调速器液压随动系统故障在线监测和诊断系统的研究.pdfVIP

第六届全国水力机械及其系统学术会议 HMAS6-046 2013年10 月18-20 浙江·杭州 调速器液压随动系统故障在线监测与诊断系统 研究 范明树，郭江，张珂斐，袁方 （武汉大学动力与机械学院，湖北武汉430072） （School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China） 摘要 在分析调速器液压随动系统的物理结构、工作原理和故障机理的基础之上，提出了利用改进的 FMECA 进行故障定性分析，并采用与基于分布式物理图网建模方法建立的调速器液压随动系统模 型相结合进行故障诊断的新方法。以开机过程中伺服阀故障为例，进行仿真分析。测试结果表明， 该方法简单、可靠，能准确定位系统的故障。 关键词 水轮机调速器；液压随动系统；分布式物理图网建模；故障诊断；FMECA 家制定正确的维修策略，从而逐步实现维修自 引 言 动化，达到在提高维修质量的同时减少维修费 由于设备的可利用率和维护成本直接关系 用的目的，这对提高整个水轮机调速系统的性 到企业的经济效益与市场竞争力，及早发现设 能具有十分重要的意义。 备存在的隐患和缺陷，采用预测性检修体制， 本文在分析液压随动系统的物理结构、工 加强管理，实施有目的的设备维修保养，将会 作原理和故障机理的基础之上，利用改进的 给电厂及电网带来显著的经济效益和社会效 FMECA 进行故障定性分析，建立调速器液压 益。水轮机调速器液压随动系统是水轮发电机 随动系统的分布式物理图网模型，并采用与仿 组的关键控制设备，直接影响机组的运行特性 真模型提取定量的特征指标相结合的方法进行 和经济性能指标。因此从其可靠性和可用性出 故障诊断。以开机过程中伺服阀故障为例，进 发，实时掌握调速器液压随动系统的运行状态 行仿真分析。测试结果表明，该方法简单、可 和变化趋势，加强监测和诊断，为逐步实现从 靠，能准确定位系统的故障。 计划检修向状态检修过渡打下坚实的基础。 1. 液压随动系统故障模式、影响及危害 随着数字调速器的普遍应用，调速系统实 性分析 现了基本的状态监测和故障诊断功能，如开机 失败和无法并网等。但是这些功能仅着重于机 水轮机调速器的液压随动系统主要由电气- 组关键设备的控制和保护，不进行设备整体健 液压信号转换装置、液压放大、机械手臂和位 康状态的评价；对于设备故障只在事后给出报 置反馈等部分组成，如图 1 所示。 警信号，监测的信息也不全面，无法进行多参 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)是 数藕合下状态识别与诊断；对调速系统设备的 对产品各组成单元(元器件、组件、分系统、系 状态分析和故障诊断全部依赖专业人员的人工 统)潜在的各种故障模式、故障原因及其影响产 判断，无法满足状态检修的应用需求；由于调 品功能的致命程度进行分析，把每个潜在的故 速器液压随动系统工作环境恶劣，对其灵敏度 障模式按其严重