[发明专利]一种水电机组分工况振摆越限监测预警方法

说明书

本发明公开了一种水电机组分工况振摆越限监测预警方法，包括步骤有，利用振摆传感器分别采集各监测点的振摆数据并进行汇总处理，采用8周Conf97融合平均时段法进行峰‑峰值计算，获得各监测点对应的振摆实测峰‑峰值；进行机组工况判定，获取机组当前的运行工况状态；对该工况各监测点通道分别进行越限检测和越高限检测，若符合越限检测的条件则启动一级报警，若符合越高限检测的条件则同时启动一级报警和二级报警；在该通道启动二级报警动作后进行振摆保护逻辑条件运算，若水电机组满足综合越限停机保护逻辑和保护延时时间，则启动停机保护输出。在机组不同运行工况下实现振摆信号准确采集并实现振摆越限及跳闸停机监测预警信号准确输出。

技术领域

本发明涉及一种越限监测预警方法，特别是涉及一种水电机组分工况振摆越限监测预警方法，属于水电机组监测技术领域。

背景技术

水电机组80％的故障都可以在振动信号中体现。目前，国内外大中型水轮发电机组均安装有机组振摆状态监测装置，其目的是实现机组运行过程中主轴摆度及机架振动等机组稳定性状态参数的实时监测、越限告警及跳闸停机预警，最大限度地保障机组安全稳定运行。

所以，作为水电站安全反措的关键技术手段之一，水电机组振摆测控装置通过对安装在水轮发电机组主要部件上的振动、摆度、压力脉动传感器信号的实时采集处理与在线监视，通过一定的逻辑运算流程，实现机组运行过程中振摆状态监测量的越限报警及异常状态跳闸停机等监测预警信号的输出，指导机组避开非正常状态运行，防止突发事故，保证设备运行安全。

然而，水电机组运行过程中由于受水力、机械、电磁因素的影响，导致其在不同运行工况下，对振摆传感器信号的采集计算及其正常运行的限值存在较大差异。现有的行业标准规范仅统一规定了机组稳定运行时的振摆越限整定值，即装置均根据机组稳定运行的工况进行设计，其所需的通道越限报警定值及延时时间判断定值只设置了一套，均只适用于机组稳定运行工况；而未考虑不同运行工况下振摆幅值及其计算方法差异性的实际情况，亦就是说，对不同的机组运行工况不加以区分。

因此，目前采用的绝大多数机组振摆测控装置只设置了一套振摆越限告警及跳闸停机整定值，这在实际投运中必然会出现在某些机组运行工况下装置的振摆越限告警及跳闸停机输出信号误动的现象，这也招致目前绝大多数水电站均未将振摆越限告警及跳闸停机输出信号接入其实际运行的机组异常停机保护控制回路。比如，俄罗斯萨扬-舒申斯克电站“8.17”事故便是一个由于机组紧急停机控制回路未接入振摆越限保护信号招致极端灾难性破坏的案例。所以亟需要一套考虑机组运行工况影响的振动越限告警及越限停机逻辑计算流程，可以应用于水电机组振摆测控装置，保证在各种运行工况下装置信号输出的准确性。

另外，水电站机组振动和摆度幅值常用其峰-峰值来表征。GB/T8564仅统一规定了稳定运行工况下的水轮发电机各部位振动允许值，GB/T15468规定了水轮机顶盖振动峰-峰值的保证值，没有明确峰-峰值的计算方法。但是，由于水力等因素的影响，水轮发电机组的振动、摆度和压力脉动可能存在低频信号，从而导致不同的峰-峰值计算方法将获得不同的计算结果。

虽然，现有的水电行业标准规范对峰-峰值进行了定义，并推荐了振动峰-峰值的通用计算方法，水电机组振动峰-峰值通用计算方法对于稳定运行工况时振动峰-峰值的计算较为准确；实际运行也证明对于机组稳定运行工况，依据概率统计理论，当选择样本数据量足够大时，其峰-峰值与振摆真实值接近一致。但对于低频涡带等非稳态运行工况，其振动峰-峰值的计算将引起较大误差，所以亟需要一种有效的振动信号峰-峰值计算方法，可以适用于水电机组各种运行工况。

发明内容