷線棒堵塞或漏水,絕緣材料不均、變硬;定子鐵芯故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為定子鐵芯,故障的原因為鐵芯過熱,鐵芯松動;定子機座振動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為定子機座,故障的原因為徑向力偏大,機座剛度不足,基礎松動;轉(zhuǎn)子繞組故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為勵磁電流、無功輸出、異味,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為主絕緣破壞,匝間短路,磁極線圈松動,阻尼環(huán)接觸不良;轉(zhuǎn)子鐵芯故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、一點接地報警,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為轉(zhuǎn)子鐵芯、計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為轉(zhuǎn)子鐵芯過熱,硅鋼片卷曲,緊固件松動,磁軛松動下沉;電磁不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、上下機架,故障的原因為發(fā)電機氣隙不均,三相電流不對稱,負序電流不平衡,勵磁電流匝間短路;轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、上下機架,故障的原因為轉(zhuǎn)子磁極松動,主軸軸線曲折,轉(zhuǎn)子磁軛松動,硅鋼片卷曲;電磁振動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為發(fā)電機,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、上水導、下水導,故障的原因為定子外圓不圓,定子內(nèi)腔不圓,定轉(zhuǎn)子不同心,發(fā)電機相間不平衡,定子機座變形,內(nèi)環(huán)路產(chǎn)生磁勢,定子組合縫和硅鋼片松動。
調(diào)速系統(tǒng)故障診斷規(guī)則為:機械故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速油壓,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為協(xié)聯(lián)關系不穩(wěn)定,接力器擺動,開度限制開關失靈,電液轉(zhuǎn)換器卡澀,局部反饋系數(shù)調(diào)整不當;電氣故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速狀態(tài),這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為電器元件老化損壞,電液轉(zhuǎn)換器引線振動,測頻回路線性度差,電源消失、跳閘停機;靜態(tài)特性異常及超標的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為導葉開關時間、隨動準確度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為水態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)調(diào)整不當,轉(zhuǎn)速死區(qū)超標,調(diào)速器整體不靈敏度超標,接力器不動時間偏大,接力器準確度指標偏大;動態(tài)特性異常及超標的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為pid參數(shù)、轉(zhuǎn)速波動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為過度過程波動次數(shù)超標,最大頻率偏差偏大調(diào)速時間過大,轉(zhuǎn)速最大調(diào)整量超標,最佳參數(shù)選擇不當;油位異常的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油位、壓力,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油位自動信號不正常,回油箱油位異常,壓力油罐壓力偏低或偏高;閥組故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速狀態(tài),這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為閥組卡澀、堵塞,濾油泵逆止閥卡死,最小壓力閥事故動作,安全閥釋放;油質(zhì)污染的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為調(diào)速執(zhí)行情況,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油質(zhì)不符合標準,油中混油雜質(zhì),油質(zhì)含有金屬粉末;油泵故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油泵啟動次數(shù)、泄漏量、壓力,這樣的故障參數(shù)對應的設備為調(diào)速系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油泵切換不到位,出油管泄漏,油泵啟動異?;蝾l繁啟動,油泵外殼襯套破裂。
主變壓器故障診斷規(guī)則為:繞組短路的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、振動直流電阻、保護動作,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為繞組相間短路,對地短路,內(nèi)部引線短路,變壓器外殼短路;繞組絕緣故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、變壓器油位,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為變壓器溫升超限,液體油絕緣故障,絕緣紙故障;繞組放電故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油樣參數(shù)、油氣色譜,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為變壓器油與氣,故障的原因為局部放電超標,火花放電超標,電弧放電超標;鐵芯起火的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為負載電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為加緊螺釘絕緣破損,個別鋼片間絕緣破損;鐵芯多點接地的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為鐵芯溫度、繼電保護、繞組溫度、油溫,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、變壓器油,故障的原因為泵軸承磨損粉末沉積,油箱含金屬異物、油污污垢,鐵芯不均勻電壓形成環(huán)流;高壓套管漏油的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為套管油溫、油量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為套管損壞裂紋,套管外殼擊穿,套管油溫過高;高壓套管絕緣下降的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為套管油溫、油量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為套管油,故障的原因為套管受潮,套管老化,介質(zhì)損耗因素變化,套管運行臟污;無載分解開關故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為分接開關觸頭彈簧彈力及機械強度、三相線距離、變壓器油箱異響,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為觸頭、變壓器油箱,故障的原因為開關受潮油污相間短路,開關編號錯誤亂檔,電路懸浮放電,機械缺陷和不足;有載分解開關故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為分解開關動作、電源空氣開關狀態(tài)、油室內(nèi)絕緣,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為開關保護誤動,油箱密封不嚴,滲漏,開關上下輪卡死,相間短路,開關密封不嚴,觸頭間電弧形成;變壓器油質(zhì)變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油樣參數(shù)、耐壓,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為變壓器油,故障的原因為電場干擾,紫外線干擾,油溫度、濕度影響,環(huán)境氧氣影響;變壓器油質(zhì)量特性變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油中氣體成分、變壓器油酸值,這樣的故障參數(shù)對應的設備為主變壓器,具體的部件為變壓器油與氣、絕緣紙,故障的原因為特征氣體濃度失調(diào),油中氣體成分變化,介質(zhì)損失升高,酸價上升,油粘度大,油質(zhì)污染變質(zhì),含水及機械污染物。
