CN111521328A - 一种检测发电机组调速器液压系统渗漏故障的方法 - Google Patents

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王江
张洪涛
吴明波
吴涛
张宏
邢志江
郗发刚
张兴明
杨昶宇
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Abstract

本发明提供一种检测发电机组调速器液压系统外漏故障的方法，包括：1）设定油罐油位正常值为、回油箱油位正常值为；2）通过水轮发电机组调速器液压系统现有的油位传感器以及计算机监控系统，实时获取油罐油位值、回油箱油位值；3）计算1‑n时段内的n个油位系数值；4）绘制曲线图；5）计算油位系数平均值；6）计算偏差占比；7）进行下列比对：当曲线图上的运行曲线平稳，且K 偏差值在10%以内，检测出调速器液压系统运行正常；当曲线图上的运行曲线出现下降趋势，且K 偏差值超过10%，检测出调速器液压系统出现渗漏故障；8）制定检修计划、消除故障。

Description

一种检测发电机组调速器液压系统渗漏故障的方法
技术领域
本发明涉及一种检测调速器液压系统渗漏故障的方法，尤其是一种基于液压油位系数变化实时检测发电机组调速器液压系统渗漏故障的方法，属于水轮发电机辅机故障检测技术领域。
背景技术
水轮发电机调速器液压系统由压力油罐、回油箱、主配压阀、伺服比例阀、调速器接力器、漏油装置及管路系统构成。水轮发电机调速器液压系统的作用如下：一是实现水轮机转速的单机调节和控制；二是保证机组按照规定操作程序进行自动启动或停机、空载单机或并网带负荷运行，并能在机组运行过程中出现故障时，能够进行手动和自动停机及必要的机组保护操作，以保证机组的安全运行。也就是说调速器液压系统在机械设备中具有非常重要的作用，而且其也是自动化系统和控制系统的关键组成部分，液压系统的稳定运行能够保证主要系统的安全稳定性。因此，对调速器液压系统液压油外漏故障进行检测十分必要。现阶段，检测调速器液压系统运行情况的主要方式有：1)工作人员定期到现场对液压系统设备进行巡检，通过现场检查系统压力、管路渗漏情况、油罐及回油箱油位、漏油箱油位等是否正常，来判断调速器液压系统的运行情况；2)机组A级检修过程中，对所有管路系统的密封情况进行检查和更换；3)B、C、D级检修时，针对液压系统渗漏点进行专项处理。另外在实际生产中，调速器液压系统也存在渗漏隐患，目前对运行机组调速器液压系统渗漏情况缺乏有效的直接检测手段，仅通过现场工作人员的定期巡检、以及调速器液压系统设备月运行分析报告，来判断调速器液压系统运行状况，无法准确及时掌握系统运行情况。因此，有必要对现有技术加以改进。
发明内容
为了实时、连续地在线检测调速器液压系统的液压油是否外漏，避免因液压油外漏使系统压力持续下降，影响调速器液压系统的调节能力，甚至因液压油压力过低而引起机组事故，本发明提供一种基于油位系数变化检测发电机组调速器液压系统渗漏故障的方法。
本发明通过油位系数的变化趋势，实时检测发电机组调速器液压系统渗漏故障，以便及时消除故障，避免故障扩大，保证调速器液压系统的运行可靠性、稳定性；对渗漏故障严重的，进行检修处理，缩短检修工期，节约检修成本，保证机组检修质量。
本发明通过下列技术方案实现：一种检测发电机组调速器液压系统外漏故障的方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)设定油罐油位正常值为H0、回油箱油位正常值为h0；
(2)通过水轮发电机组调速器液压系统现有的油位传感器以及计算机监控系统，实时获取油罐油位值H、回油箱油位值h；
(3)根据步骤(2)实时获取的油罐油位值H、回油箱油位值h，以及步骤(1)设定的油罐油位值H0、回油箱油位值h0，按下式计算1-n时段内的n个油位系数值k：
Figure BDA0002517298440000031
式中：
k表示油位系数；
h表示获取的回油箱油位；
H表示获取的油罐油位；
H0表示设定的油罐油位值；
h0表示设定的回油箱油位值；
(4)根据步骤(3)的n个油位系数值，以时间为横座标、以油位系数值为纵座标，绘制曲线图，并从该曲线图上的运行曲线中选取稳定的油位系数平均值作为报警值K；
(5)根据步骤(3)计算的n个油位系数值，按下式计算油位系数平均值：
Figure BDA0002517298440000032
式中：
n表示油位系数值数量；
k表示1-n个时刻点的油位系数值；
Figure BDA0002517298440000034
表示n时段内的n个油位系数的平均值；
(6)根据步骤(5)的油位系数平均值K以及步骤(4)的报警值K，按下式计算偏差占比：
Figure BDA0002517298440000033
并以时间为横坐标，K偏差为纵坐标绘制曲线图；
