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应用技术

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水电机组智能盘车系统关键技术探讨与实践

孟安波刘秀良2徐海波3蒋晓明4

(1.广东工业大学2.甘肃电力科学研究院

3.广东省现代电力电子工程技术中心4.广东省科学院自动化工程研制中心)

摘要：传统盘车方法存在布点数量小、停点不准确、读数主观性强、盘车耗时长等问题，因此迫切需要开发一种通用性强、效率高、精度高、智能性强的全自动智能盘车系统，本文对其相关关键技术进行了深入有效的探讨，在此基础上，提出了相应的解决方法与方案。通过现场试验，验证了所提出解决方案的有效性与可行性。

关键词：水电机组；智能盘车；相位识别

1引言

在水电厂盘车领域，国内绝大多数水电机组采用的都是传统的8点等角盘车方法],即在每个典型测量部位，将圆周统一等分为8点，并按顺时针方向依次编号，盘车时依次在每个轴号处停留，读取主轴在各典型部位各轴号处的百分表读数，然后描点计算各典型部位的最大摆度和方位。但这种方法与技术人员的业务水平和现场经验有很大关系，计算结果往往不一致，以至盘车摆度的大小及方位都不太准确，直接影响了下一步主要旋转部件寻找中心及轴线处理量的大小和方向确定。在计算机及光电传感器测量技术飞速发展的今天，这些测量方法在一定程度上阻碍并制约了水电安装质量的提升。具体表现在：一是传统测量方法效率低，如用百分表测量机组各转动部分摆度时，需要在每个测量位置设置人工监视百分表的变化；二是传统测量方法可信度相对较低，同是一块百分表，每个人测量出的数据往往存在或多或少的差异；三是传统测量方法测点较少，由于采用的百分表读数，目前盘车的测点一般都是等角8点，测量结果显得有些粗糙；四是传统测量方法停点不准，目前的盘车工具往往难以控制转速，停点要么超前，要么滞后，从而导致测数不准，致使测得的数据误差大。另外，从盘车数据处理方法上来看，目前国内外采用的方法主要有：一是盘车数据手工描图，二是采用最小二乘法对数据进行拟合分析处理。但它们的基础都是

基于等相位8点或16点盘车数据，对于任意相位、任意点数的盘车数据，往往显得无能为力或者计算过于复杂2]。

纵观目前国内外盘车技术的现状，盘车方式必然朝着自动化、智能化方向发展。随着传感器技术与计算机技术的日益成熟，盘车方法也必然摒弃过去传统的等转角8点盘车模式，盘车过程应该是连续过程，被测点数不受限制，也不需要停留在被测部位，而且盘车过程应该与盘车点数、相位以及盘车旋转速度无关，这就大大节省了盘车时间，同时还可以显著提高测量精度。由于自动盘车方法与传统方法有了质的飞跃，因此有必要研究一种新的数据处理，以便能够分析任意点数、任意相位的盘车数据。针对传统盘车技术已无法满足机组特别是大型机组安装质量要求，本文提出了一种全新的全自动智能盘车系统，并详细介绍其关键技术及解决措施。目前该系统已被成功开发出来，并开始投运在水电厂的盘车过程中，取得了良好的经济效益。

2全自动智能盘车系统特点

全自动智能盘车系统虽然没有特定的定义，但是本文认为它至少具备以下几个方面特征：

(1)适应于任意测点任意轴位盘车

由于传统等角盘车方法往往存在对位不精准的缺点，特别是对于全自动连续盘车采样过程，轴的转速不能保证完全匀速旋转。因此，全自动智能盘车系

统必须满足任意转角任意轴位盘车的客观需要。这就需要解决测点轴位定位的关键问题。

(2)适应手动或自动、单独或整体盘车

全自动智能盘车系统除了满足自动盘车需要，其智能性还应该体现在：①与盘车方式无关，即适应于手动也适应于自动；②与盘车部位无关，即能够适应于单独或整体盘车；③与旋转轴转速无关，即能够适应于任意轴位测点盘车。

(3)适应于连续采样数据正弦滤波要求

水电机组盘车时旋转轴的摆度特性在理论上应该遵循一条正弦曲线，其摆度曲线的规律性不受盘车方式的影响。由于采样过程往往受到外界干扰，因此全自动智能盘车系统必须具备对连续采样数据正弦滤波的能力。

3全自动智能盘车系统关键技术及解决方案

3.1盘车动力装置

传统的盘车动力装置多采用手动盘车、机械盘车或是电磁动力盘车，它们共同的缺点有：测数不准，无法一步调整到位，造成反复、无效劳动多；劳动强度大、工作效率低；现场布置繁杂，安全生产与劳动质量不能保证等问题。解决的方案是采用自动盘车装置，自动盘车装置能够使转子完全处于悬吊的自由状态，消除了因轴系折线而产生超负荷驱动的问题，同时保证了轴向、径向无干扰。因此能够大大改善盘车条件，为连续自动盘车提供了必要的基础条件。

3.2相位识别

由于全自动智能盘车系统属于任意转角、任意点数的连续或断续盘车方式，采样点非常多且不能保证转角均匀，为计算被测部位最大摆度方位角，需要一种相位鉴别技术来确定采样点的