劉傳東 谷文涌 劉紀新 鄭義

摘 要：由于蓄能電站水輪機液壓接力器存在著漏油等缺點，在帶動水輪機葉片調角時，容易產生接力器無法同步，造成水輪機組的工作故障。 因此，利用對接力器的泄漏進行故障試驗，分析故障檢測參數(shù)和泄漏故障的內在關系，并揭示接力器泄漏下故障參數(shù)的相互聯(lián)系，保證水輪機接力器健康穩(wěn)定運行。本文對健康和故障接力器進行了試驗分析，采集了接力器的振動和溫度等參數(shù)，通過故障分析，揭示了接力器泄漏故障的信號頻譜特性。

關鍵詞：接力器;泄漏故障;故障分析;頻譜分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.153

0 引言

蓄能電站水輪機液壓接力器是將油壓力轉化成調節(jié)桿推拉力的工作液壓缸，用于調節(jié)水輪機葉片的角度。液壓接力器的泄露容易造成水輪機組22個接力器難以同步，而無法實現(xiàn)葉片調角。在對接力器的密封試驗時，當前的實驗方法是通過機械等固定機構將接力器活塞處于油缸兩端，再進行手工打壓試驗，通過記錄，觀測接力器在一定時間內的泄壓量，來判定接力器是否泄漏。該方法通過人工目測分析，自動化程度低，無法滿足現(xiàn)場的自動化生產需求。

在實際作業(yè)中發(fā)現(xiàn)，當接力器泄漏時，會造成工作液壓油溫度升高及接力器振動頻譜增大。因此，設計液壓接力器的泄漏檢測試驗方法，通過一定的計算機檢測手段采集健康故故障樣本信息，探索故障樣本在振動頻譜及油壓溫度和健康樣本的關系，可以實現(xiàn)故障接力器的智能檢測，提高檢測效率。

1接力器泄漏檢測試驗

1.1 采集檢驗實驗臺

本系統(tǒng)為了實現(xiàn)接力器泄漏故障的智能檢測，研制了采用計算機采集檢驗的實驗工作臺，該工作臺由加載液壓站、采集傳感器、故障分析計算機等組成。其實物圖如圖1所示。

1.2 試驗方法及步驟

（1）對健康的接力器借助上述采集檢驗實驗臺，進行不同壓力下的打壓試壓，獲得接力器在不同工作壓力下的振動、溫度等信號，獲取健康接力器的訓練樣本信息;

（2）對有內泄漏故障的接力器進行不同壓力的打壓試壓，獲得故障接力器在不同工作壓力下振動、溫度等信號，獲取內泄漏故障的接力器訓練樣本信息;

（3）對有外泄漏故障的接力器進行不同壓力的打壓試壓，獲得故障接力器在不同工作壓力下振動、溫度等信號，獲取外泄漏故障的接力器訓練樣本信息;

（4）將上述三類樣本信息進行頻譜特征值分析，生成相應樣本標識的樣本數(shù)據(jù);

（5）利用支持向量機算法設計的故障診斷軟件對上述三種樣本數(shù)據(jù)進行分類訓練，正確分類出健康、內泄漏、外泄漏的數(shù)據(jù)樣本;

（6）對需要檢測的接力器進行計算機信號采集及處理，生成測試樣本數(shù)據(jù);

（7）利用訓練好的支持向量機故障診斷軟件對需要被檢測的測試樣本數(shù)據(jù)進行分類，獲得該接力器為健康、內泄漏或者外泄漏故障。

2 試驗數(shù)據(jù)分析

利用上述試驗臺及實驗方法，分別對正常和內泄漏故障的接力器在不同工作壓力、常溫下獲取其實驗數(shù)據(jù)。圖2為在10MPa工作壓力下采集的振動參數(shù)曲線。

從圖2中看出，健康接力器的振動頻率相對平緩，基本固定在19KHz的頻率范圍，而泄漏接力器振動頻率較大，當泄漏發(fā)生時，頻率為22KHz左右，通過獲取接力器的頻率特性分析，可以判斷健康和故障接力器。

從圖3中看出，健康接力器的溫度參數(shù)基本為固定值，在該條件下，溫度為34℃左右，當泄漏發(fā)生時，溫度上升，大于50℃，通過獲取接力器的溫度值，可以判斷健康和故障接力器。

3 結束語

本文針對健康、內泄漏、外泄漏三種接力器，進行了實驗工作臺信息采集及分析，設計了泄漏檢驗的試驗方法，并對健康和故障樣本進行了分析。通過該泄漏檢驗試驗方法，獲取了接力器的泄漏故障特性，實現(xiàn)了接力器健康、內泄漏、外泄漏三種樣本的故障識別，為水利電站的水輪機接力器故障診斷提供了有力的保障。

參考文獻：

[1]羅忠啟，劉凱勝.碗米坡水電廠調速器接力器故障分析及處理[J].湖南電力，2012，32（06）：65-67.

[2]于洪波.水輪機接力器壓緊行程試驗與調整[J].防爆電機，2014

，49（179）：51-52.

[3]楊超，李亦滔.基于信號預處理和Hilbert變換的滾動軸承故障診斷[J].華東交通大學學報，2012，29（04）：1-4.

[4]Prieto，M.D.，Espinosa，A.G.，Ruiz，J.R.R.，Urresty，J.C.， Ortega，J.A.Feature extraction of demagnetization fault in permanent-magnet synchronous motors based on box-counting? fractal dimension[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，2017，58（05）：1594-1605.

[5]張璽琛.溧陽球閥接力器開啟時間過長問題研究與試驗[J].黑龍江水利科技，2015，43（12）：11-13.

[6]QingJun Song，HaiYan Jiang，* Jing Liu.Feature selection based on FDA and F-score for multi-class[J].Expert Systems with Applications，2017，81（15）：22-27.

作者簡介：劉傳東（1972-），男，山東泰安人，本科，工程師，從事技術管理與科研工作。