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水电机组运行中的监视保护新技术分析

发布时间:2018-12-22 12:02所属分类:理工论文浏览:1

摘要:水电机组是水电站重要组成部分,其在偏远地区处于无人自动化管理模式。对水电机组进行监视保护,可有效避免其出现故障等情况,维持水电机组运行稳定性。基于水电机组运行角度出发,对水电机组监视保护的新技术进行了阐述,从传感器、测试仪器、仪表信

  摘要:水电机组是水电站重要组成部分,其在偏远地区处于无人自动化管理模式。对水电机组进行监视保护,可有效避免其出现故障等情况,维持水电机组运行稳定性。基于水电机组运行角度出发,对水电机组监视保护的新技术进行了阐述,从传感器、测试仪器、仪表信息反馈等角度,对水电机组自动化监视保护原理以及实际应用进行了阐述。

  关键词:水电机组,监视保护,新技术,传感系统

水电与抽水蓄能

  水电站“无人值班、少人值守、集中控制、自动化管理”是水电机组运行的主流趋势。在水电机组运行中,由于河流流量变化、水库水位升高,会导致水电机组电力负荷出现严重波动。在水电机组最优设计基础上,如何对其进行监视以及保护,降低外界因素对水电机组运行的影响,应用最新技术对其进行保护,以实时动态监测方法,并利用传感系统,实现对水电机组的全方位监视保护。

  1水电传感技术分析

  传感技术是现代水电组运行应用的新技术,其可以对水电机组运行的状态进行信息反馈,并在系统中对状态诊断数据进行上传,将其输入到终端系统中,在此基础上对其进行保护。传感技术应用具有很强的精度,在近几年,逐渐兴起以及完善的传感技术有以下几种。

  1.1电磁水位传感器

  水电机组运行中,需对水坝内的流量进行监测,避免其出现水位过高、水位不足等情况。在水流量传感反馈中,可通过水位计,对大坝内水流量进行压力式、超声波式的检测。水电机组运行中,主要应用压力式的传感器,此类型传感器主要应用电磁感应技术,通过对水压的反馈,监测水位变化以及水流量变化。当水压产生变化时,水位计可上下移动,并带动设备磁性装置以及弹簧装置的上下移动。在此技术中,水位计侧线圈会产生交流励磁电压,并与二次侧的线圈产生互感,使电压处于相互抵消状态,若水位产生变化,其互感不再相同,而是一大一小,对信息进行反馈[1]。

  1.2变位传感器

  水电机组在运行时需要承受水流压力,在弹性范围内,其结构会产生形变。水电站地下设备运行时,会产生严重的变位,岩盘以及土质也会产生活动,需要对其变化情况进行监测。我国比较常用的变位传感器为应变仪、差动变压器,以质量较小的探测传感器,进行实时动态监测,并对数据信息进行反馈。在水电机组弹性受力时,传感器金属装置会按照一定比例产生形变,金属电阻也会发生变化,当传感器受力而发生长度变化时,电阻也会随之发生微小的改变,传感系统会在反馈时将其转化成电压信号,对监测数据进行反馈,此传感器需要附着在水电站机组上。

  1.3转速传感器

  水电站水电机组主要应用同步发电机,其在应用过程中,与电机发电系统同步运行。若水电机组运行频率没有发生变化,其运行转速也会保持平衡。当水电机组运行发生供给需求变化时,系统电力会经常性出现失衡情况,导致水电机组系统产生频率变化。传统监测技术中,主要应用永磁发电机对转速进行检测,对电压变化信息进行反馈,按照一定的比例对两者之间的变化进行调节。目前,该技术得到了长足的进步,其在传感器系统上应用齿轮式的转速传感器,当水电机组转速发生变化时,脉冲频率也会随之变化,传感器则可以利用设备线圈的探测功能,对线圈电抗变化进行监测[2]。

  1.4振动传感器

  在对水电机组进行监视时,水轮机处于持续旋转状态,其在转动过程中会与固定区域发生干涉,导致水压过大,使其产生脉冲,最终导致水轮机出现振动情况。若水电机组振动频率过大,会严重影响水轮机的稳定性,甚至会严重影响水电机组应用寿命。传感器系统应用中,若水电机组振动频率超出了一定值,则会在终端系统进行反馈,并发出红色警报。振动传感器主要由重物以及压电元件组成,当传感器与振动面发生接触时,其可以对振动进行传递,传感器可对振动频率、振动周期等进行分析,利用惯性力以及伸张力,使其产生电压。电压信号通过传感器,将振动频率以及振幅信息进行反馈。

