基于虚拟仪器的发电机励磁状态监测与故障诊断系统研究

摘要

对励磁系统进行状态监测与故障诊断,不仅能显著提高励磁系统的运行可靠性,也为发电厂状态检修工作的展开奠定技术基础。 本文对发电机励磁状态监测与故障诊断系统进行了深入研究,选取了监测内容和监测方式,完善了发电机励磁状态监测系统。利用虚拟仪器技术对系统进行了软硬件设计。确定了硬件方案和软件平台；设计制作了信号调理板,并利用LABVIEW8.2平台开发了一套应用软件。 在开发的系统中,实现了一种基于虚拟仪器的电力参数交流采样方法：利用Hilbert变换完成无功功率的测量,并利用变采样点数的软件同步方法实现交流采样中的频率跟踪技术。试验表明：该方法易于实现、测量准确。还提出并实现了励磁系统性能跟踪评判的方法：通过对过渡过程的自动捕获与分析及从数据库中调用相关数据获得励磁系统的性能指标,依据这些性能指标能够及时跟踪评价励磁系统的性能,并进一步得出励磁系统性能的变化趋势。经过理论分析及多次试验得出过渡过程自动捕获的判断条件,依此条件,能够及时准确地捕获到各过渡过程。 针对发电机励磁系统功率单元常见故障的自动在线诊断问题,在试验室中模拟了各种故障情况,录制了故障时励磁电压的波形、记录了故障时的数据、并对其进行了FFT分析,可判别出典型故障的类型。 最后在试验室的一台小型发电机励磁试验台上进行了一系列试验,试验结果表明该系统运行稳定,已实现了以下功能：发电机励磁系统的实时状态监测、励磁系统的测试试验、励磁系统性能的跟踪评价、数据库、数据查询及报表操作等功能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1状态检修

1.1.1状态检修体制的必然趋势

1.1.2状态检修中的若干关键问题

1.2发电机励磁的状态监测与故障诊断现状

1.3课题的提出、目的、意义及主要内容

1.3.1课题的提出

1.3.2课题主要目的、意义

1.3.3课题的主要内容

2发电机励磁状态监测与故障诊断系统的研究

2.1.发电机励磁的状态监测

2.1.1监测项目

2.1.2监测方式

2.1.3监测信息的存储

2.2发电机励磁系统的性能分析

2.2.1发电机励磁系统作用相关的功能、指标

2.2.2检验励磁系统可靠性的的试验项目

2.2.3发电机励磁系统的性能评价

2.3发电机励磁系统功率单元的故障诊断

2.3.1发电机励磁系统功率单元的工作原理及故障分类

2.3.2发电机励磁系统功率单元故障的诊断方法

3系统的总体设计

3.1虚拟仪器的简介

3.1.1虚拟仪器的概念

3.1.2虚拟仪器的特点

3.1.3虚拟仪器的系统构成

3.2 LABVIEW简介

3.2.1 LABVIEW的概念

3.2.2 LabVIEW的优势

3.3系统的整体方案研究设计

3.2.1系统的主要功能

3.2.2系统的总体设计

4系统的硬件设计

4.1系统的硬件框架

4.2硬件设备的选取

4.2.1数据采集卡的选取

4.2.2信号调理板的设计与制作

4.2.3数据采集卡的保护措施

4.3数据采集

4.3.1采集卡的软件配置

4.3.2模拟量测量

4.3.4频率测量

4.3.4交流采样原理

5系统的软件实现

5.1系统软件框架及数据流

5.1.1系统的软件框架

5.1.2系统的数据流程图

5.2数据采集模块

5.2.1数据读取方式

5.2.2数据采集程序

5.3数据通信模块

5.4数据预处理模块

5.4.1变比处理

5.4.2数字滤波

5.4.3电量计算

5.5数据库模块

5.5.1 LABVIEW中数据库访问途经

5.5.2数据操纵语言SQL

5.5.3 LABVIEW中ADO编程

5.6数据索引模块

5.6.1数据索引

5.6.2报表生成

5.6.3数据索引及报表生成模块的调用方法

5.7功能模块

5.7.1状态监测模块

5.7.2试验模块

5.7.3励磁系统性能分析模块

5.7.4功率单元故障诊断模块

6系统试验

6.1试验平台简介

6.2状态监测功能

6.3励磁试验功能

6.4数据索引分析功能

6.5功率单元的故障诊断

6.5.1故障时的波形

6.5.2故障时的数据分析

6.5.3功率单元故障的诊断

7总结与展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

在校学习期间所发表的论文