基于VMD-WT-CNN与注意力机制的水电机组故障诊断

水电机组故障诊断依赖于振动监测信号,但信号中存在的噪声会干扰诊断模型对有效特征的提取,降低模型精度。对此,提出一种联合变分模态分解和小波阈值降噪的水电机组故障诊断方法。首先对水电机组振动监测信号进行变分模态分解,得到若干低、中、高频分量。其次,对高频分量进行小波变换并舍弃小波系数低于设置阈值的部分,中低频分量保留。最后,构建基于注意力机制的多通道深度卷积神经网络模型,将分量作为各通道的输入信号,实现水电机组的状态识别。以水电机组实测振动信号作为样本,设计多组对比试验,结果表明该方法可有效滤除水电机组振动监测信号中的噪声,提高诊断模型的识别准确率。

基于EMD-LSTM模型的水轮机组实测摆度信号预测方法研究

水电机组的运行状态直接影响电站及电网的安全稳定,预测机组监测的振动信号有助于改善故障诊断的缺陷。为此,将经验模态分解(EMD)和神经网络模型相结合,提出一种基于EMD-LSTM的水轮机组摆度信号预测模型,将该模型应用于国内某水电站的机组摆度信号预测中,并与LSTM、GA-BP和EMD-GABP模型预测结果进行比较。结果表明,该模型在机组摆度信号的预测方面表现出较高的精度,且优于其他模型。

冲击式水电机组不同工况下孤网运行的稳定性分析

我国西南建有大量的冲击式水电机组的水电站,这些水电站与电网联系薄弱,孤网运行稳定性问题突出。对此建立了冲击式水轮机的数学模型、完善了冲击式水电机组孤网分析模型,研究了孤网条件下冲击式水电机组的控制参数稳定域。首先,根据电站实际情况建立冲击式水轮机的非线性模型。其次,根据李雅普诺夫第一方法开展稳定性分析,在不同运行工况点对冲击式水轮机进行线性化,获得相关传递系数,代入孤网分析模型建立状态方程,根据临界稳定条件求出稳定域。最后,通过非线性模型仿真对分析结果进行验证。结果表明,喷针开度变化时对运行稳定域的影响较大,不能忽视;调速器参数整定时,需对所有运行工况进行分析,按最小稳定域工况进行参数优化。

水电厂机组可靠性分析与实际应用

水电厂可靠性指标是衡量机组运行、检修及故障停运情况的重要指标。文章基于高坝洲水力发电厂2012-2021年机组运行的可靠性指标统计数据表明,近十年设备维护得当,机组运行稳定可靠,为电网安全稳定运行提供了有力保障。同时从管理方法上分享了提高机组可靠性有效途径,可供同行借鉴。

水电站机组增容增效提质技术改造分析与关键技术

从保障设备本质安全、容量匹配与提升、水资源高效利用、多能互补需求等方面出发,对老旧水电站机组提质增效技术改造可行性进行阐述,表明老旧电站在增容增效提质改造方面具有巨大的实践潜力及综合整治效益。结合现代水轮机设计方法、发电机节能降耗设计、结构部件刚强度计算等关键技术手段,机组性能得到恢复或提升,同时可逐步推进电站数字化、智慧化、集约化建设,满足老旧电站的可持续发展要求。

全控器件大型水轮发电机组自动励磁系统设计

为保证大型水轮发电机组稳定运行,设计了基于全控器件的大型水轮发电机组自动励磁系统,通过全控器件实现发电机组自动励磁控制。以电压源型脉冲宽度调制变换器为全控器件,采用基于直接电流控制方法的电压源型脉冲宽度调制变换器控制方案并补充阻尼,避免其直流侧电压异常波动,优化了励磁系统电流质量。制定基于占空比调节的斩波器控制方案,调节励磁电压的占空比,避免发电机组励磁电流异常变化,完成大型水轮发电机组自动励磁控制。实验结果表明,该系统有较好的控制效果,可在1 s内实现大型水轮发电机组的稳定。

试探究125 MW海水轮发电机组的结构形式及水动力过程

通过介绍一种试探究的以波浪动能为原动力推动旋翼浮力桨花键竖轴式海水轮机转动,进而通过变速系统来带动125 MW水轮发电机发电的海水轮发电机组的结构形式及水动力过程,为海洋波浪能的开发与利用提供了参考。

