引言

 

液压轮发电机是水电站的重要设备，其稳定性不仅直接关系到设备的经济性，也关系到电网的稳定性和效率。随着水轮发电机数量的增加，由于设计、制造、安装、运行等缺陷，质量问题开始出现。设备运行频率不合适，导致水轮发电机局部共振和悬架振动。因此，研究水轮发电机的稳定性具有重要的实用价值。作者总结了水轮发电机的稳定性，分析了其原因，并根据水轮发电机的运行特点和故障特点提出了有针对性的诊断策略。

 

一、水轮发电机组故障诊断概述

 

水轮发电机组的大部分故障都会反映在振动信号上，如振幅增大、频谱异常等。水轮发电机组的振动一般是由水力、机械和电磁因素相互作用引起的。一方面，同一故障现象可能是由某种原因或多种原因相互叠加的结果；另一方面，同一故障原因在机组不同运行条件下也可能有很大差异。水轮发电机组的故障具有从量变到质变、从轻到重逐渐发展的特点。早期一般故障现象不明显，但随着时间的推移，故障特征会逐渐出现并进一步加剧，这也使得故障的初步识别和判断非常困难。

 

二、水轮发电机组故障

 

首先，水轮发电机在运行过程中会过载。如果在系统运行过程中适用的功率较低，但为了保证发电机的功率保持在正常范围内，必须减少发电机的负荷。发电机发生故障时，工作人员可以允许设备在短时间内超负荷运行，但必须保证相关参数始终在规定的限度内，否则会直接影响设备的安全。其次，也可能出现时间过长的现象。如果铁芯或水轮发电机定子过热，应及时安排人员进行全面调查。三是水轮发电机运行过程中存在空气侵蚀，可能对零部件造成直接损坏。这是水轮发电机故障的主要原因。如果出现这些问题，必须及时向工作人员报告，以处理这些问题，确保水轮发电机的安全运行。第四，在运行过程中，水轮发电机可能因设备大规模运行和长时间不在工作范围内而导致机油脱壳故障，容易造成安全事故和严重后果。

 

三、水轮发电机组故障诊断技术的应用分析

 

（1）故障诊断专家系统系统

 

检测单元设备缺陷的方法有很多，如专家系统诊断、模糊理论诊断、灰色理论诊断、神经系统网络诊断等。这些诊断方法有其自身的特点，适用于不同的情况。如今，大多数发电机厂都选择了专门的诊断系统。虽然存在缺陷，但他们对知识的表达和获取、推理机制和控制策略有了更深的理解。确保专业诊断系统诊断的可靠性。

 

（2）分级结构抽象诊断方法

 

不同的小组诊断模式可以在一定程度上提高相关设备的诊断效率，但研究人员在不断研究诊断模式时发现，诊断模式并不对所有故障设备都有效。在此基础上，相关研究人员在发现诊断方法存在缺陷后，对相关改进进行了研究，并提出了多层次结构抽象诊断的思路。具体的诊断方法是在诊断模型中构建抽象概念，将抽象问题从简单的诊断模型转变为在多个抽象诊断模型中选择最佳诊断模型。它还为确定诊断模型是否有故障提供了指导，使您能够在诊断过程中选择最佳的诊断模型，从而提高诊断过程的效率。在诊断过程中，请选择最佳的诊断模型，这自然比传统的诊断方法更有效。此外，研究人员还对这种方法进行了实际验证，如建模含有水泵和管道的供水系统，结果表明确定优先级的方法更有效。然而，这种诊断方法也有一些缺点。例如，该方法的诊断过程是基于最佳诊断方法，诊断过程通常会产生更多的候选模型，这在一定程度上影响了诊断过程的有效性。

 

(3)根据模式识别诊断模式

 

诊断方法是一种基于机组多样化信号的诊断方法，可以通过时域或频域中的模型来分析和确定故障。例如，在轴承故障的诊断中，该方法可以构建三维模型，更直观地调查故障，确定故障的原因和具体位置。通过Laplacianeigenmaps算法建立可视化故障模型，技术人员可以通过三维图形确定故障特征，更快、更简单地找到故障的具体位置，通过非线性流形学习也可以在三维空间结构中动态分析轴承故障。粗轴承故障可通过线性识别方法进行诊断和原因分析，定位故障位置，加快故障处理速度。这些诊断方法能有效解决轴承故障，在实际应用过程中具有较强的可行性。在我国目前的研究环境中，方法分为监督和无监督两种，但无论哪种形式需要大量算法，获取数据也需要很长时间，造成成本损失，如果使用这种诊断方法可能提高企业运营成本，需要根据实际情况选择最合适的诊断方法。

 

(4)健康检测技术

 

健康测试是保证水轮发电机安全稳定运行的重要手段。最成熟的应用包括振动检测、油液检测、载荷检测、模态检测、无损检测等。其中，振动检测和油检测在全国液压轮发电机行业得到推广。主轴承、齿轮箱、发电机等关键设备在液压轮发电机机械传动链上的诊断效果准确，一套诊断标准及其检测方法是非常规检测方法，主要用于设计研发过程中的理论验证和实际事故分析。负载检测主要用于液压轮发电机不同工作状态下的负载计算、动态性能分析和常用性能分析，包括叶片连接螺栓断裂、缸体法兰螺栓断裂、缸体弯矩、扭矩和固有频率分析，通过比较计算值和极限负荷来诊断问题。模态检测主要用于液压轮发电机结构损伤检测方法，通过测量计算固有频率、阻尼和振动类型，比较原设计值，诊断是否有共振，结构是否在安全范围内工作；无损检测主要用于叶片、管道和螺栓，通常用于涡旋检测、穿透检测、激光超声检测等。

 

(5)状态监测

 

水轮发电机的稳定性是评价其性能的三个主要指标之一。有三个参数：发电机组轮渡、发电机组振动、发电机组水力特性参数。除这三个参数外，发电机组的电磁振动系数和推力轴承参数也需要考虑发电机组的综合检测。考虑到水轮发电机组故障的原因和信号特性，可从机组转子性能、机组过流部件、推力轴承、机组噪声等方面确定。在团体运动中。

 

结束语

 

智能水利是新阶段高质量水利发展的重要标志。水利部大力推进智能水利作为高质量水利发展的重要实施路径。未来水轮发电机组故障诊断首先在前端感知数据中，传感器类型更丰富，数据维度更全面；其次是自学能力机器学习等方法的应用，可以分析处理大量数据，更智能高效；最后，基于数据分析的上层应用功能将更加丰富实用，故障诊断、状态评价、趋势预测等功能真正满足水电站的实际应用需求，使状态监测系统真正服务于水电生产，为制定维护策略和实施状态维护提供科学、充分的数据支持。