灯泡贯流机组在线监测与故障分析系统试验研究

摘要

本文根据灯泡贯流机组轴系卧式布置、设备庞大、结构复杂、故障诱因繁多等特点,结合国内外已投入运行的灯泡贯流机组在实际运行中所出现的问题,对机组进行多部位、多项目实时监测,以便能够及时发现引起机组不稳定的因素,实现故障分析,以至实现最终的状态检修,同时为了减小电站人员后期的分散性管理难度和建设期设备投资,设计了一套完整的、齐全的灯泡贯流机组在线监测与故障分析系统。论文阐述了灯泡贯流机组设置在线监测系统的必要性,详细分析了这种机型可能出现的振源、振源判别依据及故障机理,为整个系统设计提供了理论基础。论文介绍了如时域分析、频域分析、伯德图分析、瀑布图分析、轴心轨迹分析、动态轴线姿态分析、发电机空气间隙分析等文中采用的分析方法的原理及算法；根据灯泡贯流机组轴系卧式布置特点,提出了发电机空气间隙分析、轴心轨迹分析及动态轴线姿态分析的重要性；在文中实际开发的系统软件中实现了上述的分析功能。论文在研究本校硕士开发的立式机组监测系统的基础上,针对灯泡贯流机组的特点,结合电站中在线监测系统实际安装及布置,完成了灯泡贯流机组的测点布置及整个系统的硬件结构和分析软件设计,并在原有立式机组监测系统的基础上增加了发电机空气间隙测量及分析功能等等。论文最后,将国内某电站机组所采集到的实际运行数据用于本文所设计的软件分析系统中进行测试,得到良好的操作画面和数据处理结果。验证了本文设计的基于虚拟仪器的在线监测分析软件系统合理可行。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 灯泡贯流机组设置在线监测系统的必要性

1.2 水电机组在线监测系统的发展应用

1.3 本文的工作

2 灯泡贯流机组简介及振源分析

2.1 灯泡贯流机组简介及应用现状

2.1.1 灯泡贯流机组简介

2.1.2 灯泡贯流机组应用现状

2.2 灯泡贯流机组振源分析

2.3 水电机组振动的监测及判别

2.3.1 初判振源

2.3.2 灯泡贯流水电机组在线监测内容

2.3.3 灯泡贯流机组的在线监测标准

3 监测信号的分析、处理

3.1 时域信号分析

3.1.1 信号波形图分析

3.1.2 指标数分析

3.1.3 统计分析方法

3.1.4 相关分析

3.2 频域信号分析—快速傅立叶变换

3.3 轴心轨迹分析

3.4 机组动态轴线姿态

3.5 瀑布图分析

3.5.1 定义及原理

3.5.2 主要作用

3.6 伯德图分析

3.7 趋势及相关分析

3.8 小波分析理论

3.8.1 信噪分离

3.8.2 机组弱信号的提取

3.8.3 机组奇异信号的提取

3.9 气隙监测分析

4 灯泡贯流机组在线监测系统硬件结构设计

4.1 系统结构设计

4.2 上位机系统

4.2.1 状态数据服务器

4.2.2 WEB服务器

4.2.3 网络设备

4.2.4 时钟同步系统及打印系统

4.3 下位机系统

4.3.1 数据采集箱

4.3.2 数据采集箱模块简介

4.4 测点布置及传感器选择

4.4.1 灯泡贯流式机组在线监测测点布置

4.4.2 发电机空气间隙传感器

4.4.3 机组振动传感器

4.4.4 机组摆度传感器

4.4.5 压力脉动传感器

5 灯泡贯流机组在线监测系统软件设计

5.1 系统开发平台及软件介绍

5.2 软件系统设计原则

5.3 故障分析、诊断系统

5.4 数据库设计

5.4.1 数据库管理

5.4.2 监测系统数据库的建立

5.4.3 数据压缩

5.5 用户管理模块设计

6 某水电站某台机组稳定性试验及处理

6.1 机组结构特点

6.2 机组参数

6.3 测试依据的国准及行业标准

6.4 灯泡贯流机组机组稳定性试验测试

7 结论与展望

7.1 总结

7.2 发展与展望

致谢

参考文献

附录 水轮发电机组振动评价国家标准

在校学习期间所发表的论文及申请专利