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一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法

阅读:247发布:2021-02-25

IPRDB可以提供一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且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,包括以下步骤,水电机组监测系统对水电机组进行检测,得到监测的数据信号,监测内容主要包括:水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承;对信号进行分析处理,将信号中的特征提取出来;根据中提取出来的信号特征对水电机组的健康状态进行评估;本发明能够在水电机组故障时进行故障分析,从而得到故障原因,便于工作人员进行维修,且能够对水电机组的健康状态做出较为准确的评估,便于工作人员对水电机组的日常维护,避免故障的发生。,下面是一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法专利的具体信息内容。

1.一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1,水电机组监测系统对水电机组进行检测,得到监测的数据信号,监测内容主要包括:水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承;

S2,对信号进行分析处理,将信号中的特征提取出来;

S3,根据S2中提取出来的信号特征对水电机组的健康状态进行评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:所述水电机组检测系统主要通过对水电机组关键部位的振动进行检测,得到关键部位的振动信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:通过对水电机组关键部位的振动信号来获得水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承的工作状态。

4.根据权利要求3所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:所述水电机组转子在运行时会附加作用一个径向离心力,离心力的计算公式为式中,l为质量偏心距,g为重力加速度常数, 为机组转频,G为水电机组的转子质量。

5.根据权利要求1所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:所述健康状态评估包括对水电机组的现有状态评估和使用寿命预测。

6.根据权利要求1所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:对信号的分析处理包括包括空间维度分析和时间维度分析,然后对分析后的数据进行处理。

7.根据权利要求6所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:所述空间维度分析主要是利用知识库原理,建立水电机组状态报警规则,利用历史报警信息,建立典型案例库,通过事件型或者交互型的分析驱动方式,实时分析水电机组状态。

8.根据权利要求6所述的一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,其特征在于:所述时间维度分析主要是用于水电机组的劣化分析,通过系统、设备,子设备和部件在不同工况下的不同负荷区间,建立自动评价规则和综合评价规则,完成对水电机组健康度的自动评价分析。

说明书全文

一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水电机组状态评估技术领域,具体为一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法。

背景技术

[0002] 随着我国电力事业的不断发展,水电能源已经进入了大机组、特高压输送、智能化控制与管理的新时达。一方面,水力发电在我国发电供应段中所占结构比例逐渐的增多,另一方面由于特高压直流输电线路的不断兴建和投运,大型水电厂作为工业用电直接供电端的方式也日趋增多。而作为水电厂关键发电设备的水电机组也朝着大容量、高比转速和高负载等方向不断发展,其部件结构及布置形式复杂程度也越来越高,而水力、机械和电气之间的耦合作用日益凸显,从而导致了水电设备故障的非计划停运和突发冲击性故障也日趋增多,因此对水电机组做健康状态评估就尤为重要。
[0003] 现有技术中,一般都是通过设置水电机组监测系统来对水电机组的性能进行检测,但一般只能在水电机组发生故障时进行报警,不能及时的判断故障原因,还需要耗费大量的时间去排出故障,使用起来较为不便,且对于水电机组的健康状态评估效果较差,不能准确的判断水电机组的健康状态,提前对故障进行预防。
[0004] 基于此,本发明设计了一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,以解决上述提到的问题。

