一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器技术方案

本实用新型专利技术公开一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，由信号采集模块、信号合成处理模块，故障诊断中央处理模块和人机交互模块顺次连接构成。信号采集模块采用第一声音采集模块、第二声音采集模块构成，分别监测旋转设备前、末端，将两路声音信号送至信号合成模块进行现有技术的滤波、降噪、加权平均，将输出处理后的信号送至故障诊断中央处理模块，故障诊断中央处理模块根据设定的现有简单程序和人机交互模块的指令执行相应的诊断，并将结果回馈至人机交互模块。本实用新型专利技术结构简单，组装方便，采用了第一声音采集模块、第二声音采集模块构成，分别监测旋转设备前、末端，这样的结构使得判断结果更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器
本技术涉及超高压直流输电
，特别涉及一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器。
技术介绍
对于特高压、超高压直流输电系统，阀冷系统设备可靠性直接影响直流系统稳定性及可靠性。驱动阀冷系统内、外冷水循环流动主要通过各种旋转设备。阀冷系统的旋转设备主要有主泵、冷却塔风机、喷淋泵电机。旋转设备常因其轴承、机械密封磨损导致旋转设备出现漏水、漏油，直接影响直流输电系统的可靠运行。现有对阀冷旋转设备的在线诊断，主要依靠经验丰富的维修师傅，通过人工监听方式对其作出故障诊断。这种诊断方法具有明显主观性，识别难度因人而异，不利于运维人员对旋转设备轴承、机械密封磨损的早期发现。从声波原理分析、研究直流输电阀冷旋转设备发生内部故障时的振声振幅、频谱变化规律，研制高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，为运维人员及时发现、定位旋转设备故障提供一种有效手段，不仅能延长泵体轴承、机械密封备品的更换周期，避免故障进一步恶化，而且直接提高阀冷系统可靠性，具有良好的实用及推广价值。
技术实现思路
针对现有技术的存在的上述不足，本技术在于提供一种应用声学技术对特高压、超高压直流输电阀冷系统旋转设备进行检测的旋转设备故障诊断仪器。本技术的关键在于对硬件结构和构成上进行改进提出的方案，采用两个声音采集模块对旋转设备前、末端进行采集，是本技术的关键结构之一。同时其能够根据现有设定的程序对阀冷系统旋转设备进行监测，分析诊断异常点形成的原因，进行旋转设备状态评估，辅助设备维护人员进行故障检修。本技术通过如下技术方案实现。一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，其由信号采集模块、信号合成处理模块，故障诊断中央处理模块和人机交互模块顺次连接构成。进一步地，信号采集模块采用第一声音采集模块、第二声音采集模块构成，分别监测旋转设备前、末端，将两路声音信号送至信号合成模块进行现有技术的滤波、降噪、加权平均，将输出处理后的信号送至故障诊断中央处理模块，故障诊断中央处理模块根据设定的现有简单程序和人机交互模块的指令执行相应的诊断，并将结果回馈至人机交互模块。进一步地，声音采集模块采用Sparkfun公司的RB-02S074高保真声音采集传感器，将声音高保真的转换为模拟电压量。进一步地，信号合成模块采用低功耗TI公司TMS320C6418ZTSA500DSP芯片，实现模数高速转换及信号合成输出。进一步地，声音采集模块与信号合成模块通过硬接线连接，并集成在同一个电路板上，形成便携式采集装置，采集装置通讯接口为USB3.0接口。进一步地，信号合成处理模块与故障诊断中央处理模块通过USB3.0通讯，实现信号的实时传送。进一步地，故障诊断中央处理模块采用现有，支持对采样信号的后处理分析计算。进一步地，故障诊断中央处理模块与人机交互模块通过HDMI接口连接。与现有技术相比，本技术具有如下优点和技术效果：本技术结构简单，组装方便，能采用现有的模块特别是利用现有简单的判断程序进行判断，其采用了第一声音采集模块、第二声音采集模块构成，分别监测旋转设备前、末端，将两路声音信号送至信号合成模块进行现有技术的滤波、降噪、加权平均，这样的结构使得判断结果更加精确。附图说明图1是实例中高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实例对本技术的实施做进一步说明，需指出的是，本技术的关键是对硬件结构特别是布局提出的技术方案，以下若有涉及软件程序部分，例如中央处理模块中涉及的信号判断是现有软件或本领域技术人员可以根据现有技术简单的编程实现的。如图1，高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器主要由信号采集模块、信号合成处理模块，故障诊断中央处理模块、人机交互模块。第一声音采集模块1、第二声音采集模块2分别监测旋转设备前、末端，将两路声音信号送至信号合成模块进行滤波、降噪，加权平均，将输出处理后的信号送至故障诊断中央处理模块，故障诊断中央处理模块根据人机交互模块的指令执行相应的诊断分析处理，并将结果回馈至人机交互模块。