云平台下水轮机接力器监测及故障诊断系统的研究

摘要

泰山抽水蓄能电站单导叶控制系统由22套各自独立的控制机构组成，机组运行过程中，可能会出现导叶连杆失控、导叶接力器失灵、导叶变形等问题，从而导致接力器漏油，造成水轮机组各个接力器无法同步，或者单个接力器无法动作，致使无法实现叶片调角。目前还没有一种针对接力器进行故障诊断的系统，因此，研究液压接力器的监测及故障诊断方法，实现接力器漏油检测，是保证水轮机健康稳定运行的重要环节，对抽水蓄能电站智能化运行具有重要的理论和实践价值。本文针对液压接力器故障诊断做了一下几个方面的研究：　　1)在现有的泰山抽水蓄能电站组的基础上，根据液压接力器工作原理，分析其工作过程，说明了水轮机调速器在实际运行过程中出现的漏油、抽动等问题。　　2)通过分析水轮机接力器的结构、运行特点，建立了液压接力器在线监测及故障诊断模型，该模型主要由接力器、液压站、PLC、上位机、温度传感器、压力传感器、轴编码器、振动传感器等组成。　　3)利用定量控制的液压加压系统在任意位置对接力器加压，监测的信号利用希尔伯特黄变换和小波变换提取特征，利用这些特征，进行了故障特征模式识别，实现接力器的状态检测、故障诊断。　　4)开发了基于云平台的液压接力器远端监测系统和手机APP终端，云平台下的接力器状态监测不仅能够检测接力器运行的参数，按照云端大数据的配置，还能为终端用户提供设备在线信息，提供云端服务。　　最后，本文对设计的液压接力器故障诊断系统采用实时的接力器运行数据进行了功能测试和现场验证，结果表明本系统可以满足设计要求。

目录

声明

1 绪 论

1.1选题的背景和意义

1.2 国内外发展现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 目前尚存在的问题

1.4 本文研究内容

2 液压接力器工作原理及故障分析

2.1 液压接力器工作原理

2.2单导叶接力器控制系统组成

2.3单导叶开度控制原理

2.4接力器故障分析

3故障检测系统硬件设计

3.1设计说明

3.2 总体方案设计

3.3 PLC控制系统设计

3.4 液压加载系统设计

3.5检测传感器选型

3.5.1接力器行程传感器检测

3.5.2位置与设备状态检测

3.5.3模拟量采集

3.6系统云平台构架

3.6.1云平台的工作原理

3.6.2云平台接力器管理系统构架

4故障诊断系统软件设计

4.1 控制系统组态设计

4.2控制系统软件设计

4.2.1程序结构

4.3云平台组态界面设计

4.3.1 主界面设计

4.3.2 接力器运行参数界面

4.3.3 振动参数界面

4.3.4 接力器历史参数界面

4.3.5 用户管理界面

4.4 手机APP设计

5信号处理及故障模式识别

5.1 信号预处理

5.2基于HHT的信号特征提取

5.3 设备故障诊断

5.3.1 接力器运行参数诊断模型

5.3.2 接力器故障诊断的SVM 算法

5.3.3故障诊断系统在接力器的应用

6 总结与展望

6.1总结

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

致谢

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