水轮发电机组运行振动的故障分析与处理

文中以燕山湖水库电站1号机组为例,分析导致机组运行时出现振动及轴承温度升高的原因,并通过采取盘车、焊接、混凝土灌注方式,处理振动导致瓦温过高的问题,保证机组的稳定运行,可以为水轮发电机组运行期间处理振动故障提供参考和借鉴。

水电机组多通道振动信号融合智能工况识别研究

针对水力发电机组运行工况的智能识别问题,开展了信息融合与残差网络模型研究。首先,获取了水电机组多个关键部分的振动信号,依托本征正交分解实现了多通道振动信号的信息融合,实现了信号压缩与重构;进而,以深度残差网络模型为核心,分别以融合信号为输入、以机组运行工况为输出,构建了多通道振动信号与机组工况之间的决策模型;最后,以我国西南地区某台轴流式水电机组为对象,对其上下机架和定子系统的6通道振动信号进行了数据融合研究,实现了机组不同负荷、增减转速、启动停机等多种工况下识别功能,模型达到了98.33%的识别准确率。提出方法对于提高水电机组日常运维中的信息利用率和智能化水平具有参考意义。

大型水轮发电机调速器主配压阀频繁抽动问题分析及处理

梨园水电站因主配位移传感器异常导致主配频繁抽动,通过更换两路新的位移传感器,进行主配电气零位调整后再次进行快速开关导叶试验,得出主配位移传感器使用年限接近电子元件使用寿命后,传感器的线性度和灵敏度会存在一定程度上的失真从而导致调速器主配位移传感器反馈异常,进而造成主配频繁抽动的结论。通过采取相应的防范措施,对确保水电站机组长周期安全可靠稳定运行有着重要意义。

磨损间隙和机组转速对发电机推力轴承油槽密封泄露的影响

随着投产时间的推移,水电站轴承油槽盖密封被逐渐磨损,动静配合间隙增大,油雾逸出现象严重。为了探究磨损间隙和机组转速对油槽密封处油雾泄露的影响,建立了发电机推力轴承油槽密封几何模型,应用SSTκ-ω湍流模型,对不同间隙(0.2~2.0 mm)、不同转速(100~500 r/min)下油雾的泄露情况进行稳态数值模拟计算。结果表明,建立泄漏量、间隙值及转速三者之间的函数关系表达式,可发现间隙值对油雾泄漏量的影响比转速高;间隙增加后,密封齿的节流作用减弱,密封进口压力降低,加剧了油槽盖顶部的油雾泄露;进、出口处的流速随间隙值的增加而增大,当间隙值由0.2 mm增加至2.0 mm时,进口速度由20 m/s增加到113 m/s,出口速度由76 m/s增加到144 m/s,泄漏量由0.0344 kg/s增加到0.0538 kg/s。该研究可为水电站轴承油槽密封结构的优化、电站运行策略的制定及密封性能的判断提供一定的理论基础。

黄南电站水轮发电机组设计及现场试验

浙江省松阳县黄南电站装机2台5 000 kW混流式水轮发电机组,该电站具有水轮机水头变幅大的特点,满发时最大水轮机水头与最小水轮机水头的比值接近2倍。水头变幅大不仅给机组选型带来较大难度,还可能导致机组在局部工况下振动、摆度等机械性能变差,影响电站安全稳定运行。据此,合理选择水轮机转轮水力模型,确定机组额定工况点,选取合适的转轮直径和转速;分析机组振动、摆度试验成果,真机现场测试证明取得良好的运行效果。

不同负荷工况水轮发电机组轴系振动特性研究

建立水轮机组流道模型与轴系模型,采用流固耦合的方法,分析不同负荷稳态工况下水力因素诱发水轮机组轴系发生振动的动力学特性,并与电站的现场实测数据进行对比,验证该方法的可行性,进而研究典型稳态工况下的振动特性与内流特性的关联机理。结果表明,所得水导轴承处的振动特性与试验值基本吻合,振动变化与负荷变化趋势一致,因位置关系水导轴承与上导轴承的振动特性在幅值上存在一定差异,且在75%负荷工况运行时由于尾水管存在明显涡带机组水平振动幅值最大。研究结果可为水电站水轮机组在不同负荷下的稳定运行提供参考。

