水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，包括：步骤一、选取转子机械线性量和转子机械变性不均匀度作为水轮发电机组开停机过程转子机械变形评价指标，分别建立水轮发电机组开停机过程中转子机械线性量和转子机械变性不均匀度的数学模型；步骤二、以水轮发电机组的在线监测数据为基础，利用转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度的数学模型，采用参数辨识的方法，从在线监测数据中自动选择转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度参数数据，通过计算来辨识是否存在开停机过程转子机械变形故障。本发明专利技术易于操作，数据选择、计算、判定过程自动化，报告中提供明确的分析诊断结论和可能的检修建议，准确度高。

Analysis and diagnosis method of mechanical deformation of hydraulic turbine generator during stop and stop process

The invention discloses a turbine shutdown analysis diagnosis method, rotor mechanical deformation process comprises the steps of: selecting linear rotor mechanical quantity and rotor mechanical degeneration uniformity as turbine shutdown process of rotor mechanical deformation index, respectively set up hydroelectric generating units shut down in the process of rotor mechanical linear quantity and the rotor mechanical mathematical model of degeneration is not uniform; step two, the on-line monitoring data of hydro generator based on rotor using mechanical linear and / or rotor mechanical heterogeneity modified mathematical model, using the method of parameter identification, from online monitoring data in automatic selection of non-uniform rotor mechanical parameter data linear and / or rotor mechanical degeneration, to identify the existence of shutdown process of rotor fault by mechanical deformation calculation. The invention has the advantages of easy operation, automatic selection of data, calculation and determination process, accurate analysis and conclusion of diagnosis and possible maintenance proposal in the report, and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法
本专利技术属于电子
，涉及一种水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法。
技术介绍
水电机组运行状态的实时诊断直接关系到水电站的安全稳定运行、电力质量和电力生产成本等重要的经济效益指标，其社会效益巨大。随着电站规模和监测辅助系统的不断扩大，机组的控制和监测数据信息量越来越大，运行操作人员对机组运行状态的实时有效监控、对设备故障做出迅速而准确地判断变得越来越困难，因此，研究开发智能水电机组故障诊断系统是非常必要的。水电机组在运行过程中难免发生各种各样的异常情况，同一异常现象可能有不同的产生原因，并且出现的故障具有随机性，其中许多事电站工作人员无法预先、直接检测到的，一般要根据工作人员的个人经验和对监测数据的分析来查找故障发生的原因及部位，因而有一定的主观性和局限性。因此，为保障水电机组的正常安全运行，对其运行状态进行检测，及时发现故障征兆，做到“预测性检修”防患于未然是工程界梦寐以求的理想，也是大型电站机组检修的发展方向。传统故障诊断技术方案：传统水轮发电机组的故障诊断主要有以下4种方法1、基于信号处理的诊断方法2、基于解析模型的诊断方法3、基于经验知识的诊断方法4、基于数据驱动的诊断方法水轮发电机组开停机过程转子机械变形是一种常见故障，会破坏原机组的磁路线，有可能形成磁振动，从而增大机组振动，恶化机组运行工况。如果机组长期处在这种工况下运行，其结构可能受到破坏，并诱发其他事故。传统水轮发电机组开停机过程转子机械变形故障诊断技术的缺陷：国内在故障诊断技术方面的研究起步较晚，二十世纪70年代末开始研究和尝试应用诊断技术，二十世纪90年代开始进行智能化故障诊断的研究工作，研究方法集中在模糊逻辑法、故障树分析法、专家系统技术、人工神经网络技术等，其中专家系统技术和神经网络技术是应用的热点。许多监测诊断系统也开始投入使用，但大都集中在汽轮机以及其他旋转机械设备的监测与故障诊断，针对水电机组的应用很少。这主要由于水电机组转速低，对机组的安全运行没有给予足够的重视，使得水电机组在线监测和故障诊断技术的研究落后于其他(大型)旋转机械。随着国内水轮发电机组状态监测技术的发展，作为其重要组成部分的发电机气隙动态测量技术也同步得到了推广和应用。但国内外的监测技术，都是将气隙监测和机组振动监测完全分开，并且气隙测量单元主要集中在机组运行保护和瞬时的转子磁极伸长、相对偏心及圆度的分析和诊断上，很少涉及对定子、转子变形的分析。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种水轮发电机组开停机过程转子变形的自动分析诊断方法。