(7)根据步骤(4)的曲线图上的运行曲线和步骤(6)的K偏差值及曲线图进行下列比对：
当曲线图上的运行曲线平稳，且K偏差值在10％以内，检测出调速器液压系统运行正常；
当曲线图上的运行曲线出现下降趋势，且K偏差值超过10％，检测测出调速器液压系统出现渗漏故障；
(8)根据步骤(7)的检测结果，制定消缺计划或检修计划及处理措施，以便消除调速器系统外漏故障，保证系统可靠稳运行。
本发明的原理：水轮发电机调速器液压系统是一个液压油内部循环独立系统。系统工作时压力油由压力油罐供给操作机构，同时，无压油回到回油箱，当压力油罐的油位或油压低于某一定值时，调速器油泵工作，将调速器回油箱的油通过油泵抽至压力油罐中进行补充，形成整个油路的循环，因此理论上压力油罐油量变化量与回油箱油量的变化量是一样的。调速器液压系统运行过程中如果存在外漏，则回到回油箱的油会减少，过程中油位系数也会逐渐降低，同时回油箱油位也有降低趋势。
本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，不仅可实时检测水轮发电机组调速器液压系统渗漏故障，还能根据油位系数变化的快慢检测渗漏故障程度，及早发现渗漏问题，及时做到接漏、消缺，避免因渗漏故障扩大造成环境污染甚至引起机组事故停机，同时还可根据调速器液压系统渗漏情况制定检修计划，调整检修工期，并在检修时对调速器液压系统渗漏点进行专项处理，保证系统稳定可靠运行，延长设备使用寿命。
附图说明
图1为某个时间段的油位系数曲线图；
图2为某个时间段的油位系数偏差曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本实施例1以某电厂2019年8月，2号水轮发电机组调速器液压系统运行情况为例，进行的实际检测，包括下列步骤：
(1)设定水轮发电机组调速器液压系统油罐油位值H0＝600、回油箱油位值h0＝300；
(2)通过水轮发电机组调速器液压系统现有的油位传感器以及计算机监控系统，实时获取油罐油位值H、回油箱油位值h，见表1：
表1部分时刻回油箱、压力油罐实时油位：
Figure BDA0002517298440000051
(3)根据步骤(2)实时获取的油罐油位值H、回油箱油位值h，以及步骤(1)设定的油罐油位值H0、回油箱油位值h0，按下式计算1-10时段内的10个油位系数值k，见表2：
Figure BDA0002517298440000061
表2部分时刻油位系数值：
时刻 实时油位系数k
2019-09-01 09:05:44 0.36
2019-09-01 09:11:44 0.32
2019-09-01 09:17:44 0.33
2019-09-01 09:23:44 0.32
2019-09-01 09:29:44 0.34
2019-09-01 09:35:44 0.32
2019-09-01 09:41:44 0.29
2019-09-01 09:47:44 0.30
2019-09-01 09:53:44 0.33
2019-09-01 09:59:25 0.29
(4)根据步骤(3)的10个油位系数值，以时间为横座标、以油位系数值为纵座标，绘制曲线图，如图1左侧，并从图1左侧的运行曲线中选取稳定的油位系数平均值作为报警值K，该报警值K＝0.4；
(5)根据步骤(3)计算的10个油位系数值，按下式计算油位系数平均值：
Figure BDA0002517298440000062
式中n值取10，计算得到
Figure BDA0002517298440000063
(6)根据步骤(5)的油位系数平均值
Figure BDA0002517298440000066
以及步骤(4)的报警值K，按下式计算油位系数偏差K偏差：
Figure BDA0002517298440000064
得到：
Figure BDA0002517298440000065
并以时间为横坐标，K偏差为纵坐标绘制曲线图，如图2左侧：
(7)根据步骤(4)的曲线图上的运行曲线和步骤(6)的K偏差值及曲线图进行下列比对：
曲线图上的运行曲线出现下降趋势，如图1左侧，且K偏差值超过10％，并呈上升趋势，如图2左侧，检测出调速器液压系统出现渗漏故障；
(8)根据步骤(7)的检测结果，运行人员对2号机组调速器液压系统开展详细检查，发现2号机组调速器手动锁锭侧导叶接力器前端盖与筒体结合面处渗油，进一步检查为导叶接力器前端盖与筒体结合面的“O”形密封圈损伤造成渗油，故采取油盒接取渗油，并及时回收，更换“O”形密封圈，对2号机组调速器回油箱进行了补油；
(9)处理后，重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)、(6)，得到绘制的曲线图，如图1右侧以及图2右侧；
曲线图上的运行曲线平稳，如图1右侧，且K偏差值在10％以内，如图2右侧，检测出调速器液压系统运行正常，说明本发明的检测有效、准确、可靠。

