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。
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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。