基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常开机、停机以及变负荷过程中的数据，根据指令检索并获取开停机过程以及正常运行过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍转频分量幅值；2)计算并确定轴径中心线；3)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各承轴处大轴轴线的弯曲量和弯曲角；4)根据所述各承轴处大轴轴线的弯曲量和弯曲角的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障。本发明专利技术能够自动跟踪检索停机过程最低可检测到转速下的数据，计算得到主轴轴线的弯曲大小和方位。

Evaluation method of axial bending of hydraulic turbines based on online data

The invention discloses a method for evaluating the curved axis of turbine generator unit based on online data, which comprises the following steps: 1) online monitoring and recording unit normal startup, shutdown and load the data in the process, according to the instruction retrieval stop guide bearings, process and normal operation of the upper and lower guide bearing and water guide bearings frequency component amplitude at 1 times X, Y direction of vibration signal; 2) to calculate and determine the diameter of shaft center line; 3) in the upper guide bearing and the lower guide bearing and the guide swing sensor is installed at the bearing, using the vector calculation through the waveform synthesis and swing sensor signal, calculated amount of each bearing large bending axis and bending angle; 4) values based on the amount of bending bearing at the shaft axis and bending angle, whether the existence of hydro generator axis Bending failure. The invention can automatically track and retrieve the data at the lowest speed under the stopping process, and calculate the bending size and the azimuth of the main shaft axis.

