CN115096579A - 一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统，其中该方法应用于入水轮机调速器系统中电调柜的PLC控制器，所述PLC控制器内设置有水轮机调速器导叶分配阀的动作故障检测程序，所述方法包括：采集所述水轮机调速器系统的运行信息；基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。本发明提供的技术方案，能够确保水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测的高可靠性、高耐用性且适用性广。

Description

一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统

技术领域

本申请涉及分配阀动作故障检测技术领域，尤其涉及一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统。

背景技术

水轮机调速器导叶分配阀是调速器系统中核心中枢机械部件，直接作用在整个液压系统，控制导水机构的调节操作，分配阀故障也是水电厂一级过速动作事故停机条件；因此分配阀故障严重影响水轮发电机组的安全稳定运行；调速器系统如何正确检测分配阀故障也显得尤为关键。

当前国内调速器的分配阀故障检测主要为依靠安装在分配阀上平衡板的限位开关信号进行判断，平衡板跟随分配阀实时动作来闭合或断开限位开关，实现分配阀位置信号监测，进而判断是否存在分配阀故障。但此种方式存在较大缺点：一是装置需要频繁跟随分配阀动作，长此以往存在支架传动机构磨损严重、限位开关弹簧老化疲劳、信号易抖动等缺陷，直接影响分配阀故障检测准确性；二是此装置仅可判断分配阀往关闭方向动作故障、缺少开方向故障判断功能，使得检测不全面；三是限位开关一般动作行程较主配行程偏短，长时间动作后，导致安装支架易松脱且信号动作不灵敏，导致水轮机不能长期稳定的运行。

发明内容

本申请提供的一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统，以至少解决相关技术中的分配阀故障检测不准确和检测不全面导致的水轮机不能够长期稳定运行的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法，应用于入水轮机调速器系统中电调柜的PLC控制器，所述PLC控制器内设置有水轮机调速器导叶分配阀的动作故障检测程序，所述方法包括：

采集所述水轮机调速器系统的运行信息；

基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。

本申请第二方面实施例提出一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测系统，所述系统包括：

采集模块，用于采集所述水轮机调速器系统的运行信息；

检测模块，用于基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。

本申请第三方面实施例提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本申请第一方面的预测方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请提供了一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统，所述方法包括：采集所述水轮机调速器系统的运行信息；基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。本发明提供的技术方案，能够确保水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测的高可靠性、高耐用性且适用性广。

本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请一个实施例提供的水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法的流程图；

图2为根据本申请一个实施例提供的水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法的具体流程图；

图3为根据本申请一个实施例提供的水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请提出的一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统，所述方法包括：采集所述水轮机调速器系统的运行信息；基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。本发明提供的技术方案，能够确保水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测的高可靠性、高耐用性且适用性广。

下面参考附图描述本申请实施例的一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法及系统。

实施例1

图1为本公开实施例所提供的一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法的流程图，该方法应用于入水轮机调速器系统中电调柜的PLC控制器，所述PLC控制器内设置有水轮机调速器导叶分配阀的动作故障检测程序，如图1所示，所述方法包括：

步骤1：采集所述水轮机调速器系统的运行信息；

需要说明的是，所述水轮机调速器系统的运行信息，包括：

水轮机调速器系统中电调柜的交流进线电源及直流进线电源的电源信息、PLC控制器的失灵离散量、导叶分配阀的理论开度值、导叶分配阀的实时开度值、导叶分配阀的变化速率、导叶的理论开度值、导叶的实时开度值、导叶的变化速率、水轮机的频率和导叶是否需要手动转动的运行信息。

步骤2：基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。

需要说明的是，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，包括：

若PLC控制器检测到所述电调柜的交流进线电源及直流进线电源的电源信息均消失，则确定电调柜失电。

需要说明的是，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

若PLC控制器检测到所述PLC控制器的失灵离散量等于零，则确定PLC控制器失灵。

示例的，当所述PLC控制器的离散量输出点会由1变为0时，所述PLC控制器失灵故障。

需要说明的是，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

获取预设时段的每个周期内所述导叶分配阀的理论开度值与所述导叶分配阀的实时开度值之差的绝对值；

若PLC控制器检测到所述预设时段内有A个周期所述绝对值均大于预设的导叶分配阀开度差阈值，且所述导叶分配阀的变化速率小于预设的第一变化速率阈值，则确定导叶分配阀的动作跟随故障。

