許華松
摘 要:隨著社會的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,近年來,我國在水電機(jī)組故障的診斷技術(shù)方面有了非??斓陌l(fā)展,本文主要將資料和國內(nèi)外的發(fā)展進(jìn)行結(jié)合,對水電機(jī)組發(fā)生故障的診斷技術(shù)進(jìn)行了論述,并對故障診斷方面的技術(shù)運(yùn)用進(jìn)行了分析。同時(shí),針對水電機(jī)組在發(fā)展中的特點(diǎn),對水電機(jī)組發(fā)生故障診斷的內(nèi)容進(jìn)行了論述,對現(xiàn)階段水電行業(yè)所應(yīng)用的診斷技術(shù)做了分析,并對其發(fā)展做了展望。
關(guān)鍵詞:水電機(jī)組;發(fā)生故障;診斷技術(shù);應(yīng)用發(fā)展
對水電機(jī)組的狀態(tài)進(jìn)行檢修,這是把水電機(jī)組在運(yùn)行中的狀態(tài)作為前提的預(yù)防維修的手段,它按照機(jī)組狀態(tài)的監(jiān)測以及故障診斷的系統(tǒng)所提供的信息,在統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)處理的作用下,對機(jī)組的整體以及部件劣化的程度進(jìn)行分析,還能在故障出現(xiàn)之前可以有計(jì)劃地展開針對性的維修,可以非常明顯地對水電機(jī)組在運(yùn)行中的可靠性作一保障,對機(jī)組在維修中的周期進(jìn)行延長,減少水電機(jī)組在檢修中的費(fèi)用。
一、故障診斷技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
在這幾年的發(fā)展下,關(guān)于狀態(tài)監(jiān)測方面的技術(shù),已經(jīng)在水電廠有了非常大的發(fā)展,然而故障診斷方面的技術(shù)的進(jìn)一步研究,還是有很多都在理論階段停留,在實(shí)際應(yīng)用中也只是停留在機(jī)組的某部件以及某種故障方面的具體診斷,可以對狀態(tài)檢修有一定的指導(dǎo)作用,然而相對成熟的在故障診斷方面的系統(tǒng)截止現(xiàn)在依然沒有。
就國內(nèi)的產(chǎn)品而言,多數(shù)都是沒有智能化的對故障進(jìn)行診斷的功能,只是對機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行提供,從而為工程人員在處理以及分析問題的過程中提供依據(jù),采用人工的方式,對機(jī)組的健康狀態(tài)以及潛在的故障展開判斷。從國外產(chǎn)品系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上來看,其是非常完整的,截止現(xiàn)在,已經(jīng)初步形成了具有智能化地對故障進(jìn)行診斷的功能,涉及到故障庫平臺和征兆輸入的接口以及規(guī)則編輯的工具以及診斷結(jié)果等方面的功能。然而在水電行業(yè)的具體應(yīng)用中還是非常少的,而且并不能對故障進(jìn)行定位,其在輸出的結(jié)果上還是要依靠技術(shù)人員以及專家進(jìn)行最終的分析和判斷,所以,在對診斷進(jìn)行后期的處理時(shí),還是需要全面地研究并對其作一開發(fā)。
二、故障診斷的具體方法
對水電機(jī)組出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷時(shí),必須對機(jī)組狀態(tài)的具體特征以及故障征兆進(jìn)行提取,隨后再對故障展開推理并識別,緊接著,對故障趨勢進(jìn)行預(yù)測以及結(jié)果分析。在這一過程中,對故障的進(jìn)一步推理以及識別方法,是在研究當(dāng)中比較受關(guān)注的話題,經(jīng)過多年來的發(fā)展,故障診斷的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,截至目前為止,不同原理指導(dǎo)下的方法已經(jīng)形成。具體的診斷方法包括:在規(guī)則診斷下的方法、在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的方法、在故障樹下的方法、在斯網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)下的方法等。
(一)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)下的診斷方法
所謂人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),主要是指對人類的神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬的一種技術(shù),集傳輸和處理信息為一體。在20世紀(jì)40年代初期,Mcculloch與Pitts首次提出了對神經(jīng)元的模擬,在之后的很快一段時(shí)間中,其就形成了和專家系統(tǒng)兩者并列的一種人工智能化的技術(shù),在規(guī)則指導(dǎo)下的專家系統(tǒng)進(jìn)行比較,人工化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身具有個(gè)性鮮明地容錯以及自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)等方面的優(yōu)點(diǎn)。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)展開應(yīng)用,讓其在故障診斷中能夠清晰地對識別過程有所認(rèn)識。在大量的狀態(tài)參數(shù)的測量下,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由測試空間中向故障空間進(jìn)行影射,從而實(shí)現(xiàn)對故障的診斷。經(jīng)過訓(xùn)練之后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對相關(guān)的知識進(jìn)行儲存,可以直接地從定量和歷史故障中的進(jìn)行學(xué)習(xí)。能夠按照對象中的歷史數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)作一訓(xùn)練,隨后把該信息和現(xiàn)階段的測量數(shù)據(jù)之間作一比較,從而對故障進(jìn)行確定。
