水力发电机组振动监测与信号分析系统的研究

摘要

改革开放以来，我国的经济迅速发展，使得我国现代化建设对电力的需求越来越大。水力发电是我国能源的重要组成部分，作为一种清洁的能源，大力开展水力发电项目建设符合我国的经济和环境发展要求。水力发电机组是水电站建设项目的关键设备，对整个电站乃至整个电网的稳定运行有着重大影响。随着一大批水电工程的建成，电网中的水电比例越来越大，机组的维护、维修及振动状态分析工作的重要性正逐步体现。由于一个机组的稳定运行已经成为判断机组是否安全的重要指标，为了满足机组的自动化监测与科学化管理的需要，应该对设备检修有“计划”向“状态”转变。
　　本文在对水力发电机组工作状态进行分析的基础上，开发出了一套针对水力发电机组振动信号进行监测和分析的系统。该系统采用现代化监测手段对不同的振动信号使用不同类型的传感器进行采集，然后通过数据采集卡把进行相应的处理后的信息送入到计算机分析。
　　水力发电机组振动监测系统可以观察实时振动信号和离线振动信号，并可以通过相关数学分析来获得振动信号的特征量。通过在线监测可以实时观察振动信号的时域和频域波形。为了进一步获得振动信号的特征量，系统采用离线分析的方法对存储的信号进行分析。在系统的信号分析功能中使用传统与现代信号分析方法相结合的方式，既提供了传统的傅里叶分析、功率谱分析等手段，又提供了现代的小波分析手段用来获得信号特征量,通过实践证明系统基本可以满足信号分析需求。
　　另外，结合实际的开发需求，使用虚拟仪器平台作为本次软件的开发环境。LabWindows/CVI作为一款具有友好使用界面的虚拟开发软件，在开发过程中可以根据需求选择组织相应的控件，然后结合具体的C语句实现相应功能。虚拟仪器不仅在使用时可以像传统设备一样简单，而且还可以通过把不同的功能按钮设置在不同层次的界面上减少误操作的发生。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 水力发电机组振动监测和信号分析的现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 水力发电机组振动简介

2.1 水力发电机组振动的特点

2.2 水力发电机组振动因素

2.3 水力发电机组状态分析模型

2.4 水力发电机组振动状态分析方法

2.5 本章小结

第3章 系统的结构与组成

3.1 系统组成结构与原理

3.2 系统软件体系结构

3.3 本章小结

第4章 振动信号监测与信号分析

4.1 信号的预处理

4.2 振动信号处理方法

4.3 振动信号的故障诊断

4.4 本章小结

第5章 振动监测系统开发

5.1 系统设计方案

5.2 系统设置

5.3 数据采集与分析

5.4 振动故障诊断

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