Claims (1)

1.一种检测发电机组调速器液压系统外漏故障的方法，其特征在于包括下列步骤：
1)设定油罐油位正常值为H0、回油箱油位正常值为h0；
2)通过水轮发电机组调速器液压系统现有的油位传感器以及计算机监控系统，实时获取油罐油位值H、回油箱油位值h；
3)根据步骤2)实时获取的油罐油位值H、回油箱油位值h，以及步骤1)设定的油罐油位值H0、回油箱油位值h0，按下式计算1-n时段内的n个油位系数值k：
Figure FDA0002517298430000011
式中：
k表示油位系数；
h表示获取的回油箱油位；
H表示获取的油罐油位；
H0表示设定的油罐油位值；
h0表示设定的回油箱油位值；
4)根据步骤3)的n个油位系数值，以时间为横座标、以油位系数值为纵座标，绘制曲线图，并从该曲线图上的运行曲线中选取稳定的油位系数平均值作为报警值K；
5)根据步骤3)计算的n个油位系数值，按下式计算油位系数平均值：
Figure FDA0002517298430000021
式中：
n表示油位系数值数量；
k表示1-n个时刻点的油位系数值；
Figure FDA0002517298430000023
表示n时段内的n个油位系数的平均值；
6)根据步骤5)的油位系数平均值
Figure FDA0002517298430000024
以及步骤4)的报警值K，按下式计算偏差占比：
Figure FDA0002517298430000022
并以时间为横坐标，K偏差为纵坐标绘制曲线图；
7)根据步骤4)的曲线图上的运行曲线和步骤6)的K偏差值及曲线图进行下列比对：
当曲线图上的运行曲线平稳，且K偏差值在10％以内，检测出调速器液压系统运行正常；
当曲线图上的运行曲线出现下降趋势，且K偏差值超过10％，检测出调速器液压系统出现渗漏故障；
8)根据步骤7)的检测结果，制定消缺计划或检修计划及处理措施，以便消除调速器系统外漏故障，保证系统可靠稳运行。
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