发明内容

[0005] 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,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于量化评估的水电机组健康状态评估方法,包括以下步骤:
[0007] S1,水电机组监测系统对水电机组进行检测,得到监测的数据信号,监测内容主要包括:水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承;
[0008] S2,对信号进行分析处理,将信号中的特征提取出来;
[0009] S3,根据S2中提取出来的信号特征对水电机组的健康状态进行评估。
[0010] 优选的,所述水电机组检测系统主要通过对水电机组关键部位的振动进行检测,得到关键部位的振动信号,在水电机组的运行过程中,一旦受到水力、机械电气等故障的影响,其动力学行为会发生改变,表现为其振动信号的频带能量分布与正常情况不同,因此,可以从振动信号中充分提取水电机组的能量频段,获取表征故障信息的特征向量,为状态评估和故障分析提供可靠的量化指标,是保证水电机组安全稳定运行的关键。
[0011] 优选的,通过对水电机组关键部位的振动信号来获得水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承的工作状态;水电机上导、下导轴承之间的故障一般包括:间隙过小、瓦调整不良、冷却系统效率低、润滑油泄漏、载荷过大、间隙过大等问题;水电机推力轴承故障一般包括:间隙过小、瓦调整不良,冷却系统效率低、润滑油泄漏、载荷过大、推力头端面与轴线不垂直、镜板表面不平或强度不足;水电机定子故障一般包括:定子铁芯强度不足,定子叠片松动、定子机架强度不足和风洞通风不良;水电机组转子故障一般包括磁极松动,转子绕组不均匀、质量不平衡和拉力不平衡;水电机转轮故障一般包括:尾水涡带过大、转轮叶变形、上冠密封不良和转轮导叶之间激振;水电机水导轴承故障一般包括:间隙过小、瓦调整不良、导叶开口不均、水推力过大和轴承载荷过大;水电机主轴承故障一般包括:法兰连接不对中和盘车调整不良。。
[0012] 优选的,所述水电机组转子在运行时会附加作用一个径向离心力,离心力的计算公式为 式中,l为质量偏心距,g为重力加速度常数, 为机组转频,G为水电机组的转子质量,在对水电机组转子检测时,应将离心力计算进去。
[0013] 优选的,所述健康状态评估包括对水电机组的现有状态评估和使用寿命预测。
[0014] 优选的,对信号的分析处理包括包括空间维度分析和时间维度分析,然后对分析后的数据进行处理。
[0015] 优选的,所述空间维度分析主要是利用知识库原理,建立水电机组状态报警规则,利用历史报警信息,建立典型案例库,通过事件型或者交互型的分析驱动方式,实时分析水电机组状态;在水电机组故障时,根据实时的报警信息,从典型案例库中对比分析历史事件,为实时的时间处理提供分析和参考依据。
[0016] 优选的,所述时间维度分析主要是用于水电机组的劣化分析,通过系统、设备,子设备和部件(主要包括:水电机组、轴系、上导轴承、下导轴承、水电机定子、水电机组转子和水电机转轮)在不同工况下的不同负荷区间,建立自动评价规则和综合评价规则,完成对水电机组健康度的自动评价分析。
[0017] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明能够在水电机组故障时进行故障分析,从而得到故障原因,便于工作人员进行维修,且能够对水电机组的健康状态做出较为准确的评估,便于工作人员对水电机组的日常维护,避免故障的发生。

具体实施方式

[0018] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0019] 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技术方案:包括以下步骤:
[0020] S1,水电机组监测系统对水电机组进行检测,得到监测的数据信号,监测内容主要包括:水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承;
[0021] S2,对信号进行分析处理,将信号中的特征提取出来;
[0022] S3,根据S2中提取出来的信号特征对水电机组的健康状态进行评估。
[0023] 水电机组检测系统主要通过对水电机组关键部位的振动进行检测,得到关键部位的振动信号,在水电机组的运行过程中,一旦受到水力、机械电气等故障的影响,其动力学行为会发生改变,表现为其振动信号的频带能量分布与正常情况不同,因此,可以从振动信号中充分提取水电机组的能量频段,获取表征故障信息的特征向量,为状态评估和故障分析提供可靠的量化指标,是保证水电机组安全稳定运行的关键。
[0024] 通过对水电机组关键部位的振动信号来获得水电机上导、下导轴承,水电机推力轴承,水电机定子,水电机组转子,水电机转轮、水电机水导轴承和水电机主轴承的工作状态;水电机上导、下导轴承之间的故障一般包括:间隙过小、瓦调整不良、冷却系统效率低、润滑油泄漏、载荷过大、间隙过大等问题;水电机推力轴承故障一般包括:间隙过小、瓦调整不良,冷却系统效率低、润滑油泄漏、载荷过大、推力头端面与轴线不垂直、镜板表面不平或强度不足;水电机定子故障一般包括:定子铁芯强度不足,定子叠片松动、定子机架强度不足和风洞通风不良;水电机组转子故障一般包括磁极松动,转子绕组不均匀、质量不平衡和拉力不平衡;水电机转轮故障一般包括:尾水涡带过大、转轮叶变形、上冠密封不良和转轮导叶之间激振;水电机水导轴承故障一般包括:间隙过小、瓦调整不良、导叶开口不均、水推力过大和轴承载荷过大;水电机主轴承故障一般包括:法兰连接不对中和盘车调整不良。
[0025] 水电机组转子在运行时会附加作用一个径向离心力,离心力的计算公式为式中,l为质量偏心距,g为重力加速度常数, 为机组转频,G为水电机组的转子质量,在对水电机组转子检测时,应将离心力计算进去。
[0026] 健康状态评估包括对水电机组的现有状态评估和使用寿命预测。对信号的分析处理包括包括空间维度分析和时间维度分析,然后对分析后的数据进行处理。空间维度分析主要是利用知识库原理,建立水电机组状态报警规则,利用历史报警信息,建立典型案例库,通过事件型或者交互型的分析驱动方式,实时分析水电机组状态;在水电机组故障时,根据实时的报警信息,从典型案例库中对比分析历史事件,为实时的时间处理提供分析和参考依据。时间维度分析主要是用于水电机组的劣化分析,通过系统、设备,子设备和部件(主要包括:水电机组、轴系、上导轴承、下导轴承、水电机定子、水电机组转子和水电机转轮)在不同工况下的不同负荷区间,建立自动评价规则和综合评价规则,完成对水电机组健康度的自动评价分析。
[0027] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0028] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
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