水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法及系统与流程

本申请涉及油泵监测，尤其涉及水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法及系统。

背景技术：

1、水轮发电机调速器油压装置是为发电机调速机构提供原动力的装置，其安全运行保障着发电机根据系统需求时刻调整着导水机构开度的大小，为水轮机提供足够的推力，确保水轮机输出功率与发电机输出电功率相平衡，维持发电机转速恒定，确保并网机组发电安全。水轮发电机调速器油压装置主要由气罐、油罐、回油箱、电机油泵组及其控制装置、管路及相关阀门组成。电机油泵组工作是否可靠，关系着油压装置是否能够可靠提供导水机构操作动力的关键。

2、目前，尚未找到有关调速器压油装置油泵阻尼的在线监测相关成果，与之相近的《一种远程判断调速器油压装置油泵电机性能下降的方法》，提供了一种远程判断调速器油压装置油泵电机性能下降的方法。该方法基于历史数据分析的基础上实现对调速器油压装置油泵电机性能下降判断，其应用条件仅在机组停机状态下适用且监测精度不高。因此，亟需提出一种可以实时在线对电机油泵组工作状态进行精确监测的方案，保证机组安全稳定运行。

技术实现思路

1、本申请提供水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法及系统，以至少解决现有技术需要停机监测且监测精度不高的技术问题。

2、本申请第一方面实施例提出一种水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法，所述方法包括：

3、实时获取水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度、油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度；

4、根据所述油泵出口处的油流速度和所述等效总截面面积确定所述油泵的轴向压力；

5、根据所述油泵的轴向压力和所述导叶的轴向线速度确定所述油泵的输出功率；

6、根据所述水轮机调速器油压装置的输入参数确定所述水轮机调速器油压装置的输入功率；

7、根据所述水轮机调速器油压装置的输入功率和所述油泵的输出功率确定所述油泵的阻尼。

8、优选的，所述获取水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度、油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度包括：

9、获取水轮机调速器油压装置中油罐的内径、油泵出口内径、油罐的油位差和螺杆泵参数；

10、根据所述水轮机调速器油压装置中油罐的内径、油泵出口内径、油罐的油位差确定所述水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度；

11、基于所述螺杆泵参数确定所述油压装置中油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度。

12、进一步的，所述根据所述油泵出口处的油流速度和所述等效总截面面积确定所述油泵的轴向压力包括：

13、根据所述油泵出口处的油流速度确定所述油泵出口处的压强；

14、根据所述油泵等效总截面面积和所述油泵出口处的压强确定所述油泵的轴向压力。

15、进一步的，所述油泵的输出功率的计算式如下：

16、

17、式中，pm为油泵的输出功率，p1为油罐压力，vy为油泵出口处的油流速度，ρ为透平油密度，p0为回油箱油压，g为重力加速度，h1为油罐油位，h2为回油箱油位，sd为油泵的等效总截面面积，vx为导叶的轴向线速度。

18、进一步的，所述水轮机调速器油压装置的输入参数包括：

19、水轮机调速器油压装置中电机的输入电流、输入电压、功率因数、接线方式和电机效率。

20、进一步的，所述水轮机调速器油压装置的输入功率的计算式如下：

21、

22、式中，pr为水轮机调速器油压装置的输入功率，ua为电机的输入电压，ia为电机的输入电流，为功率因数，η为电机效率，a为接线方式对应的预设系数；

23、所述油泵的阻尼的计算式如下：

24、z＝(pr-pm)/pr×100％

25、式中，z为油泵的阻尼。

26、进一步的，所述方法还包括：

27、根据所述油泵的输出功率、电机的输入电流、输入电压、功率因数、接线方式确定所述油泵的总效率；

28、其中，所述油泵的总效率的计算式如下：

29、

30、式中，ηy为油泵的总效率。

31、进一步的，所述方法还包括：

32、当所述油泵的阻尼小于第一阻尼阈值且所述油泵的总效率小于第一总效率阈值时，判定所述水轮机调速器油压装置中的螺杆泵卡阻；

33、当所述油泵的启动时间大于第一时间阈值，或所述油泵的两次启动时间间隔小于第二时间阈值，判定所述水轮机调速器油压装置内泄；

34、当所述水轮机调速器油压装置中的油罐与回油箱的总油量在第一预设时长内的减少量大于预设的总油量减少阈值时，判定所述水轮机调速器油压装置漏油；

35、当所述油罐的油位大于油位阈值，判定所述水轮机调速器油压装置中的气罐对应的回路漏气，或所述油罐对应的油气比不足。

36、本申请第二方面实施例提出一种水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测系统，包括：

37、获取模块，用于实时获取水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度、油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度；

38、第一确定模块，用于根据所述油泵出口处的油流速度和所述等效总截面面积确定所述油泵的轴向压力；

39、第二确定模块，用于根据所述油泵的轴向压力和所述导叶的轴向线速度确定所述油泵的输出功率；

40、第三确定模块，用于根据所述水轮机调速器油压装置的输入参数确定所述水轮机调速器油压装置的输入功率；

41、第四确定模块，用于根据所述水轮机调速器油压装置的输入功率和所述油泵的输出功率确定所述油泵的阻尼。

42、优选的，所述系统还包括：

43、第五确定模块，用于根据所述油泵的输出功率、电机的输入电流、输入电压、功率因数、接线方式确定所述油泵的总效率。

44、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

45、本申请提出了水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法及系统，所述方法包括：实时获取水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度、油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度；根据所述油泵出口处的油流速度和所述等效总截面面积确定所述油泵的轴向压力；根据所述油泵的轴向压力和所述导叶的轴向线速度确定所述油泵的输出功率；根据所述水轮机调速器油压装置的输入参数确定所述水轮机调速器油压装置的输入功率；根据所述水轮机调速器油压装置的输入功率和所述油泵的输出功率确定所述油泵的阻尼。本申请提出的技术方案，实时在线的对油泵工作状态进行监测，为电机油泵组的状态检修提供参考依据，确保油泵的工作状态可控在控，使得机组安全运行。

46、本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度、油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述油泵出口处的油流速度和所述等效总截面面积确定所述油泵的轴向压力包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述油泵的输出功率的计算式如下：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述水轮机调速器油压装置的输入参数包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水轮机调速器油压装置的输入功率的计算式如下：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

技术总结本申请提出了水轮机调速器油压装置中油泵阻尼的在线监测方法及系统，所述方法包括：实时获取水轮机调速器油压装置中油泵出口处的油流速度、油泵的等效总截面面积和导叶的轴向线速度；根据所述油泵出口处的油流速度和所述等效总截面面积确定所述油泵的轴向压力；根据所述油泵的轴向压力和所述导叶的轴向线速度确定所述油泵的输出功率；根据所述水轮机调速器油压装置的输入参数确定水轮机调速器油压装置的输入功率；根据所述水轮机调速器油压装置的输入功率和所述油泵的输出功率确定所述油泵的阻尼。本申请提出的技术方案，实时在线的对油泵工作状态进行监测，为电机油泵组的状态检修提供参考依据，确保油泵的工作状态可控在控，使得机组安全运行。技术研发人员：黄献生,曾学文,白志敏,杨四永,杨雯静,周凯,朱关有,周涛,杨武子悦,师培锦,陈华,李大伟,戚林华受保护的技术使用者：华能龙开口水电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26