人工化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在樣本的學(xué)習(xí)過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取,在大量的實(shí)例學(xué)習(xí)過程中對全職作一修正,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)獨(dú)一輸入和輸出兩者之間的關(guān)系進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。就水電機(jī)組來說,狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)在建立中的時(shí)間并不是很長,在機(jī)組的實(shí)際發(fā)生幾率上也是非常低的,所以對事故實(shí)例的獲取并不是很豐富,鑒于此,神經(jīng)化的網(wǎng)絡(luò)診斷的運(yùn)用是比較困難的。然而由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身存在的一些特征,可以在一定程度上對機(jī)組設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性和有效性,在實(shí)際的應(yīng)用中診斷方法是非常直觀的和有效的,有助于計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn),易于和其他類型地診斷方法進(jìn)行結(jié)合,并對故障作一診斷?,F(xiàn)階段,在規(guī)則指導(dǎo)下的專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法之間相互結(jié)合,利用專家系統(tǒng)在組織結(jié)構(gòu)中的優(yōu)點(diǎn)以及對于神經(jīng)化網(wǎng)絡(luò)的具體學(xué)習(xí),這是當(dāng)前在研究以及應(yīng)用中發(fā)展的一個(gè)必要趨勢。如圖一所示,冷卻截止進(jìn)口溫度的隸屬函數(shù)圖;圖二為導(dǎo)軸承的擺渡函數(shù)圖。
(二)在規(guī)則指導(dǎo)下的診斷方法
所謂在規(guī)則指導(dǎo)下的推理方法,主要是指知識工程師在專家系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建過程中比較多見的方式之一,同時(shí),其也是目前在實(shí)踐當(dāng)中應(yīng)用比較多的一種方法,主要原因在于多數(shù)比較成功的在規(guī)則指導(dǎo)下的專家系統(tǒng)的實(shí)例以及可行性的在規(guī)則指導(dǎo)下的專家系統(tǒng)工具的全面出現(xiàn)。但是在規(guī)則指導(dǎo)下的專家系統(tǒng)在工作中的模型,也就是人們經(jīng)常說的產(chǎn)生式規(guī)則,盡管其的思想是非常簡單的,然而非常有效??梢詫a(chǎn)生式規(guī)則看做是專家系統(tǒng)運(yùn)行的前提,從專家系統(tǒng)方面來看,其主要由產(chǎn)生式系統(tǒng)逐漸發(fā)展而成的,現(xiàn)階段中,相對成熟以及系統(tǒng)化、整體化的水電機(jī)組對故障進(jìn)行診斷的系統(tǒng),都是在該推理方法下開展的。
對水電機(jī)組來說,事實(shí)是非常重要的,其是水電機(jī)組中的所有部件以及故障重要部分,而且其中還具備非常簡單的關(guān)系,所遵循的規(guī)則是指故障發(fā)生時(shí)的推理,與征兆以及和故障有所對應(yīng)的關(guān)系。
(三)故障診斷技術(shù)在發(fā)展中的趨勢
目前在對機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測以及故障診斷的系統(tǒng)發(fā)展中,還并未完全地對機(jī)組發(fā)生的一切故障進(jìn)行避免,然而優(yōu)良的水電機(jī)組的故障診斷系統(tǒng)應(yīng)該可以提供兩個(gè)非常主要的功能,一方面是在故障還沒有發(fā)生的過程中,對機(jī)組在運(yùn)行中的健康狀態(tài)以及故障預(yù)警進(jìn)行提供,防止并預(yù)防故障的發(fā)生,在一定程度上對實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的檢修提供一定的技術(shù)支持,另一方面是在故障就要發(fā)生或者已經(jīng)發(fā)生的過程中,要對其產(chǎn)生的故障影響以及事故后果不斷減小,還要對其進(jìn)行一定的后期維修。除此之外,故障診斷指導(dǎo)下的專家系統(tǒng)還能夠讓水電廠與水電專家在多年來的經(jīng)驗(yàn)中對專業(yè)知識進(jìn)行掌握,主要表現(xiàn)在兩點(diǎn):一是傳感器技術(shù)與檢測技術(shù)兩者的發(fā)展,例如超聲波技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)以及熱成像的診斷技術(shù)與油樣的分析技術(shù)等都越來越成熟,對故障診斷方面的技術(shù)能夠在水電機(jī)組中應(yīng)用的范圍進(jìn)行了擴(kuò)展;二是在計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展方面,讓水電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測工藝不斷完善。還讓實(shí)時(shí)診斷儼然形成。
結(jié)束語
綜上所述,在國家電力企業(yè)不斷發(fā)展以及對故障診斷加大研究的背景下,關(guān)于水電機(jī)組故障技術(shù)的應(yīng)用越來越被制造廠和電廠等部門重視,通過對水電站所發(fā)生故障的診斷技術(shù)的深入了解,對故障診斷中存在的問題明晰,并加大對其的研究力度,在此基礎(chǔ)上,更快、更好地促進(jìn)水電機(jī)組中故障診斷工藝的進(jìn)一步發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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