  1.5温度继电器

  在水电机组运行过程中,经常会出现因温度过高而产生的故障情况,需对其进行温度监视,并采取相应的保护措施。水电机组发生升温异常的情况主要在机组轴承、发电机冷却部位产生,在温度监视中,可采用远控设备,对温度数据等进行传送。我国通常会应用测温电阻传感器,用于温度检测以及机组保护,当水电机组温度达到一定要求时,温度继电器可发出警报系统,若温度发生了变化,继电器中液体装置也会发生变化,带动设备指针进行转动,若指针超出界限时,继电器保护系统会发出温度警报。

  1.6测温电阻传感器

  测温电阻传感器针对水电机组环境进行安装,通常情况下,水电机组在交通不便、地形复杂、水流众多地区,需长期对水电机组运行状况进行监视。利用测温电阻传感器对电阻、温度变化进行反馈,在系统终端中,电阻值会因温度变化而变化,若电阻无法支持水电机组正常运行,导致水电机组出现短路、电阻过大等情况,电阻传感器可通过变换器,将电阻变化曲线图反馈至终端系统中。在长期技术发展中,电阻传感器技术越来越完善,其可以24小时提供曲线图,实现对电阻传感器的动态监测。

  2微机监测系统应用

  在水电机组运行中,我国已经普及了现代化监测系统的应用,其具有预警功能,数据信息的反馈更加及时、准确,可保障水电机组运行的稳定性。在新型监测系统中,利用传感系统、计算机系统、开关装置、辅助设备构成,其在系统终端中包含各种情况下的运行数据,并利用数据库技术等对监测信息进行反馈,其具有语言反馈功能、数字反馈功能,当水电机组运行出现偏差时,其会将故障原因、故障位置进行反馈,并在监控室对信息进行预警。

  其在监测系统中采用智能传感装置,利用符号化的信息进行反馈,在水电机组中应用传感器系统,装置上需附着在轴承、发电机、水轮机上。在监测过程中,若出现了故障情况,其对各构件运行数据进行反馈,输入数据主要来自于传感器系统,其在传感器反馈中出现的信息有以下几种,分别为运行模式、控制信号、故障因素、发电机功率、电流、电压、冷却量等[3]。

  3智能保护系统应用

  在水电机组运行中,若出现了故障情况,可通过智能诊断技术,对其进行修复保护。经过调查研究分析,专家智能保护技术在水电机组运行中应用比较广泛,在数据库终端系统中,将各种专家知识以及经验输入到系统中,通过智能技术以及传感技术,对故障原因进行检查,并通过专家智能诊断系统,对可修复的故障进行修复。

  在专家保护系统中,其可经过数据监测之后,对水电机组运行状态进行反馈,若出现严重故障情况,可分析水电机组是否处于正常、异常、还是危险状态。专家智能故障监测技术具有控制调节作用,可有效延长水电机组的使用寿命,并实现对故障问题的科学解决。

  4结论

  总而言之,水电机组运行质量是有关部门重点关注的内容,在监视保护中,应用现代化信息技术,重视新型技术的应用与开发,可保障机组的安全性与稳定性。互联网技术应用在水电机组运行监护中是当下主流趋势,其在自动监测条件下,可应用智能专家诊断技术,对其故障原因、故障位置等进行科学预判,采取适宜的方法解决水电机组运行中出现的问题。

  参考文献

  [1]田若朝,周萍.水电机组状态诊断预警系统在枕头坝一级水电站的应用[J].水电与新能源,2018,32(02):50-53.

  [2]刘裕昆,陈新凌,杨有慧.广西电网水电机组黑启动辅助服务补偿情况分析及建议[J].广西电力,2018,41(01):26-28,46.

  [3]吴延群,刘长良.基于改进型TOPSIS法的水电机组运行可靠性分析[J].电力科学与工程,2018,34(01):59-65.

  水电类期刊推荐:水电与抽水蓄能杂志(双月刊)于1977年创刊,本刊以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻党的教育方针和“双百方针”,理论联系实际,开展教育科学研究和学科基础理论研究,交流科技成果,促进学院教学、科研工作的发展,为教育改革和社会主义现代化建设做出贡献。

  

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