基于CFD的水轮发电机组推力轴承油槽油雾特性分析

在水轮发电机组中,推力轴承油槽的体积最大、内部结构相对更为复杂,故油槽内产生的油雾多,常会出现内甩油和外甩油现象,对机组的安全稳定运行产生很大影响。基于计算流体力学基本理论对某电站推力轴承建立计算模型,并改变压油叶栅数量,利用ICEM对三维模型划分网格,在Fluent中进行计算,利用CFD-POST分析推力轴承油槽油雾相关参数。结果表明,在水轮发电机组设计时,可适当增加压油叶栅数量,以增大叶栅上下温度差、降低叶栅下方油温、增大压力,从而更好地抑制内甩油现象,有效防止油雾因低压而扩散。

基于SCADA及时域最小二乘法的抽水蓄能电站发电机多工况参数辨识

为了辨识抽水蓄能电站发电机多种运行工况下的模型参数,通过建立发电机的微分方程模型,并经过数学推导建立了发电机实测数据变量与发电机待辨识参数数学关系。基于时域最小二乘法的原理,给出了发电机各工况下适用的参数辨识方法,并通过抽水蓄能电站的SCADA(supervisory control and data acquisition)数据采集系统获得运行数据并对各工况参数进行辨识。仿真验算运用南方电网某抽水蓄能在发电和抽水两种工况下的实际运行数据,通过编制C++程序分析计算得到发电工况和抽水工况下的抽水蓄能整个发电机系统的参数值。将参数值与实际铭牌值相比,误差不超过5%。仿真结果表明,运用高采样速度的实时运行数据,能够激发抽水蓄能机组的暂态和次暂态过程。这种经过采样数据和公式推导相结合的辨识方法比通过传统做实验的辨识方法更简单、方便、有效,且适合抽水蓄能机组多工况运行的特点。

陆浑水库水电站机电设备增效扩容改造设计方案探讨

小型水电站技术改造设计中由于受现有厂房布置、地下土建部分等因素限制,较新建电站的设计更为复杂。对此,以陆浑水库水电站增效扩容改造为例,在分析电站改造必要性和可行性的基础上,探讨了电站装机容量的确定及机组选型的设计思路,为工程设计提供了参考依据。

基于果蝇优化算法的GRNN水电机组状态趋势预测

针对水电机组振动的非线性、非平稳特性,提出了一种基于果蝇优化算法(FOA)的广义回归神经网络(GRNN)模型(FOAGRNN),实现了GRNN分布参数的优化选择,并对四川省新政航电工程3台机组5个不同部位的振动序列峰峰值进行了预测,与BP神经网络预测结果的均方误差(MSE)对比结果表明,FOAGRNN预测精度较高。

碧口水电站#1水轮机组增容改造后异常振动分析及处理

针对大唐公司碧口水电站#1机组增容技术改造后启动时的异常振动问题,通过采集上机架水平振动、主轴摆度等分析了引起#1机组异常振动的主要因素。分析结果表明,机组在不同运行状态下的综合稳定性特性是质量力、电磁力和水动力共同作用的结果,且在转子检修工艺中,应严格控制转子圆度,即使偏差在允许范围内,也要防止正偏差或负偏差集中到一侧。介绍了用动平衡方法解决碧口电站#1水轮机组异常振动问题的过程,提出了水电机组A级检修后的稳定性分析方法,同时提出了水轮机组技术改造和新机安装时的注意事项。

水轮发电机推力轴承用弹性油箱制造工艺方法

以某电站水轮发电机组的推力轴承装配用多波纹弹性油箱制造加工为例,介绍了传统制造工艺加工中因弹性油箱的产品特殊结构形式,加工特点、难点及加工精度等制约产生的不足之处。通过现在的先进设备加工能力进行分析和研究,提出了更加科学、有效的加工方案,并通过弹性油箱的实践试制和对比,总结和完善了更加高效、便捷的具体加工方案,对产品的加工效率、技术效果和品控有了质的提升。图4幅,表1个。

基于3D打印和VR技术的水轮发电机组教具设计

为了提升水轮发电机组运行的安全性、稳定性,定期的检修工作十分必要。对检修工艺的熟练掌握是确保作业安全和检修质量的重要因素,通过专项技能培训是实现这一目标的重要手段。运用三维建模软件对立轴半伞式水轮发电机组进行建模开发,完成一套高精度的机组数字模型,利用3D打印技术按照1∶25的比例还原机组原本的机理结构。部署水轮发电机组虚拟现实(Virtual Reality,VR)培训场景,将虚拟与现实结合,提升了工作人员对机组结构原理和检修工艺的理解。