需要说明的是，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

获取预设时段的每个周期内所述导叶的理论开度值和所述导叶的实时开度值之差的绝对值；

若PLC控制器检测到预设时段内有B个周期所述绝对值均大于预设的导叶开度差阈值，且所述导叶的变化速率小于预设的第二变化速率阈值，则确定导叶接力器的动作跟随故障。

需要说明的是，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

若PLC控制器检测到所述水轮机的频率为故障频率或所述水轮机的频率为正常频率且所述水轮机的频率大于预设的频率阈值，且导叶需要手动转动，则确定导叶分配阀的转动故障。

需要说明的是，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

若检测到出现电调柜失电或PLC控制器失灵、导叶分配阀的动作跟随故障、导叶接力器的动作跟随故障和导叶分配阀的转动故障中的任一项故障，则确定水轮机调速器导叶分配阀出现动作故障。

上述水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法的具体实施方式可以如图2所示。

综上所述，本公开实施例提供的水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法，通过采集所述水轮机调速器系统的运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，能够精准检测各种导叶分配阀故障原因；可以通过在水轮机调速器系统程序内进行逻辑判断，无需安装机械检测装置，有效避免了传统基于限位开关机械检测装置的支架松脱、支架转动机构磨损、限位开关弹簧老化、信号易抖动的问题，有效保护水轮发电机组的各机械部件的安全且有效避免因传统机械检测装置本体故障或不灵敏导致误动作致使非计划停运事件的发生；也能够全面囊括各类原因导致的导叶分配阀故障情况，同时本方法因仅需在调速器系统电调柜PLC控制器内增加程序逻辑判断，只要系统运行正常即可，使用寿命长，几乎无现场维护工作量，也可以广泛应用于各类水轮机发电机组调速器系统中，解决导叶分配阀检测不准等问题。

实施例2

图3为本公开实施例所提供的一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测系统的结构图，如图3所示，所述系统可以包括：

采集模块100，用于采集所述水轮机调速器系统的运行信息；

检测模块200，用于基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。

在本公开实施例中，所述水轮机调速器系统的运行信息，包括：

水轮机调速器系统中电调柜的交流进线电源及直流进线电源的电源信息、PLC控制器的失灵离散量、导叶分配阀的理论开度值、导叶分配阀的实时开度值、导叶分配阀的变化速率、导叶的理论开度值、导叶的实时开度值、导叶的变化速率、水轮机的频率和导叶是否需要手动转动的运行信息。

在本公开实施例中，所述检测模块200具体用于：

若PLC控制器检测到所述电调柜的交流进线电源及直流进线电源的电源信息均消失，则确定电调柜失电。

在本公开实施例中，所述检测模块200还用于：

若PLC控制器检测到所述PLC控制器的失灵离散量等于零，则确定PLC控制器失灵。

在本公开实施例中，所述检测模块200还用于：

获取预设时段的每个周期内所述导叶分配阀的理论开度值与所述导叶分配阀的实时开度值之差的绝对值；

若PLC控制器检测到所述预设时段内有A个周期所述绝对值均大于预设的导叶分配阀开度差阈值，且所述导叶分配阀的变化速率小于预设的第一变化速率阈值，则确定导叶分配阀的动作跟随故障。

在本公开实施例中，所述检测模块200还用于：

获取预设时段的每个周期内所述导叶的理论开度值和所述导叶的实时开度值之差的绝对值；

若PLC控制器检测到预设时段内有B个周期所述绝对值均大于预设的导叶开度差阈值，且所述导叶的变化速率小于预设的第二变化速率阈值，则确定导叶接力器的动作跟随故障。

在本公开实施例中，所述检测模块200还用于：

若PLC控制器检测到所述水轮机的频率为故障频率或所述水轮机的频率为正常频率且所述水轮机的频率大于预设的频率阈值，且导叶需要手动转动，则确定导叶分配阀的转动故障。

在本公开实施例中，所述检测模块200还用于：

若检测到出现电调柜失电或PLC控制器失灵、导叶分配阀的动作跟随故障、导叶接力器的动作跟随故障和导叶分配阀的转动故障中的任一项故障，则确定水轮机调速器导叶分配阀出现动作故障。