声音采集模块采用Sparkfun公司的RB-02S074高保真声音采集传感器，将声音高保真的转换为模拟电压量。信号合成模块采用低功耗TI公司TMS320C6418ZTSA500DSP芯片，实现模数高速转换及信号合成输出。声音采集模块与信号合成模块通过硬接线连接，并集成在同一个电路板上，形成便携式采集装置，采集装置通讯接口为USB3.0接口。信号合成处理模块与故障诊断中央处理模块通过USB3.0通讯，实现信号的实时传送。故障诊断中央处理模块选现有电脑，并利用简单的编程或者现有信号处理算法，例如小波算法等对采样信号的后处理分析，用现有小波算法进行突变量检测。人机交互模块显示屏幕采用多点触控屏幕，支持屏幕上手势互动操作，包括手势滑动翻页，移动波形文件至屏幕指定区域显示波形等。故障诊断中央处理模块与人机交互模块通过HDMI接口连接。具体使用方法如下：1.使用便携式声音采集模块靠近旋转设备采集声音信号，采集模块可以同时采集两路声源，声音采集位置分别为旋转设备的前、后端。2.采集的声音信号通过硬接线送至信号合成处理模块。3.信号合成处理模块对声音信号进行滤波、降噪及加权平均处理。4.信号合成处理模块将合成后的信号通过USB3.0接口送至诊断中央处理模块。5.若用户在人机交互模块选择频谱分析功能，则故障诊断中央处理模块识别并提取故障特征频率。6.若用户在人机交互模块选择旋转设备捕捉故障时刻功能，则故障诊断中央处理模块对声音信号进行连续采集及突变检测。7.故障诊断中央处理模块将处理结果传送至人机交互模块，并在显示设备显示分析波形。实例：某换流站极2高端#2主泵在2016年1月3日发生故障时所采样到的声音波形，在采样时刻，极2高端阀冷系统在#2主泵运行，人耳听到声音带有较为沉闷的嗡嗡声，用手触摸电机本体能感觉明显振动。使用高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，对旋转设备振动声音进行采集、分析处理，其结果显示较大的能量谱分别出现在50Hz、100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz、350Hz。对侨乡换流站极2高端#2主泵进行检修，发现故障点为电机与主泵间的联轴器动平衡不良。对联轴器进行更换并调试完毕后，重新对侨乡换流站极2高端#2主泵进行声音采集，在极2高端#2主泵运行状态良好时，其能量谱主要分布在50Hz、350Hz上。表1为某换流站极2高端#2主泵故障及正常状态下各特征频率的幅值对比。表1侨乡换流站极2高端#2主泵故障及正常状态下各特征频率的幅值对比序号频率（Hz）正常幅值故障幅值差值1500.0460.038-0.008-17%21000.0050.020.015300%31500.010.0180.00880%42000.0020.0260.0241200%52500.0150.01-0.005-33%63000.0020.0360.0341700%73500.030.0420.01240%由于声音的振幅受声音采集设备与被采集对象间的局里影响较大，需要将增幅不明显的故障频率排除，因此结合表1，可明显看到故障状态对比正常状态时100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，其特征在于由信号采集模块、信号合成处理模块，故障诊断中央处理模块和人机交互模块顺次连接构成；信号采集模块采用第一声音采集模块、第二声音采集模块构成，分别监测旋转设备前、末端，将两路声音信号送至信号合成模块进行现有技术的滤波、降噪、加权平均，将输出处理后的信号送至故障诊断中央处理模块，故障诊断中央处理模块根据设定的现有简单程序和人机交互模块的指令执行相应的诊断，并将结果回馈至人机交互模块。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，其特征在于由信号采集模块、信号合成处理模块，故障诊断中央处理模块和人机交互模块顺次连接构成；信号采集模块采用第一声音采集模块、第二声音采集模块构成，分别监测旋转设备前、末端，将两路声音信号送至信号合成模块进行现有技术的滤波、降噪、加权平均，将输出处理后的信号送至故障诊断中央处理模块，故障诊断中央处理模块根据设定的现有简单程序和人机交互模块的指令执行相应的诊断，并将结果回馈至人机交互模块。2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，其特征在于声音采集模块采用Sparkfun公司的RB-02S074高保真声音采集传感器，将声音高保真的转换为模拟电压量。3.根据权利要求1所述的一种高压直流输电阀冷系统旋转设备故障诊断仪器，其特征在于信号合成模块采用低功...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭卫明，谢桂泉，徐晟，尹华，张朝辉，梁秉岗，王慧泉，余海翔，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：新型
国别省市：广东,44