推力軸承系統(tǒng)故障診斷規(guī)則為:軸電壓升高的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為軸電流、油膜電阻,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為軸承油膜,故障的原因為軸承絕緣損壞;機組穩(wěn)定性差的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為上下水導、上下機架,故障的原因為空蝕磨損嚴重,振擺超標,水力激振影響;油室供油故障的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為油壓、油溫、油質(zhì),這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為油室供油受阻,油室設計不合理,油質(zhì)污染;軸瓦變化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為溫度、負荷,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng)、瓦溫,故障的原因為軸承溫度升高,單位負荷運行過大,啟停機頻繁,老化;支撐螺釘變形的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為負荷,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為原始調(diào)整狀況不良,過載運行,制造缺陷;軸承受力失調(diào)的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為擺度、負荷,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為上下水導、計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為機組運行負荷不均,軸承不平度超標;推力頭變形的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為上下水導,上下機架,故障的原因為推力頭與鏡板連接螺絲松動,推力頭與軸頸存在間隙,鏡板與推力頭墊片損壞,安裝工藝不良,制造缺陷;潤滑油脂理化指標破壞的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為潤滑油質(zhì)指標、油量,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為潤滑油脂,故障的原因為油酸酯不符合指標要求,抗氧化安定性破壞,抗乳化度指標破壞,運動粘度指標超限;潤滑油脂污染嚴重的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為潤滑油指標,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為潤滑油脂,故障的原因為污染雜質(zhì)嚴重,油中含水分,固體金屬顆?;烊?;油中濃度破壞的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為絕緣強度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為潤滑油脂軸瓦,故障的原因為油中磨損金屬濃度過大,添加劑劑量大;鏡板面光潔度差的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為潤滑油絕緣強度、振動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為鏡板,故障的原因為鏡板維護處理不足,油中進入固體顆粒撞擊,油中進水鏡面腐蝕;鏡板自然老化的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為服役時間、啟停機次數(shù),這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為超服役年限運行,頻繁啟動;鏡面宏觀不平度增大的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為機架振動、轉(zhuǎn)頻、推力瓦應力脈動,這樣的故障參數(shù)對應的設備為推力軸承系統(tǒng),具體的部件為機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、推力瓦應力,故障的原因為鏡板與推力頭墊片不平損壞,推力頭變形,鏡板變形彎曲翹變,結(jié)構缺陷。
軸系故障診斷規(guī)則為:軸系剛性不達標的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、轉(zhuǎn)頻,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng),故障的原因為軸承支撐系統(tǒng)剛度不足,軸系弓狀回旋運行,轉(zhuǎn)動部件松動,主軸剛度不良、過細過長,自振頻率下降;不對中的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為軸承間隙、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導,故障的原因為機組固定部件缺陷,軸承間隙不勻,軸系水平調(diào)整不良,安裝檢修處理不當;旋轉(zhuǎn)部件磨損的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、軸瓦,故障的原因為轉(zhuǎn)動部件與固定部件間隙不勻,轉(zhuǎn)動部件局部損壞,過流部件水流不對稱,變工況運行或共
振;轉(zhuǎn)動部件松動的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、異響、勵磁電流,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下機架、水導,故障的原因為推力頭松動,推力頭與鏡板墊片老化,推力頭與軸頸有間隙,轉(zhuǎn)子磁極有松動,泄水錐松動脫落;動不平衡的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、導軸承瓦溫、轉(zhuǎn)頻,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、軸瓦,故障的原因為轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡,轉(zhuǎn)輪質(zhì)量不平衡,發(fā)電機電磁不平衡,過流部件水力不平衡,主軸及勵磁轉(zhuǎn)子不平衡;主軸彎曲的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為振動、擺度、瓦溫,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、機架、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、軸瓦,故障的原因為法蘭組合面與主軸不垂直,主軸法蘭墊片松動,推力頭與鏡板間的墊片損壞;旋轉(zhuǎn)中心不對中的故障診斷結(jié)論,推導出產(chǎn)生的故障參數(shù)為擺度,這樣的故障參數(shù)對應的設備為軸系,具體的部件為上下水導、鏡板,故障的原因為上下環(huán)厚度不均,推力頭平面垂直度差,鏡板變形,鏡板上下不平行,機組運行徑向力大。故障推導規(guī)則如下表所示:
本發(fā)明對水電機組故障診斷的結(jié)論進行反向推導,不同故障診斷結(jié)論對應不同的設備故障、不同的部件故障、不同的故障原因,維修人員可根據(jù)不同的故障原因,快速做出相應的處理措施,大大減少了檢修人員故障原因查找和故障處理的時間,提高了設備維修的效率。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解,上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明,凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案,均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。