[发明专利]一种在线检测水轮发电机空气冷却器异常方法

说明书

本发明提供一种在线检测水轮发电机空气冷却器异常方法，包括：设定发电机定子铁芯正常温度值、最高温度报警值、空气冷却器正常流体温差、报警值；获取发电机定子铁芯温度值、空气冷却器进水和出水温度、冷风和热风温度、有功功率、励磁电流、水轮机导叶开度、发电机组工作水头；计算各参数平均值、温差值；建立数学模型得到定子铁芯当前最高温度值、冷却器当前流体温差；计算定子铁芯最高温度、冷却器流体温差缓变量；计算定子铁芯最高温度、空气冷却器流体温差的一级、二级报警预测值，检测出水轮发电机空气冷却器存在异常，制定检修、处理计划及措施，对空气冷却器进行处理。

技术领域

本发明涉及一种在线检测水轮发电机空气冷却器异常方法，属于发电机辅助设备故障检测技术领域。

背景技术

水轮发电机空气冷却器异常，是一种在水电站中常见的设备故障，引起水轮发电机空气冷却器异常的主要原因有：1)空气冷却器设计不合理，冷却功率不满足要求；2)空气冷却器漏水或冷却水压力降低；3)空气冷却器供排水水管阻塞，冷却水流量降低；4)空气冷却器水管产生污垢，热交换效率降低；5)空气冷却器冷却水供水温度升高；6)发电机密封性能降低，存在漏风现象。当发电机空气冷却器异常时，会使发电机定子、转子运行中产生的热量得不到及时、有效的疏散，致使发电机长期在高温环境中运行，导致定子、转子绝缘损坏，降低发电效率和发电机使用寿命。因此对发电机空气冷却器的异常情况进行在线实时检测，以确保发电机安全、稳定运行，并延长发电机使用寿命十分重要。

现有对水轮发电机空气冷却器异常检测技术，一般有：1)对水轮发电机空气冷却器进、出水温度变化情况进行间歇检测、分析；2)对水轮发电机空气冷却器冷风、热风温度变化情况进行间歇检测、分析；3)对水轮发电机定子铁芯温度的变化情况进行间歇检测、分析。常规的检测、分析方法需要人工对计算机监控系统中的发电机有功功率、定子电流、定子铁芯温度、冷却水进出水温度、冷却水流量及冷却水压力等相关数据进行间歇性的统计和分析，易受发电机运行工况及统计分析人员技术经验等因素的影响，存在分析效率低、实时性差等问题，具体表现为：1)不具备连续性，实时性不强；2)需要对非空气冷却器异常引起的铁芯温度升高、进出水温度及冷热风温度变化等情况进行人工分析、排除，效率较低；3)易受统计分析人员技术经验等影响；4)空气冷却器冷热风及定子铁芯温度变化情况受发电机工况影响较大，准确率较低。因此，有必要对现有技术加以改进。

发明内容

根据引起水轮发电机空气冷却器异常的原因，针对常规的水轮发电机空气冷却器异常情况检测及分析方法存在的缺点或不足，为避免水轮发电机空气冷却器异常未能及时发现，而引起发电机定子、转子绝缘损坏，降低发电机使用寿命和发电效率，本发明基于定子铁芯最高温度、空气冷却器进出水温度和空气冷却器冷热风温度变化机理，结合mallat小波算法及PCA数据主成分分析，提供一种在线检测水轮发电机空气冷却器异常方法。

本发明通过下列技术方案实现：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