一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法与流程

专利2026-08-08  8


本申请涉及水轮机组蠕动检测领域,具体涉及一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法。


背景技术:

1、水轮发电机组在停机备用状态下,受长时间水压及水流冲刷影响,水轮机导叶密封性能下降,漏水量逐渐增加,当漏水量增大到一定程度时,水流冲击水轮机转动部件使机组缓慢转动,产生水轮机蠕动现象。蠕动发生后,水轮机组各辅助设备、润滑设备均未投入运行,将对机组造成巨大危害。

2、机组蠕动时,主轴旋转速度缓慢,肉眼难以察觉,故需在水轮机组停机后,对水轮机大轴状态进行实时监测,发现机组蠕动后及时报警。国标gb/t11805-2019《水轮发电机组自动化元件(装置)及其系统基本技术条件》要求:蠕动监测装置,在机组停机状态下,由于导叶漏水使大轴转动,当转动角度在1.5°~2°时,至少应有一对报警触电输出。

3、目前水电站主流使用的水轮机蠕动监测方式有二种。

4、第一种是接触式蠕动监测,一般采用机械传动结构。在机组停机后,蠕动监测装置控制机械传动部件至机组大轴表面,机组蠕动时,大轴带动机械传动部件位移,当机械传动部件位移一定角度后触发蠕动装置内置的微动开关,发出报警信号。机组正常开机前,需控制蠕动装置将机械传动部件退出,脱离大轴表面。此方式优点是监测灵敏度高,缺点是机械装置传动复杂且需操作油压才能正常工作,易发生机械故障,另外传动部件长期与机组主轴接触,难免造成机组大轴表面损伤。

5、第二种是非接触式蠕动监测(如图1)。利用安装在机组大轴上的测速齿盘(齿带)及布置在齿盘对应位置的接近开关进行蠕动监测。当机组大轴转动时,安装在机组大轴上的齿盘随动,当齿盘转动超过一个齿距时,蠕动装置检测到的接近开关电平信号发生翻转,即可判断机组发生蠕动信号。此方式的优点是安装简单可靠,无需后期维护,也不会对机组大轴造成损伤。此检测方式的缺点如下:1、检测精度取决于齿盘齿数。当齿盘转动超过一个齿距时,才能检测到蠕动现象,齿盘齿数越多,则检测精度越高。2、当机组停机后如果接近开关正对齿盘凹凸交界处,易产生电平跳变,造成误报。3、正常开机或机组蠕动都会带动齿盘转动,蠕动装置本身无法区分正常开机和机组蠕动,每次正常开机都会误报蠕动信号。


技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法,可区分正常机组开机和蠕动状态,避免蠕动装置误报警。

2、为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:

3、本申请实施例提供一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法,包括以下具体步骤:

4、在水轮机组大轴上的测速齿盘对应位置安装多个均匀分布的接近开关,接近开关输出信号及锁锭装置状态信号接入蠕动装置;

5、蠕动装置内部控制器将接近开关输入引脚初始化为捕捉上升、下降沿中断,将锁锭投入信号输入引脚初始化为开关量外部中断模式;

6、蠕动装置运行后,对水轮发电机组进行蠕动检测。

7、所述接近开关的数量c、安装距离d通过公式计算得到,具体为,

8、设安装在水轮机组大轴上的齿盘齿数为n,单个接近开关能够监测到电平翻转的角度为θ,则:

9、

10、由于θ<2°,则:n>90,即要使用单个接近开关能够在机组大轴旋转2°内监测到蠕动,至少需要齿盘具备91个齿,为减少齿盘加工难度,安装时采用多个接近开关均匀排布在一个齿距之内,任意一个接近开关电平信号翻转即可判断机组蠕动,设测速齿盘两齿之间的距离为d,一个齿距d内等距排布安装接近开关数量为c,接近开关之间安装距离为d,则:

11、

12、令θ<2°,则:

13、

14、所述对水轮发电机组进行蠕动检测具体为,

15、配置跟接近开关数量相同的计数器,对每个接近开关通道的无中断时间进行统计,控制器程序每10毫秒对所有无中断统计计数器进行自增1操作,在接近开关通道进入上升沿或下降沿中断时,对应通道的无中断统计计数器清零,当所有无中断统计计数器值大于等于6000时,判断机组进入静止状态;

16、机组静止状态下,当接收到导叶锁锭装置发出的锁锭投入信号时,启动蠕动判断流程,无锁锭投入信号或接收到锁锭拔出信号时,关闭蠕动判断流程;

17、开启蠕动判断流程后,对每个接近开关通道的中断次数进行统计,在接近开关通道进入上升沿或下降沿中断时,对应通道的中断统计计数器自增1,当任意一个通道的中断统计计数器大于零时,对此通道接收两次中断的间隔时间进行判定,如果通道收到的脉冲信号为低频信号,则判断机组处于蠕动状态,开出蠕动报警信号。

18、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本申请在原有水轮机齿盘测速的硬件基础上,仅通过增加接近开关数量,即可提升蠕动监测精度和可信度。



技术特征:

1.一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法,其特征在于,包括以下具体步骤:

2.根据权利要求1所述的一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法,其特征在于,所述接近开关的数量c、安装距离d通过公式计算得到,具体为,

3.根据权利要求1所述的一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法,其特征在于,所述对水轮发电机组进行蠕动检测具体为,


技术总结
本申请涉及一种改良型非接触式水轮发电机组蠕动检测方法,包括以下具体步骤:在水轮机组大轴上的测速齿盘对应位置安装多个均匀分布的接近开关,接近开关输出信号及锁锭装置状态信号接入蠕动装置;蠕动装置内部控制器将接近开关输入引脚初始化为捕捉上升、下降沿中断,将锁锭投入信号输入引脚初始化为开关量外部中断模式;蠕动装置运行后,对水轮发电机组进行蠕动检测。本申请可在水轮机组原有转速测量装置或非接触式蠕动装置的硬件基础上,通过增加接近开关数量、引入锁锭装置状态信号及修改程序算法提升检测精度和稳定性。

技术研发人员:赵伟,肖权,曾玄,杜伯伦,王瑞清,刘钰琦,胡静宪,柳炀,金学铭,廖李成,肖宇
受保护的技术使用者:能事达电气股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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