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摘 要： 摘要：水電機(jī)組是水電站重要組成部分，其在偏遠(yuǎn)地區(qū)處于無(wú)人自動(dòng)化管理模式。對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視保護(hù)，可有效避免其出現(xiàn)故障等情況，維持水電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。基于水電機(jī)組運(yùn)行角度出發(fā)，對(duì)水電機(jī)組監(jiān)視保護(hù)的新技術(shù)進(jìn)行了闡述，從傳感器、測(cè)試儀器、儀表信
摘要：水電機(jī)組是水電站重要組成部分，其在偏遠(yuǎn)地區(qū)處于無(wú)人自動(dòng)化管理模式。對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視保護(hù)，可有效避免其出現(xiàn)故障等情況，維持水電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。基于水電機(jī)組運(yùn)行角度出發(fā)，對(duì)水電機(jī)組監(jiān)視保護(hù)的新技術(shù)進(jìn)行了闡述，從傳感器、測(cè)試儀器、儀表信息反饋等角度，對(duì)水電機(jī)組自動(dòng)化監(jiān)視保護(hù)原理以及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：水電機(jī)組,監(jiān)視保護(hù),新技術(shù),傳感系統(tǒng)
水電站“無(wú)人值班、少人值守、集中控制、自動(dòng)化管理”是水電機(jī)組運(yùn)行的主流趨勢(shì)。在水電機(jī)組運(yùn)行中，由于河流流量變化、水庫(kù)水位升高，會(huì)導(dǎo)致水電機(jī)組電力負(fù)荷出現(xiàn)嚴(yán)重波動(dòng)。在水電機(jī)組最優(yōu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，如何對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視以及保護(hù)，降低外界因素對(duì)水電機(jī)組運(yùn)行的影響，應(yīng)用最新技術(shù)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，并利用傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水電機(jī)組的全方位監(jiān)視保護(hù)。
1水電傳感技術(shù)分析
傳感技術(shù)是現(xiàn)代水電組運(yùn)行應(yīng)用的新技術(shù)，其可以對(duì)水電機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行信息反饋，并在系統(tǒng)中對(duì)狀態(tài)診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，將其輸入到終端系統(tǒng)中，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。傳感技術(shù)應(yīng)用具有很強(qiáng)的精度，在近幾年，逐漸興起以及完善的傳感技術(shù)有以下幾種。
1.1電磁水位傳感器
水電機(jī)組運(yùn)行中，需對(duì)水壩內(nèi)的流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免其出現(xiàn)水位過(guò)高、水位不足等情況。在水流量傳感反饋中，可通過(guò)水位計(jì)，對(duì)大壩內(nèi)水流量進(jìn)行壓力式、超聲波式的檢測(cè)。水電機(jī)組運(yùn)行中，主要應(yīng)用壓力式的傳感器，此類(lèi)型傳感器主要應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)，通過(guò)對(duì)水壓的反饋，監(jiān)測(cè)水位變化以及水流量變化。當(dāng)水壓產(chǎn)生變化時(shí)，水位計(jì)可上下移動(dòng)，并帶動(dòng)設(shè)備磁性裝置以及彈簧裝置的上下移動(dòng)。在此技術(shù)中，水位計(jì)側(cè)線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生交流勵(lì)磁電壓，并與二次側(cè)的線(xiàn)圈產(chǎn)生互感，使電壓處于相互抵消狀態(tài)，若水位產(chǎn)生變化，其互感不再相同，而是一大一小，對(duì)信息進(jìn)行反饋[1]。
1.2變位傳感器
水電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)需要承受水流壓力，在彈性范圍內(nèi)，其結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生形變。水電站地下設(shè)備運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變位，巖盤(pán)以及土質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生活動(dòng)，需要對(duì)其變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。我國(guó)比較常用的變位傳感器為應(yīng)變儀、差動(dòng)變壓器，以質(zhì)量較小的探測(cè)傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行反饋。在水電機(jī)組彈性受力時(shí)，傳感器金屬裝置會(huì)按照一定比例產(chǎn)生形變，金屬電阻也會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)傳感器受力而發(fā)生長(zhǎng)度變化時(shí)，電阻也會(huì)隨之發(fā)生微小的改變，傳感系統(tǒng)會(huì)在反饋時(shí)將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，此傳感器需要附著在水電站機(jī)組上。