为此，本专利技术提供的技术方案为：一种水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，包括如下步骤：步骤一、选取转子机械线性量和转子机械变性不均匀度作为水轮发电机组开停机过程转子机械变形评价指标，并分别建立水轮发电机组开停机过程中转子机械线性量和转子机械变性不均匀度的数学模型；步骤二、以水轮发电机组的在线监测数据为基础，利用所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度的数学模型，采用参数辨识的方法，从所述在线监测数据中自动选择所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度参数数据，通过计算来辨识水轮发电机组是否存在开停机过程转子机械变形故障。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，所述步骤一中，所述转子机械变形量的计算公式如下：其中，A为各发电机组上测点实时测量到的气隙值，n为测点安装数目，t1为发电机组开机过程投入励磁前时刻，t0为转子极低转速时刻，ΔAj为转子机械变形量。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，所述步骤一中，所述转子变形不均匀度的计算公式为：其中，A为各发电机组上测点实时测量到的气隙值，n为测点安装数目，t1为发电机组开机过程投入励磁前时刻，t0为转子极低转速时刻，为转子变形不均匀度。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，所述各发电机组上测点处设置有气隙传感器，用于测定所述发电机组的转子机械变形量。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，在所述步骤二之后还包括如下步骤：步骤三、自动生成并显示所述水轮发电机组的转子机械变形故障的分析诊断报告。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，所述分析诊断报告的内容包括：定转子气隙圆、转子圆度、定子圆度、最小气隙、最大气隙、平均气隙、定转子相对偏心、气隙变化曲线、转子机械变形统计和转子机械变形参数统计。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，所述分析诊断报告可自动转换为WORD格式。优选的是，所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法中，所述步骤二中，首先由人工选定需要生成的分析诊断报告，启动其相应模块，之后再根据对应故障诊断机理，采用参数辨识的方法，从所述在线监测数据中自动选择所述转子机械变形量参数和/或转子机械变形不均匀度参数数据。本专利技术采用参数辨识的方法，建立转子机械变形量和转子变形不均匀的数学模型，系统从在线监测数据中自动选择可以反映转子变形的特征参数，来辨识系统是否存在开停机过程转子变形故障，并完成自动绘制趋势图及相关趋势图等特性曲线，自动出具分析诊断报告，以此来实现对水轮发电机组开停机过程转子变形的自动分析诊断功能。本专利技术的分析诊断方式具有数学模型的支持，算法精准，计算过程中选取数据具有客观性和准确性，且能够自动生成分析诊断报告，节省人力、时间的同时，也提高了计算和判断的准确性。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)易于操作。使用人员无需进行设置、选择数据等复杂操作，采用“一键完成”式的软件操作。(2)数据选择、计算、判定过程自动化。所有筛选数据和根据故障或缺陷模型计算的过程、分析推理、判定的过程由计算机完成，无需操作人员中间交互操作。(3)报告中提供明确的分析诊断结论和可能的检修建议。(4)以报告的形式输出到用户界面，而且报告可以自动转换为WORD等格式。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断报告的生成流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1所示，本专利技术提供一种水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，包括如下步骤：步骤一、选取转子机械线性量和转子机械变性不均匀度作为水轮发电机组开停机过程转子机械变形评价指标，并分别建立水轮发电机组开停机过程中转子机械线性量和转子机械变性不均匀度的数学模型；步骤二、以水轮发电机组的在线监测数据为基础，利用所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度的数学模型，采用参数辨识的方法，从所述在线监测数据中自动选择所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度参数数据，通过计算来辨识本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、选取转子机械线性量和转子机械变性不均匀度作为水轮发电机组开停机过程转子机械变形评价指标，并分别建立水轮发电机组开停机过程中转子机械线性量和转子机械变性不均匀度的数学模型；步骤二、以水轮发电机组的在线监测数据为基础，利用所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度的数学模型，采用参数辨识的方法，从所述在线监测数据中自动选择所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度参数数据，通过计算来辨识水轮发电机组是否存在开停机过程转子机械变形故障。

【技术特征摘要】
1.一种水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、选取转子机械线性量和转子机械变性不均匀度作为水轮发电机组开停机过程转子机械变形评价指标，并分别建立水轮发电机组开停机过程中转子机械线性量和转子机械变性不均匀度的数学模型；步骤二、以水轮发电机组的在线监测数据为基础，利用所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度的数学模型，采用参数辨识的方法，从所述在线监测数据中自动选择所述转子机械线性量和/或转子机械变性不均匀度参数数据，通过计算来辨识水轮发电机组是否存在开停机过程转子机械变形故障。2.如权利要求1所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，其特征在于，所述步骤一中，所述转子机械变形量的计算公式如下：其中，A为各发电机组上测点实时测量到的气隙值，n为测点安装数目，t1为发电机组开机过程投入励磁前时刻，t0为转子极低转速时刻，ΔAj为转子机械变形量。3.如权利要求1所述的水轮发电机组开停机过程转子机械变形的分析诊断方法，其特征在于，所述步骤一中，所述转子变形不均匀度的计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：崔悦，任继顺，汪洋，张民威，苏疆东，
申请(专利权)人：北京中元瑞讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11