[发明专利]一种在线检测水轮发电机空气冷却器异常方法

权利要求书

1.一种在线检测水轮发电机空气冷却器异常方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)设定水轮发电机定子铁芯正常温度值T_z，定子铁芯设定最高温度报警值T_a，空气冷却器正常流体温差t_pz，空气冷却器流体温差报警值T_pa；

(2)通过水轮发电机组现有的温度传感器、有功功率变送器、电流变送器、导叶开度位移传感器、水轮发电机组水位传感器及其相连的计算机，获取水轮发电机定子铁芯各部位温度值T_i、空气冷却器进水和出水温度、空气冷却器冷风和热风温度、发电机有功功率、发电机励磁电流、水轮机导叶开度和水轮发电机组工作水头；

(3)根据步骤(2)获取的定子铁芯各部位温度值T_i，找出定子铁芯最高温度值T_max；

(4)根据步骤(2)获取的每个空气冷却器热风温度T_ri和冷风温度T_li，按下式计算出空气冷却器热风温度平均值和冷风温度平均

式中：为空气冷却器热风温度平均值，T_ri为每个空气冷却器的热风温度，n为空气冷却器数量；

式中：为空气冷却器冷风平均温度，T_li为每个空气冷却器的冷风温度，n为空气冷却器数量；

(5)根据步骤(2)获取的空气冷却器进、出水温度、和步骤(4)的空气冷却器的热风、冷风温度平均值，按下式计算出空气冷却器的热风与出水温度差Δt_r、以及冷风与进水温度差Δt_l：

式中：Δt_r为空气冷却器的热风与出水温度差，为空气冷却器热风平均温度，T_c为空气冷却器出水温度；

式中：Δt_l为冷风与进水温度差，为空气冷却器冷风平均温度，T_j为空气冷却器进水温度；

(6)根据步骤(5)的空气冷却器热风与出水温度差Δt_r、冷风与进水温度差Δt_l，按下式计算出水轮发电机空气冷却器流体温差t_p：

式中：t_p为空气冷却器流体温差，Δt_r为空气冷却器热风与出水温度差，Δt_l为空气冷却器冷风与进水温度差Δt_l；

(7)以步骤(3)找出的定子铁芯最高温度值T_max、步骤(2)获取的发电机有功功率和发电机励磁电流，建立数学模型，利用计算机及现有mallat小波算法和PCA数据主成分分析方法得出定子铁芯当前最高温度值T_g；

(8)以步骤(6)的空气冷却器流体温差t_p、步骤(2)获取的水轮机导叶开度和水轮机发电机组工作水头，建立数学模型，利用计算机及现有mallat小波算法和PCA数据主成分分析方法得出空气冷却器当前流体温差T_p；

(9)根据步骤(7)的定子铁芯当前最高温度值T_g，计算过去180天定子铁芯最高温度平均值

式中，T_gn为过去180天的日平均定子铁芯最高温度值；

(10)根据步骤(8)的空气冷却器流体温差T_p，计算过去180天空气冷却器流体温差平均值

式中，T_pn为过去180天的日平均流体温度差；

(11)根据步骤(7)的定子铁芯当前最高温度值T_g、步骤(9)的过去180天的定子铁芯最高温度平均值按下式计算定子铁芯最高温度缓变量△T：

(12)根据步骤(8)的空气冷却器当前流体温差T_p、步骤(10)的过去180天的空气冷却器流体温差平均值按下式计算空气冷却器流体温差缓变量△T_p：

(13)根据步骤(7)的定子铁芯当前最高温度T_g、步骤(11)的定子铁芯最高温度缓变量△T，按下式计算定子铁芯最高温度一级报警预测值T_p1、定子铁芯最高温度二级报警预测值T_p2：

T_p1＝T_g+ΔT·D₁；

T_p2＝T_g+ΔT·D₂；

其中D₁、D₂为设定的提前报警天数，D₂＜D₁；

(14)根据步骤(8)的空气冷却器流体温差T_p、步骤(12)的流体温差缓变量△T_p，按下式计算空气冷却器流体温差一级报警预测值T_pa1、空气冷却器流体温差二级报警预测值T_pa2：

T_pa1＝T_p+ΔT_p·D₁；

T_pa2＝T_p+ΔT_p·D₂；

其中D₁、D₂为设定的提前报警天数，D₂＜D₁；

(15)根据步骤(2)-(14)的数据与步骤(1)的设定数据进行下列比较：

由步骤(7)的定子铁芯当前最高温度值T_g＞设定的定子铁芯正常温度值T_z；

由步骤(8)的发电机空气冷却器流体温差T_p＞设定的发电机空气冷却器正常流体温差t_pz；

以定子铁芯最高温度值、空气冷却器流体温差数据为纵坐标、时间为横坐标，绘制曲线，观察数据升高变化趋势；

由步骤(13)获取的定子铁芯最高温度一级报警预测值T_p1＞设定的定子铁芯设定最高温度报警值T_a；

由步骤(14)的发电机空气冷却器流体温差一级报警预测值T_pa1＞设定的空气冷却器流体温差报警值T_pa；

检测出水轮发电机空气冷却器存在轻度异常，维护人员择机对空气冷却器供排水管路进行反向冲洗，并检查发电机气密性；

由步骤(13)的定子铁芯最高温度二级报警预测值T_p2＞设定的定子铁芯设定最高温度报警值T_a；

由步骤(14)的发电机空气冷却器流体温差二级报警预测值T_pa2＞设定的发电机空气冷却器流体温差报警值T_pa；

检测出水轮发电机空气冷却器存在重度异常，检修维护人员制定检修、处理计划及措施，对空气冷却器进行处理。