1.3轉(zhuǎn)速傳感器
水電站水電機(jī)組主要應(yīng)用同步發(fā)電機(jī)，其在應(yīng)用過(guò)程中，與電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)同步運(yùn)行。若水電機(jī)組運(yùn)行頻率沒(méi)有發(fā)生變化，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速也會(huì)保持平衡。當(dāng)水電機(jī)組運(yùn)行發(fā)生供給需求變化時(shí)，系統(tǒng)電力會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)失衡情況，導(dǎo)致水電機(jī)組系統(tǒng)產(chǎn)生頻率變化。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)中，主要應(yīng)用永磁發(fā)電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)電壓變化信息進(jìn)行反饋，按照一定的比例對(duì)兩者之間的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前，該技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其在傳感器系統(tǒng)上應(yīng)用齒輪式的轉(zhuǎn)速傳感器，當(dāng)水電機(jī)組轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，脈沖頻率也會(huì)隨之變化，傳感器則可以利用設(shè)備線(xiàn)圈的探測(cè)功能，對(duì)線(xiàn)圈電抗變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)[2]。
1.4振動(dòng)傳感器
在對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視時(shí)，水輪機(jī)處于持續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與固定區(qū)域發(fā)生干涉，導(dǎo)致水壓過(guò)大，使其產(chǎn)生脈沖，最終導(dǎo)致水輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)情況。若水電機(jī)組振動(dòng)頻率過(guò)大，會(huì)嚴(yán)重影響水輪機(jī)的穩(wěn)定性，甚至?xí)䥽?yán)重影響水電機(jī)組應(yīng)用壽命。傳感器系統(tǒng)應(yīng)用中，若水電機(jī)組振動(dòng)頻率超出了一定值，則會(huì)在終端系統(tǒng)進(jìn)行反饋，并發(fā)出紅色警報(bào)。振動(dòng)傳感器主要由重物以及壓電元件組成，當(dāng)傳感器與振動(dòng)面發(fā)生接觸時(shí)，其可以對(duì)振動(dòng)進(jìn)行傳遞，傳感器可對(duì)振動(dòng)頻率、振動(dòng)周期等進(jìn)行分析，利用慣性力以及伸張力，使其產(chǎn)生電壓。電壓信號(hào)通過(guò)傳感器，將振動(dòng)頻率以及振幅信息進(jìn)行反饋。
1.5溫度繼電器
在水電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因溫度過(guò)高而產(chǎn)生的故障情況，需對(duì)其進(jìn)行溫度監(jiān)視，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。水電機(jī)組發(fā)生升溫異常的情況主要在機(jī)組軸承、發(fā)電機(jī)冷卻部位產(chǎn)生，在溫度監(jiān)視中，可采用遠(yuǎn)控設(shè)備，對(duì)溫度數(shù)據(jù)等進(jìn)行傳送。我國(guó)通常會(huì)應(yīng)用測(cè)溫電阻傳感器，用于溫度檢測(cè)以及機(jī)組保護(hù)，當(dāng)水電機(jī)組溫度達(dá)到一定要求時(shí)，溫度繼電器可發(fā)出警報(bào)系統(tǒng)，若溫度發(fā)生了變化，繼電器中液體裝置也會(huì)發(fā)生變化，帶動(dòng)設(shè)備指針進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，若指針超出界限時(shí)，繼電器保護(hù)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出溫度警報(bào)。
1.6測(cè)溫電阻傳感器
測(cè)溫電阻傳感器針對(duì)水電機(jī)組環(huán)境進(jìn)行安裝，通常情況下，水電機(jī)組在交通不便、地形復(fù)雜、水流眾多地區(qū)，需長(zhǎng)期對(duì)水電機(jī)組運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視。利用測(cè)溫電阻傳感器對(duì)電阻、溫度變化進(jìn)行反饋，在系統(tǒng)終端中，電阻值會(huì)因溫度變化而變化，若電阻無(wú)法支持水電機(jī)組正常運(yùn)行，導(dǎo)致水電機(jī)組出現(xiàn)短路、電阻過(guò)大等情況，電阻傳感器可通過(guò)變換器，將電阻變化曲線(xiàn)圖反饋至終端系統(tǒng)中。在長(zhǎng)期技術(shù)發(fā)展中，電阻傳感器技術(shù)越來(lái)越完善，其可以24小時(shí)提供曲線(xiàn)圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻傳感器的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
