一种水轮发电机组轴承温度分析与异常监测方法技术

本发明专利技术提供一种水轮发电机组轴承性能分析与异常监测方法，包括以下步骤：水轮发电机组轴承检测装置采集水轮发电机组的发电机组轴承瓦温度数据、发电机组轴承振动数据和发电机组轴承所处环境振动数据；分别根据发电机组轴承瓦温度赋分模型、发电机组轴承振动数据赋分模型和发电机组轴承所处环境振动数据赋分模型对采集的数据进行评分，根据发电机组轴承性能赋分模型对水轮发电机组轴承综合性能进行评分，根据发电机组轴承性能得分判断发电机组轴承性能状态是否存在异常；本发明专利技术能够综合考虑机组轴瓦温度、轴承振动和所处环境振动之间的关系得出发电机组轴承性能真实状态，及时发现是否存在异常。发现是否存在异常。发现是否存在异常。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮发电机组轴承温度分析与异常监测方法


[0001]本专利技术涉及水轮机组设备检测领域，尤其涉及一种水轮发电机组轴承温度分析与异常监测方法。

技术介绍

[0002]水轮发电机组是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机，是水电站生产电能的主要动力设备，水轮发电机组一般在发电机轴上、下端位置设计有导轴承和推力轴承，用以承受发电机组全部转动部件的轴向载荷以及径向摆动，水轮发电机组在工作时，轴承的温度以及振动幅度会出现异常情况，现有的状态监测系统仅仅能在水轮发电机组轴承发生故障时发出警报，无法实现发现潜在故障源，不能分析故障产生的原因，也并不能给出维修策略。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种水轮发电机组轴承温度分析与异常监测方法，能够综合考虑机组轴瓦温度、轴承振动和所处环境振动之间的关系得出发电机组轴承性能真实状态，及时发现是否存在异常。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种水轮发电机组轴承温度分析与异常监测方法，包括以下步骤
[0005]S1、水轮发电机组轴承检测装置采集水轮发电机组的发电机组轴承瓦温度数据、发电机组轴承振动数据和发电机组轴承所处环境振动数据；
[0006]S2、分别根据发电机组轴承瓦温度赋分模型、发电机组轴承振动数据赋分模型和发电机组轴承所处环境振动数据赋分模型对采集的数据进行评分，
[0007]发电机组轴承瓦温度的赋分模型：
[0008]当0≤T≤38.3，则F＝100；
[0009]当38.3<T＜85.1，则F＝0.8
×
[
‑
e(0.055
×
Tmax)+108.2]+0.2
×
(100
‑5ꢀ×
S)；
[0010]当85.1≤T，则F＝0；
[0011]其中T为发电机组轴承瓦温度，Tmax为同一采集周期同一轴承轴瓦温度最大值，S为轴承轴瓦温度同一采集周期的温度标准偏差，F为发电机组轴承瓦温度的得分值；
[0012]发电机组轴承振动数据的赋分模型：
[0013]当0≤Q＜350，则U＝100
‑2×
Q
÷
35；
[0014]当350≤Q＜420，则U＝80
‑
20
×
(Q
‑
350)
÷
7；
[0015]当420≤Q＜525，则U＝40
‑
20
×
(Q
‑
420)
÷
105；
[0016]当525≤Q＜600，则U＝40
‑
40
×
(Q
‑
525)
÷
75；
[0017]其中Q为发电机组轴承振动峰峰值取均方根后的值，U为发电机组轴承振动的得分值；
[0018]发电机组轴承所处环境振动数据的赋分模型与发电机组轴承振动数据赋分模型
一致，用发电机组轴承所处环境振动峰峰值取均方根后的值P替代Q，用发电机组轴承所处环境振动的得分值H替代U；
[0019]S3、根据发电机组轴承性能赋分模型对水轮发电机组轴承综合性能进行评分，根据发电机组轴承性能得分判断发电机组轴承性能状态是否存在异常；
[0020]发电机组轴承性能赋分模型：
[0021]当80≤min(F，U，H)≤100，G＝0.3
×
max(F，U，H)+0.3
×
med(F， U，H)+0.4
×
min(F，U，H)；
[0022]当60≤min(F，U，H)＜80，G＝0.1
×
max(F，U，H)+0.4
×
med(F， U，H)+0.5
×
min(F，U，H)；
[0023]当50≤min(F，U，H)＜60，G＝0.1
×
max(F，U，H)+0.2
×
med(F， U，H)+0.7
×
min(F，U，H)；
[0024]当0≤min(F，U，H)＜50，G＝0.1
×
max(F，U，H)+0.1
×
med(F，U， H)+0.8
×
min(F，U，H)；
