一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法

摘要

本发明公开了一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，评估流程包括：采集水电机组设备数据,根据评分模型以及评分规则为相应的设备评分,再按照评分给出水电机组健康状态评估等级；本发明提供一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，将水电机组主设备健康状态进行动态分级，不同级别健康状态，得分不同，便于检修人员监视设备状态，提高工作效率，减轻工作压力。

说明书

技术领域

一种健康状态评估方法，特别是一种适用于水电机组的健康状态评估方法。

背景技术

水电机组在运行过程中，其设备运行寿命是一个由健康，到性能退化，再到故障直至失效的缓慢变化过程，往往通过长时间的磨损、冲击和振动量变导致机组失稳的质变。为精确对机组运行过程中的性能水平和退化状态进行量化评估，则需要构建一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法。然而要想量化评估水电机组健康状态，首先需要研究构建能够敏感表征机组性能水平和退化状态的特征参数，即当机组运行出现异常时，会引起其性能参数发生变化的物理量。同时为构建在线量化评估，还需要提出相应的量化评估数学计算模型，将上述特征参数转为可量化的性能指标，为机组评估提供标准参考依据。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，将水电机组主设备健康状态进行动态分级，不同级别健康状态，得分不同，便于检修人员监视设备状态，提高工作效率，减轻工作压力。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，评估流程包括：采集水电机组设备数据,根据评分模型以及评分规则为相应的设备评分,再按照评分给出水电机组健康状态评估等级；

水电机组设备包括：水导轴承，下导及推力轴承，主轴密封，顶盖排水

系统，筒阀及筒阀油压装置系统，调速器及调速器油压装置系统，导水机构，

转轮及主轴，引水管、蜗壳及尾水管，下机架，定子及附属设备，上导轴承，

转子及附属设备，制动装置；

评分模型包括：a，假设模拟量超出阈值运行时间占比超出设定值，该评分项扣除分数；b，异常/告警类开关量评分规则：假设机组部件下有N个开关量测点，有n个点动作，1个点动作扣除分数d，则扣除分数d*n；c，模拟量类评分规则：设备部件下关联模拟量测点，每个测点设置对应的超限阈值和扣分标准，当测值超限时，扣除相应测点的分数；d，假设运行时间差距过大，适用于系统中含有等同的设备，需要做运行时间均衡，如果运行时间差距大于设定值，扣除分数；e，假设运行次数差距过大，适用于系统中含有等同的设备，需要做运行时间均衡，如果运行次数差距大于设定值，扣除分数；f，设备使用寿命类型，对于有使用寿命或者定期检修的设备，设置启用时间和使用寿命，如使用时间超限，扣除分数；

水电机组健康状态评估等级分为：优秀，良好，合格，不合格四级,总分100 分，优秀90～100分，良好80～90分，合格60～80分，不合格<60分；优秀：设备状态良好，不需要检修调整，可以长期稳定运行；良好：设备状态合格，可进行检修调整，可以长期运行；合格：设备状态异常，需要安排检修调整，不适宜长期运行；不合格：设备状态危险，必须尽早停机检修，运行有很大危险。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，水导轴承的评分规则包括：水导轴承的摆度超出阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承油槽油位低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承油槽油混水低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承油温、瓦温存在温度断线，每处扣1分；水导轴承油温、瓦温超过阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承冷却水进出口压力、油温异常的出现次数/ 总次数＞40％，扣3分；水导轴承系统密封件超6年未进行更换的，每处扣2 分；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，下导及推力轴承的评分规则包括：下导及推力轴承摆度超出阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；下导及推力轴承油槽油位低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3 分；下导及推力轴承油槽油混水低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3 分；下导及推力轴承油温、瓦温存在温度断线，每处扣1分；下导及推力轴承油温、瓦温超过阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；推力轴承外循环油温、冷却水进出口温度异常的出现次数/总次数＞70％，扣3分；下导及推力轴承系统密封件超6年未进行更换的，扣2分每处；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，主轴密封的评分规则包括：主轴密封温度存在温度断线，每处扣1分；主轴密封温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；顶盖排水系统的评分规则包括：三台顶盖排水泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；三台顶盖排水泵启停次数差距较大，每出现一次扣5分；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，筒阀及筒阀油压装置系统的评分规则包括：筒阀接力器存在失步情况的出现次数/总次数＞50％，扣20分；筒阀系统不具备条件的出现次数/总次数＞50％，扣20分；筒阀压油装置两台油泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；筒阀压油装置两台油泵运行次数差距较大，每出现一次扣5分；筒阀油压装置回油箱油位异常的出现次数/总次数＞50％，扣3分；筒阀油压装置压力油罐油位、压力存在异常的出现次数/总次数＞50％，扣3分；筒阀系统密封使用超过6年，扣30分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，调速器及调速器油压装置系统的评分规则包括：调速器压油装置两台油泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；调速器压油装置两台油泵运行次数差距较大，每出现一次扣5分；调速器油压装置回油箱油位异常的时间/总时间＞10％，每次扣2分；调速器油压装置压力油罐油位、压力存在异常，每次扣2分；机组漏油装置两台油泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；机组漏油装置两台油泵运行次数差距较大，每出现一次扣5分；机组漏油装置回油箱油位异常的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响调速器系统正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，导水机构的评分规则包括：机组在停机状态下机组漏水量有明显变化的，扣5分；导水机构密封件超过6年未进行更换的，扣3分每处；顶盖振动在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；导叶、底环及各部位轴套、密封存在损坏的，每处扣2分；顶盖均压管存在漏水现象，每处扣5分；存在其他影响机组导水机构正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，转轮及主轴的评分规则包括：转轮及转轮室存在汽蚀、磨损、裂纹的，每处扣3分；转轮及主轴密封件超6年未进行更换的，每处扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；引水管、蜗壳及尾水管的评分规则包括：各部位压力脉动额定负荷下超阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；下机架的评分规则包括：下机架振动在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3 分；机组抬机量在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；制动装置的评分规则包括：制动器行程开关存在异常情况，2分/只；制动器开、关行程接点存在异常情况，3分/次；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，定子及附属设备的评分规则包括：定子绕组、定子铁芯温度存在温度断线，每处扣1分；定子绕组、定子铁芯温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；空冷器冷风、热风温度存在温度断线，每处扣1分；空冷器冷风、热风温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；空冷器进、出水温度存在温度断线，每处扣1分；空冷器进、出水温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；空冷器进、出水压力存在温度断线，每处1分；空冷器进、出水压力超过阈值的出现次数/ 总次数＞70％，扣3分；上机架振动在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；转子及附属设备的评分规则包括：转子温度存在温度断线，每处扣1 分；转子温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；定子间隙测点存在断线，每处扣1分；定子间隙测值超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；转子绝缘电阻低于0.5MΩ的出现次数/总次数＞50％，扣3分；发电机局放数据存在异常的情况，扣2分/次；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