综上所述，本公开实施例提供的水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测系统，所述系统包括：采集模块100和检测模块200，通过采集所述水轮机调速器系统的运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，能够精准检测各种导叶分配阀故障原因；可以通过在水轮机调速器系统程序内进行逻辑判断，无需安装机械检测装置，有效避免了传统基于限位开关机械检测装置的支架松脱、支架转动机构磨损、限位开关弹簧老化、信号易抖动的问题，有效保护水轮发电机组的各机械部件的安全且有效避免因传统机械检测装置本体故障或不灵敏导致误动作致使非计划停运事件的发生；也能够全面囊括各类原因导致的导叶分配阀故障情况，同时本方法因仅需在调速器系统电调柜PLC控制器内增加程序逻辑判断，只要系统运行正常即可，使用寿命长，几乎无现场维护工作量，也可以广泛应用于各类水轮机发电机组调速器系统中，解决导叶分配阀检测不准等问题。

实施例3

为了实现上述实施例，本公开还提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本实施例提供的计算机设备，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现实施例1中的方法。

说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测方法，应用于入水轮机调速器系统中电调柜的PLC控制器，所述PLC控制器内设置有水轮机调速器导叶分配阀的动作故障检测程序，其特征在于，所述方法包括：

采集所述水轮机调速器系统的运行信息；

基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述水轮机调速器系统的运行信息，包括：

水轮机调速器系统中电调柜的交流进线电源及直流进线电源的电源信息、PLC控制器的失灵离散量、导叶分配阀的理论开度值、导叶分配阀的实时开度值、导叶分配阀的变化速率、导叶的理论开度值、导叶的实时开度值、导叶的变化速率、水轮机的频率和导叶是否需要手动转动的运行信息。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，包括：

若PLC控制器检测到所述电调柜的交流进线电源及直流进线电源的电源信息均消失，则确定电调柜失电。

4.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

若PLC控制器检测到所述PLC控制器的失灵离散量等于零，则确定PLC控制器失灵。

5.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

获取预设时段的每个周期内所述导叶分配阀的理论开度值与所述导叶分配阀的实时开度值之差的绝对值；

若PLC控制器检测到所述预设时段内有A个周期所述绝对值均大于预设的导叶分配阀开度差阈值，且所述导叶分配阀的变化速率小于预设的第一变化速率阈值，则确定导叶分配阀的动作跟随故障。

6.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

获取预设时段的每个周期内所述导叶的理论开度值和所述导叶的实时开度值之差的绝对值；

若PLC控制器检测到预设时段内有B个周期所述绝对值均大于预设的导叶开度差阈值，且所述导叶的变化速率小于预设的第二变化速率阈值，则确定导叶接力器的动作跟随故障。

7.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

若PLC控制器检测到所述水轮机的频率为故障频率或所述水轮机的频率为正常频率且所述水轮机的频率大于预设的频率阈值，且导叶需要手动转动，则确定导叶分配阀的转动故障，其中所述预设的频率阈值可以为水轮机额定频率的115％。

8.如权利要求3、4、5、6或7所述的检测方法，其特征在于，所述基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测，还包括：

若检测到出现电调柜失电或PLC控制器失灵、导叶分配阀的动作跟随故障、导叶接力器的动作跟随故障和导叶分配阀的转动故障中的任一项故障，则确定水轮机调速器导叶分配阀出现动作故障。

9.一种水轮机调速器导叶分配阀动作故障检测系统，其特征在于，所述系统包括：

采集模块，用于采集所述水轮机调速器系统的运行信息；

检测模块，用于基于采集的所述运行信息和PLC控制器对水轮机调速器导叶分配阀是否出现动作故障进行检测。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

Images