【技术实现步骤摘要】
基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法
本专利技术涉及一种水轮发电机组故障诊断。更具体地说，本专利技术涉及一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法。
技术介绍
在旋转机械中最理想的工作状态是机组中心、旋转中心和轴线三者重合，最不理想的是机组中心，旋转中心和轴线不重合的状态，介于二者之间的是机组中心和旋转中心重合，而轴线却弯曲的状态。这种状态是由于轴线偏移、转子的弯曲、转子与轴承內隙以及承载后转子与轴承变形等原因引起。机组轴线弯曲分为两种：(1)主轴静态弯曲：反映的是机组在停止状态下机组轴线的弯曲程度，这个弯曲程度是机组在检修安装过程中确定的；(2)主轴动态弯曲：反应的是机组在正常运行过程中机组轴线的弯曲变形程度，这个轴线姿态是由机械力、电磁力和水力因素等外部力量引起轴线的附加变形造成的弯曲，当时当外部力消失后，轴线的动态附加弯曲量也随之消失，恢复到大轴原始的弯曲状态。而本方法目的是利用在线采集的数据对大轴原始的弯曲状态进行自动评价，用以诊断判定大轴轴线是否原始的轴线弯曲故障。目前，对于水轮发电机组轴线弯曲的分析诊断，需要通过对在线实时数据进行监测分析，通过人工选取几个特征参数，手动绘制出特征参数的趋势图、相关趋势图等特性曲线，人工对量化参数进行计算，并手动添加报告等。这种诊断方式既没有数学模型的支持，也没有算法的精确，不但浪费人力、时间，同时在数据选取的客观性和数据的准确性上均存在一定的缺陷，对系统的分析诊断结果也存在一定的误差。
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，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基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其能够自动调用采集和存储的完整停机过程的高密度数据，并自动跟踪检索停机过程最低可检测到转速下的数据，通过波形合成和矢量计算得到主轴轴线的弯曲大小和方位。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常的自动开机、自动停机过程中的数据，根据指令检索并获取水轮发电机组在开停机过程以及正常运行过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍频分量幅值；2)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各导轴承出轴线的弯曲量和弯曲角；其中各导轴承出轴线弯曲量包括：上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量和水导轴承处轴线弯曲量；弯曲角包括上导轴承处轴线弯曲角、上导轴承处轴线弯曲角以及水导轴承处轴线弯曲角；3)根据所述各导轴承处轴线弯曲量的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障。优选的是，所述步骤2)中所述上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量、水导轴承处轴线弯曲量存在任意一项数值超过设定阈值，即可判断所述水轮发电机组存在轴线弯曲故障。优选的是，所述步骤2)中，在发电机组开停机过程机组极低转速下，计算得出的导轴承弯曲量以及轴承弯曲角，以弯曲量数值最大者为机组主轴的静态弯曲量及其方位。优选的是，所述轴承弯曲角为由主轴弯曲所确定的弯曲平面与键相块过主轴轴心确定的平面沿机组旋转方向的反向夹角。优选的是，所述轴承弯曲量为其中一个导轴承轴心到另两部导轴承轴心所确定的连线延长线的垂直距离。优选的是，所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法还包括：自动生成诊断报告并显示报告内容。优选的是，所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常的自动开机、自动停机过程中的数据，根据人工指令检索并获取水轮发电机组在开停机过程以及正常运行过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍频分量幅值；2)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各导轴承处轴线弯曲量和弯曲角；其中各导轴承处轴线弯曲量包括：上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量和水导轴承处轴线弯曲量；轴线弯曲角包括上导轴承处轴线弯曲角、下导轴承处轴线弯曲角以及水导轴承处轴线弯曲角；其中，在发电机组开停机过程中机组极低转速下，计算得出的各导轴承处轴线弯曲量以及轴线弯曲角，以弯曲量最大者为机组主轴的静态弯曲量及其方位；3)根据所述轴线弯曲量和轴线弯曲角的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障；4)自动生成诊断报告并显示报告内容。所述报告可以自动转换为WORD等格式。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法以水轮发电机组的在线监测数据为基础，通过数据采集模块对实时数据的监测分析，获取到机组振动、摆度、压力脉动、位移等相关数据，并对数据进行系统、科学的分析。本专利技术所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法采用“参数辨识”的方式。通过计算法，建立相应的数学模型，在实际的在线监测系统中，系统会自动选择能够反映轴线弯曲故障特征的量化参数，来辨识机组是否存在由于轴线弯曲，甚至完成自动绘制趋势图及相关趋势图等特性曲线。本专利技术所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法具备以下特点：(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。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为本专利技术所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法的流程示意图；图2为本专利技术所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法中弯曲角的示意图；图3为本专利技术所述基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法中弯曲量的示意图。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”术语并不排除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基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常的自动开机、自动停机过程中的数据，根据指令检索并获取水轮发电机组在开停机过程以及正常运行过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号1倍频分量的幅值；2)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出轴线弯曲量和轴线弯曲角；其中各导轴承处轴线弯曲量包括：上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量和水导轴承处轴线弯曲量；轴线弯曲角包括上导轴承处轴线弯曲角、下导轴承处轴线弯曲角以及水导轴承处轴线弯曲角；在发电机组开停机过程机组极低转速下，计算得出的轴线弯曲量以及轴线弯曲角，以弯曲量最大者为机组主轴的静态弯曲量及其方位。选择在开停机过程中机组极低转速下的数据，是由于此时不存在由于电磁拉力影响，并且动平衡、水力不平衡对机组轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常的自动开机、自动停机过程中的数据，根据指令检索并获取水轮发电机组在开停机过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍转频分量幅值；2)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各导轴承处大轴轴线的弯曲量和弯曲角；其中轴承弯曲量包括：上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量和水导轴承处轴线弯曲量；各导轴承处轴线弯曲角包括上导轴承处弯曲角、下导轴处承弯曲角以及水导轴承处弯曲角；3)根据所述各导轴承处轴线弯曲量的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障。

【技术特征摘要】
1.一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常的自动开机、自动停机过程中的数据，根据指令检索并获取水轮发电机组在开停机过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍转频分量幅值；2)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各导轴承处大轴轴线的弯曲量和弯曲角；其中轴承弯曲量包括：上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量和水导轴承处轴线弯曲量；各导轴承处轴线弯曲角包括上导轴承处弯曲角、下导轴处承弯曲角以及水导轴承处弯曲角；3)根据所述各导轴承处轴线弯曲量的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障。2.如权利要求1所述的基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其特征在于，所述步骤3)中所述上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量、水导轴承处轴线弯曲量中，如果存在任意一项数值超过设定的阈值，即可判断所述水轮发电机组存在轴线弯曲故障。3.如权利要求1所述的基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其特征在于，所述步骤2)中，在发电机组开停机过程中机组极低转速下，计算得出的各导轴承处大轴弯曲量以及轴承弯曲角，以上述弯曲量的最大值作为机组主轴的原始静态弯曲量及其方位。4.如权利要求1所述的基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，任继顺，崔悦，苏疆东，张民威，
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