[0025]其中max(F，U，H)表示F、U、H中的最大值，med(F，U，H)表示F、 U、H中的中间值，min(F，U，H)表示F、U、H中的最小值，G为发电机组轴承性能的得分值。
[0026]优选的，根据发电机组轴承性能得分将发电机组轴承性能状态得分划分四个状态包括优良(80
‑
100)、提醒(60
‑
80)、轻度损坏(50
‑
60)和严重损坏 (低于50)；优良：设备可以长期稳定运行；提醒：有异常报警需临时停机短时处理(1天以内)；轻度损坏：设备轻度损坏需停机一定时间处理(2
‑
15天)；严重损坏：设备严重损坏需长时间停机处理(15天以上)。
[0027]优选的，当发电机组轴承性能得分被判定为提醒，报警单元发出黄色一级警示；
[0028]当发电机组轴承性能得分被判定为轻度损坏，报警单元发出红色二级警示。
[0029]优选的，水轮发电机组轴承检测装置包括：
[0030]在水轮发电机组上导轴承、下导轴承、水导轴承和推力轴承轴瓦上安装的温度传感器，用于实时监测该位置处的轴瓦温度；
[0031]在水轮发电机组上导轴承、下导轴承、水导轴承和推力轴承﹢X方向、﹢Y方向安装的振动传感器，用于实时监测该位置处的振动峰峰值；
[0032]在水轮发电机组上导轴承、下导轴承、和水导轴承所处环境上机架、下机架及顶盖﹢X方向、﹢Y方向安装的振动传感器，用于实时监测该位置处的振动峰峰值。
[0033]优选的，由多组同一数据采集周期采集的温度值与振动值进行计算得出对应的机组轴承性能得分，利用人工神经网络，训练计算机学习生成相对应的机组轴承性能评估曲线。
[0034]优选的，在相邻两个采集周期内，当对应轴瓦温度监测值变化大于ΔT，则判定温度值存在突变，温度突变轴承瓦温度值判定无效，以上一采集周期数据为准。
[0035]优选的，当发电机组轴承瓦温度的得分值F、发电机组轴承瓦温度的得分值U或发电机组轴承所处环境振动的得分值H处于60
‑
80，则对应的发电机组轴承瓦温度性能状态、发电机组轴承振动性能状态或发电机组轴承所处环境性能状态为提醒，报警单元发出黄色一级警示；
[0036]当发电机组轴承瓦温度的得分值F、发电机组轴承瓦温度的得分值U或发电机组轴承所处环境振动的得分值H处于50
‑
60，则对应的发电机组轴承瓦温度性能状态、发电机组
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水轮发电机组轴承性能分析与异常监测方法，其特征在于：包括以下步骤S1、水轮发电机组轴承检测装置采集水轮发电机组的发电机组轴承瓦温度数据、发电机组轴承振动数据和发电机组轴承所处环境振动数据；S2、分别根据发电机组轴承瓦温度赋分模型、发电机组轴承振动数据赋分模型和发电机组轴承所处环境振动数据赋分模型对采集的数据进行评分，发电机组轴承瓦温度的赋分模型：当0≤T≤38.3，则F＝100；当38.3<T＜85.1，则F＝0.8
×
[
‑
e(0.055
×
Tmax)+108.2]+0.2
×
(100
‑5×
S)；当85.1≤T，则F＝0；其中T为发电机组轴承瓦温度，Tmax为同一采集周期同一轴承轴瓦温度最大值，S为轴承轴瓦温度同一采集周期的温度标准偏差，F为发电机组轴承瓦温度的得分值；发电机组轴承振动数据的赋分模型：当0≤Q＜350，则U＝100
‑2×
Q
÷
35；当350≤Q＜420，则U＝80
‑
20
×
(Q
‑
350)
÷
7；当420≤Q＜525，则U＝40
‑
20
×
(Q
‑
420)
÷
105；当525≤Q＜600，则U＝40
‑
40
×
(Q
‑
525)
÷
75；其中Q为发电机组轴承振动峰峰值取均方根后的值，U为发电机组轴承振动的得分值；发电机组轴承所处环境振动数据的赋分模型与发电机组轴承振动数据赋分模型一致，用发电机组轴承所处环境振动峰峰值取均方根后的值P替代Q，用发电机组轴承所处环境振动的得分值H替代U；S3、根据发电机组轴承性能赋分模型对水轮发电机组轴承综合性能进行评分，根据发电机组轴承性能得分判断发电机组轴承性能状态是否存在异常；发电机组轴承性能赋分模型：当80≤min(F，U，H)≤100，G＝0.3
×
max(F，U，H)+0.3
×
med(F，U，H)+0.4
×
min(F，U，H)；当60≤min(F，U，H)＜80，G＝0.1
×
max(F，U，H)+0.4
×
med(F，U，H)+0.5
×
min(F，U，H)；当50≤min(F，U，H)＜60，G＝0.1
×
max(F，U，H)+0.2
×
med(F，U，H)+0.7
×
min(F，U，H)；当0≤min(F，U，H)＜50，G＝0.1
×
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚洲，王忠强，于跃，万永发，康聪芳，屈伟强，柯明星，
申请(专利权)人：黄河水利水电开发集团有限公司，
类型：发明
国别省市：