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      发电机在国内外发展状况

      更新时间:2020-03-29

      1.1国内发电机状况介绍:
              我国具有巨大的发电机组总装机容量,相应的需要投入很大的运维成本来保证发电机组安全运行。由于发电机组绝大部分都是出于无人区、海上、戈壁滩、高原等地域的丰富处,白天气温较高、夜晚气温较低,有的地方气压也多不相同,而且还具有方向、载荷不定的作用和冲击,因此发电机组所处于十分恶劣环境当中。这么复杂多变的运行环境势必会使发电机组的故障频繁发生,对发电的安全与经济造成直接的影响。对于市场来说,降低发电成本是必然需要解决的问题。并且对于大于天的安全问题来说,保持发电机组长期稳定的发展是十分重要与必要的。因此一定要对发电机组进行状态监测,时刻确保发电机组运行在状态。发电机组的使用寿命一般为20年,在运行过程中出现各种故障在所难免。陆上发电机组的运营维护成本占总投资成本12%左右,由于海洋的环境的多变恶劣等特点,海上发电机组运营维护成本占比更是达到了23%之多。发电机组机构的复杂以及影响因素的多样大大增加了了发电机组发生故障的几率,机组一旦发生故障,可能会造成巨大的经济损失、社会影响甚至人员伤亡。

              为了能够在发电机组严重损伤发生之前能够及时维修,避免重大事故的发生,与此同时还要尽量避免在发电机组还处于状态下进行没有用处的维修,白白的浪费维修资源。而且对于海上发电机组这种不能随时进行检修的机组,需要对其进行运维提前安排,所以应该可以实时的对发电机组的状态进行监测,从而提早发现海上发电机组劣化程度。因此发电机组的状态监测与异常识别对于发电机组的安全运行是一种十分有效的措施。据日本统计,运用发电机组状态监测与异常识别相关技术,发电厂的运维成本可以大大减少,与此同时也可以大大的减少发电机因故障而产生的停机时间,因此效益是非常可观。因此,针对发电机组运维成本的降低和风机的运行效率和可靠的提高问题,对发电机组进行状态监测和异常识别研究具有十分重要的现实意义。

      1.2国内外研究发展现状
      1.2.1基于物理特征变化的发电机组关键部件状态监测研究现状
              发电机的状态监测技术是通过传感器来采集发电机中关于机械、电气特方面的状态参数,只有精确有效的获取发电机组的状态参数才能正确的反应发电机组的工作状况特征。从而对故障初始阶段进行有效的预警,避免重大的故障出现。对确保发电机组的安全和经济具有重要意义。国外较早的对发电机组的状态监测技术进行了研究,但是我国的研究起步较晚,因此其技术是相对我国是较为成熟的。目前的发电机组状态监测技术主要有如下几种:

          C1)振动监测技术
              振动监测技术通常通过对发电机组中一些具有旋转机构的器件,如齿轮箱、发电机等进行振动信号的监测来实现对发电机组的状态监测。振动监测技术主要针对的是发电机组机械部分的监测,振动信号是机械部分故障的一种载体,其可以反映出发电机组机械部分的状态。可以对收集到的振动信号分别进行做时域分析和频域分析,通过对振动信号的特征进行分析,来辨识出设备的所处于不同的状况。目前,对于振动数据的分析方法多,应用范围广,基于振动数据的故障诊断技术己经比较成熟。用发电机的振动信号对发电机组进行了故障预测。运用对发电机组齿轮箱的振动信号进行监测的技术对其进行故障诊断。研究了发电机组振动源,并对塔架进行了共振图分析,通过这个方法对发电机组进行状态监测。运用有限元仿真发电机组振动特,并通过分析振动特对发电机进行评估。

          (2)油液监测技术
              在线油液监测是指在系统或设备在不停止工作的情况下,通过系统或设备的在线传感器对在用油的理化能参数进行连续不间断的原位监测,根据所监测的润滑油的参数变化来判定或预测系统或设备的运行工况和状态,诊断系统或设备的异常部件,为开展针对维护和修理提供依据,从而有效及时避免事故发生。国外对于油液监测技术己经趋于成熟,等都可以提供一系列的油液监服务。但是,目前我国的油液监测技术还不成熟,主要研究的是离线分析。关于在线油液监测技术的现状,并通过对当前技术的分析,对以后在线油液监测技术发展提出一些研究方向。通过对齿轮箱的油液进行监测,对发电机进行状态监测。是把油液监钡(和振动监测两种监测方法联合一起对发电机的齿轮箱故障进行预测。

          (3声发射技术
              随着科学技术的发展,对发电机组的声发射监测是近几年才提出的。其原理利用声波作为信息的载体,通过接收所要监测部分形变过程中的弹波,经过特征分析来判断所要监测部分是否发生损伤。对于发电机组中的齿轮箱、、塔架状态监测,该技术能够更早的发现所要监测部分的破损情况,具有一定优越。运用声发射技术对塔筒进行动态监测,并对其是否发生故障进行了预测。运用声发射技术对发电机的进行疲劳探伤。

          (4)应变测量技术
              发电机组在役结构承载部件例如等极易在应力集中处萌生裂纹,因此,以应力作为结构监测的重要参数,利用应变传感器对应力集位置进行应变监测,可有效评估发电机组结构的状态。目前监测应变程度大部分运用光纤光栅传感器来进行,提出了一种新的应变监测技术,运用矩形贴片线进行应力监测。提出了一种基于模态应变能变化率的技术,对发电机的进行监测,并对其进行损伤识别及定位。对于应力监测技术来说,其还需要进一步的发展,相信随着科技的进步,越来越多的应力监测技术能用于发电机组的监测。
             基于物理特征变化的状态监测需要的传感器较多,成本较高,并且一般只是对发电机组中例如齿轮箱温度、发电机电流等一些单一状态参数进行监测,以此同时发电机组处于的复杂多变的环境对其影响也是较大的。随着科学技术的发展,发电机状态参数的数据可以较为容易的获取,例如SCADA系统通过传感器可以提供发电机组十分详细的状态参数数据,因此对于发电机组的状态监测的研究热点转向了基于数据的驱动的状态监测方法。

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