2微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用
在水電機(jī)組運(yùn)行中，我國(guó)已經(jīng)普及了現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，其具有預(yù)警功能，數(shù)據(jù)信息的反饋更加及時(shí)、準(zhǔn)確，可保障水電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。在新型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，利用傳感系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)裝置、輔助設(shè)備構(gòu)成，其在系統(tǒng)終端中包含各種情況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行反饋，其具有語(yǔ)言反饋功能、數(shù)字反饋功能，當(dāng)水電機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)偏差時(shí)，其會(huì)將故障原因、故障位置進(jìn)行反饋，并在監(jiān)控室對(duì)信息進(jìn)行預(yù)警。
其在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中采用智能傳感裝置，利用符號(hào)化的信息進(jìn)行反饋，在水電機(jī)組中應(yīng)用傳感器系統(tǒng)，裝置上需附著在軸承、發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)上。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，若出現(xiàn)了故障情況，其對(duì)各構(gòu)件運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，輸入數(shù)據(jù)主要來(lái)自于傳感器系統(tǒng)，其在傳感器反饋中出現(xiàn)的信息有以下幾種，分別為運(yùn)行模式、控制信號(hào)、故障因素、發(fā)電機(jī)功率、電流、電壓、冷卻量等[3]。
3智能保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用
在水電機(jī)組運(yùn)行中，若出現(xiàn)了故障情況，可通過(guò)智能診斷技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)保護(hù)。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究分析，專(zhuān)家智能保護(hù)技術(shù)在水電機(jī)組運(yùn)行中應(yīng)用比較廣泛，在數(shù)據(jù)庫(kù)終端系統(tǒng)中，將各種專(zhuān)家知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)輸入到系統(tǒng)中，通過(guò)智能技術(shù)以及傳感技術(shù)，對(duì)故障原因進(jìn)行檢查，并通過(guò)專(zhuān)家智能診斷系統(tǒng)，對(duì)可修復(fù)的故障進(jìn)行修復(fù)。
在專(zhuān)家保護(hù)系統(tǒng)中，其可經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)之后，對(duì)水電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行反饋，若出現(xiàn)嚴(yán)重故障情況，可分析水電機(jī)組是否處于正常、異常、還是危險(xiǎn)狀態(tài)。專(zhuān)家智能故障監(jiān)測(cè)技術(shù)具有控制調(diào)節(jié)作用，可有效延長(zhǎng)水電機(jī)組的使用壽命，并實(shí)現(xiàn)對(duì)故障問(wèn)題的科學(xué)解決。
4結(jié)論
總而言之，水電機(jī)組運(yùn)行質(zhì)量是有關(guān)部門(mén)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，在監(jiān)視保護(hù)中，應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)，重視新型技術(shù)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，可保障機(jī)組的安全性與穩(wěn)定性。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在水電機(jī)組運(yùn)行監(jiān)護(hù)中是當(dāng)下主流趨勢(shì)，其在自動(dòng)監(jiān)測(cè)條件下，可應(yīng)用智能專(zhuān)家診斷技術(shù)，對(duì)其故障原因、故障位置等進(jìn)行科學(xué)預(yù)判，采取適宜的方法解決水電機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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