大型水輪機(jī)組綜合測(cè)試系統(tǒng)研制

孔繁軍

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司,哈爾濱 150040）

近年來(lái)由于機(jī)器故障所引起的眾多事故和它所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失,人們不得不對(duì)水電站設(shè)備的檢測(cè)系統(tǒng)提出了更高的要求。

1 軟件功能模塊組成的研制

1.1 測(cè)試、校準(zhǔn)模塊

測(cè)試模塊使用智能診斷子系統(tǒng)和人機(jī)接口子系統(tǒng)。接口是來(lái)獲得采集的參數(shù),用此數(shù)據(jù)作為被檢系統(tǒng)的評(píng)定指標(biāo)。以電廠現(xiàn)實(shí)需求為目標(biāo)該系統(tǒng)的用于數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)采集任何時(shí)間的靜態(tài)數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)，更高級(jí)的是可以向智能模塊獲取時(shí)域、頻域的信息,主要是能顯示出水電機(jī)組獨(dú)特的振動(dòng)、擺度、水壓脈動(dòng)、機(jī)組的流量、轉(zhuǎn)速、接力器路程、發(fā)電機(jī)相應(yīng)功率、電流、電壓以及發(fā)電機(jī)斷路器位置等信號(hào)。 數(shù)據(jù)總庫(kù)以及管理系統(tǒng)用于存放信息。通過(guò)與正常運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)的比較比較，對(duì)異常的狀態(tài)作出判斷。校正模塊負(fù)責(zé)被測(cè)對(duì)象的校準(zhǔn),來(lái)保正被測(cè)對(duì)象有最好的工作狀態(tài)。

1.2 控制模塊、數(shù)據(jù)處理及輸出模塊

控制模塊采用標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出被測(cè)對(duì)象的各種參數(shù),其也是評(píng)定測(cè)試系統(tǒng)的依據(jù)。數(shù)據(jù)處理的過(guò)程應(yīng)用到很多計(jì)量學(xué)的處理方法,并且對(duì)于不一樣的參數(shù)處理方法也不一樣。所以用功能較為強(qiáng)大的EXCEL電子表格來(lái)完成數(shù)據(jù)處理。其中包括多種幅度數(shù)值的分析、頻譜分析 ；不同信號(hào)的變化分析；計(jì)算機(jī)組轉(zhuǎn)速、水壓上升或下降率的分析；導(dǎo)葉動(dòng)作特征值的分析。應(yīng)用了數(shù)字和模擬兩種通信方式。可根據(jù)水電廠中央監(jiān)控系統(tǒng)要求選擇相應(yīng)通信方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的通信。

1.3 機(jī)組性能模塊

機(jī)組性能模塊具有控制水輪機(jī)組相對(duì)穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)完成有關(guān)機(jī)組穩(wěn)定性的全部試驗(yàn)項(xiàng)目，還可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)需要的其他試驗(yàn)項(xiàng)目。監(jiān)測(cè)暫態(tài)過(guò)程狀況、效率及絕對(duì)效率，滿足了機(jī)組對(duì)相對(duì)和絕對(duì)效率試驗(yàn)的一切要求。調(diào)速器快慢、動(dòng)平衡是否符合標(biāo)準(zhǔn)；調(diào)控導(dǎo)葉漏水量、發(fā)電機(jī)惰性停機(jī)功能等。模塊基本上包含所有的水輪機(jī)組硼金項(xiàng)目。

2 硬件功能模塊的研制

2.1 機(jī)組電路的研制

轉(zhuǎn)換電路就是用來(lái)由綜合測(cè)試系統(tǒng)的參數(shù)測(cè)試需要,輸出來(lái)非常高精度的電子信號(hào)或是模擬實(shí)際參數(shù)特性(電流、電壓、頻率、溫度等)。該標(biāo)準(zhǔn)裝置采用新型研制的16通徑數(shù)字閥，來(lái)確保接力器的微調(diào),系統(tǒng)無(wú)沖擊,提高裝置的動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)新型數(shù)字閥應(yīng)用數(shù)字信號(hào)調(diào)控,直接就能與計(jì)算機(jī)接口,不再用A /D和D /A轉(zhuǎn)換,增強(qiáng)調(diào)速器抗干擾能力、使其控制更為精確。抗混濾波電路是用來(lái)保證每一個(gè)信號(hào)的測(cè)試精度。更重要的是研制出了有效的噪聲抑制系統(tǒng)，使其頻率信號(hào)發(fā)生器輸出頻率的精度達(dá)到士0.002。

2.2 采集數(shù)據(jù)的方式以及超負(fù)荷時(shí)間的研究性

對(duì)于大型水輪機(jī)組啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集程序方式的研究。以前在國(guó)內(nèi)大型水輪機(jī)組在機(jī)組負(fù)荷檢驗(yàn)中，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集的方式都是人工來(lái)啟動(dòng)的方式,這樣就很容易發(fā)生配合不當(dāng)而造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失，也不會(huì)允許重復(fù)試驗(yàn)的過(guò)失。現(xiàn)在本系統(tǒng)就以上缺點(diǎn)提出“引用跳閘信號(hào)方式”。

2.3 硬件補(bǔ)救措施

由實(shí)際實(shí)施得出在大型水輪機(jī)機(jī)組甩負(fù)荷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)過(guò)程中可能發(fā)生上述硬件突然出現(xiàn)毛病并且試驗(yàn)工作人員沒(méi)有辦法快速處理診斷使其恢復(fù)。所以為了確保本系統(tǒng)的高效性、可靠性,設(shè)計(jì)人員還特別研制出有關(guān)補(bǔ)救實(shí)施方案。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，水電廠的自動(dòng)化程度也在不斷地提高,對(duì)大型水輪機(jī)機(jī)組的振動(dòng)、擺度等在線監(jiān)測(cè)已經(jīng)越來(lái)越重視。即使水輪機(jī)組容量不斷的增加,該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)并診斷的功能。基本實(shí)現(xiàn)了我國(guó)的大型電廠不需工作人員值守及少人值班的要求，更重要的是大型水輪水輪機(jī)機(jī)組的健壯保障。在目前大型水輪機(jī)快速可持續(xù)發(fā)展的今天，研制出就有經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有效、可靠性的系統(tǒng)的是非常及時(shí)的，為我國(guó)大型水輪機(jī)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。

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