前述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，上导轴承的评分规则包括：上导轴承摆度超出阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上导轴承油槽油位低于阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上导轴承油槽油混水低于阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上导轴承油温、瓦温存在温度断线，每处扣1分；上导轴承油温、瓦温超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3 分；上导轴承冷却水进出口压力、油温异常的出现次数/总次数＞50％，扣3分；上导轴承系统密封件超6年未进行更换的，扣2分每处；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

本发明的有益之处在于：本发明提供一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，本发明对水电机组健康状态进行分级，不同级别量化评估的规则不同，运维人员可根据不同的健康状态，快速做出相应的处理措施，大大减轻检修人员事故处理的工作强度和对故障、事故的处理效率。

附图说明

图1是本发明评估流程的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，评估流程包括：采集水电机组设备数据,根据评分模型以及评分规则为相应的设备评分,再按照评分给出水电机组健康状态评估等级；

水电机组设备包括：水导轴承，下导及推力轴承，主轴密封，顶盖排水系统，筒阀及筒阀油压装置系统，调速器及调速器油压装置系统，导水机构，转轮及主轴，引水管、蜗壳及尾水管，下机架，定子及附属设备，上导轴承，转子及附属设备，制动装置；

评分模型包括：a，假设模拟量超出阈值运行时间占比超出设定值，该评分项扣除分数；b，异常/告警类开关量评分规则：假设机组部件下有N个开关量测点，有n个点动作，1个点动作扣除分数d，则扣除分数d*n；c，模拟量类评分规则：设备部件下关联模拟量测点，每个测点设置对应的超限阈值和扣分标准，当测值超限时，扣除相应测点的分数；d，假设运行时间差距过大，适用于系统中含有等同的设备，需要做运行时间均衡，如果运行时间差距大于设定值，扣除分数；e，假设运行次数差距过大，适用于系统中含有等同的设备，需要做运行时间均衡，如果运行次数差距大于设定值，扣除分数；f，设备使用寿命类型，对于有使用寿命或者定期检修的设备，设置启用时间和使用寿命，如使用时间超限，扣除分数；

水电机组健康状态评估等级分为：优秀，良好，合格，不合格四级,总分100 分，优秀90～100分，良好80～90分，合格60～80分，不合格<60分；优秀：设备状态良好，不需要检修调整，可以长期稳定运行；良好：设备状态合格，可进行检修调整，可以长期运行；合格：设备状态异常，需要安排检修调整，不适宜长期运行；不合格：设备状态危险，必须尽早停机检修，运行有很大危险。

水导轴承的评分规则包括：水导轴承的摆度超出阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承油槽油位低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承油槽油混水低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承油温、瓦温存在温度断线，每处扣1分；水导轴承油温、瓦温超过阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；水导轴承冷却水进出口压力、油温异常的出现次数/总次数＞40％，扣3分；水导轴承系统密封件超6年未进行更换的，每处扣2分；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

下导及推力轴承的评分规则包括：下导及推力轴承摆度超出阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；下导及推力轴承油槽油位低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；下导及推力轴承油槽油混水低于阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；下导及推力轴承油温、瓦温存在温度断线，每处扣1分；下导及推力轴承油温、瓦温超过阈值的超标出现次数/总次数＞70％，扣3分；推力轴承外循环油温、冷却水进出口温度异常的出现次数/总次数＞70％，扣3分；下导及推力轴承系统密封件超6年未进行更换的，扣2分每处；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

主轴密封的评分规则包括：主轴密封温度存在温度断线，每处扣1分；主轴密封温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；顶盖排水系统的评分规则包括：三台顶盖排水泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；三台顶盖排水泵启停次数差距较大，每出现一次扣5分；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

筒阀及筒阀油压装置系统的评分规则包括：筒阀接力器存在失步情况的出现次数/总次数＞50％，扣20分；筒阀系统不具备条件的出现次数/总次数＞50％，扣20分；筒阀压油装置两台油泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；筒阀压油装置两台油泵运行次数差距较大，每出现一次扣5分；筒阀油压装置回油箱油位异常的出现次数/总次数＞50％，扣3分；筒阀油压装置压力油罐油位、压力存在异常的出现次数/总次数＞50％，扣3分；筒阀系统密封使用超过6年，扣30分。

调速器及调速器油压装置系统的评分规则包括：调速器压油装置两台油泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；调速器压油装置两台油泵运行次数差距较大，每出现一次扣5分；调速器油压装置回油箱油位异常的时间/总时间＞ 10％，每次扣2分；调速器油压装置压力油罐油位、压力存在异常，每次扣2 分；机组漏油装置两台油泵运行时间差距较大，每出现一次扣5分；机组漏油装置两台油泵运行次数差距较大，每出现一次扣5分；机组漏油装置回油箱油位异常的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响调速器系统正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

导水机构的评分规则包括：机组在停机状态下机组漏水量有明显变化的，扣5分；导水机构密封件超过6年未进行更换的，扣3分每处；顶盖振动在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；导叶、底环及各部位轴套、密封存在损坏的，每处扣2分；顶盖均压管存在漏水现象，每处扣5分；存在其他影响机组导水机构正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

转轮及主轴的评分规则包括：转轮及转轮室存在汽蚀、磨损、裂纹的，每处扣3分；转轮及主轴密封件超6年未进行更换的，每处扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；引水管、蜗壳及尾水管的评分规则包括：各部位压力脉动额定负荷下超阈值的出现次数/总次数＞ 70％，扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣 5分；下机架的评分规则包括：下机架振动在额定负荷下超过阈值的出现次数/ 总次数＞70％，扣3分；机组抬机量在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；制动装置的评分规则包括：制动器行程开关存在异常情况，2分/只；制动器开、关行程接点存在异常情况，3分/次；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

定子及附属设备的评分规则包括：定子绕组、定子铁芯温度存在温度断线，每处扣1分；定子绕组、定子铁芯温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3 分；空冷器冷风、热风温度存在温度断线，每处扣1分；空冷器冷风、热风温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；空冷器进、出水温度存在温度断线，每处扣1分；空冷器进、出水温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；空冷器进、出水压力存在温度断线，每处1分；空冷器进、出水压力超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上机架振动在额定负荷下超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；存在其他影响机组转轮及主轴正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分；转子及附属设备的评分规则包括：转子温度存在温度断线，每处扣1分；转子温度超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3 分；定子间隙测点存在断线，每处扣1分；定子间隙测值超过阈值的出现次数/ 总次数＞70％，扣3分；转子绝缘电阻低于0.5MΩ的出现次数/总次数＞50％，扣3分；发电机局放数据存在异常的情况，扣2分/次；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

上导轴承的评分规则包括：上导轴承摆度超出阈值的出现次数/总次数＞ 70％，扣3分；上导轴承油槽油位低于阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上导轴承油槽油混水低于阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上导轴承油温、瓦温存在温度断线，每处扣1分；上导轴承油温、瓦温超过阈值的出现次数/总次数＞70％，扣3分；上导轴承冷却水进出口压力、油温异常的出现次数/ 总次数＞50％，扣3分；上导轴承系统密封件超6年未进行更换的，扣2分每处；存在其他影响机组正常运行的缺陷或故障的，每处扣5分。

水电机组量化评估的评分规则:

本发明提供一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法，本发明对水电机组健康状态进行分级，不同级别量化评估的规则不同，运维人员可根据不同的健康状态，快速做出相应的处理措施，大大减轻检修人员事故处理的工作强度和对故障、事故的处理效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。