一种水电站设备的状态预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了水电站设备领域的一种水电站设备的状态预警方法及系统，获取水电站设备多元监测信号，提取多元监测信号的特征信息；从全局数据库中获取预先存储的水电站设备故障征兆信息，将水电站设备故障征兆信息与特征信息进行对比分析，获取水电站设备的状态变化趋势；从知识库中获取与状态变化趋势对应的水电站设备发生故障概率，若水电站设备发生故障概率大于阈值，将特征信息作为征兆信息存入全局数据库，对水电站设备的故障进行预警；根据设备实时运行情况，基于在线知识库中的相应规则，分析运行设备的变化趋势，对水电站设备可能出现的故障提前预警。能出现的故障提前预警。能出现的故障提前预警。

【技术实现步骤摘要】
一种水电站设备的状态预警方法及系统


[0001]本专利技术属于水电站设备
，具体涉及水电站设备的状态预警方法及系统。

技术介绍

[0002]伴随着科技的不断进步，人类文明的不断发展，地球上的人们在追求更方便的生活的同时，也会注重周围居住环境的质量，而且随着人们环保意识的不断加强，所以对于燃烧会污染环境的能源(煤炭、石油等)的使用率也在不断的降低。在减少传统能源的使用之后，人们逐渐开发除了利用风能、水能以及太阳能这类清洁能源进行发电的技术。在水能的转化上，需要使用到水电站，通过水电站中的诸多机器设备的配合，能够将水流动的势能转化为电能。
[0003]为了保证人们日常的正常用电，需要使水电站能够一直处于正常工作的状态下，但是水电站中的诸多机器设备在工作过程中总会存在出现问题的情况，为了能够快速地解决水电站中的设备所出现的问题，人们设计了实时监测水电站工作设备运行的系统，在该系统的监测下，能够帮助工作人员及时找到水电站设备所出现的问题并解决，从而能够缩短设备出现故障对水电站正常运行的影响。
[0004]然而，现有技术中的实时监测系统，只能够在问题出现时发出信号，而无法预测可能出现的故障或最有可能的故障，此时虽然能够提醒工作人员及时对出现问题的设备进行维修，但是在工作人员接受信号的过程中以及工作人员维修的过程中，出现问题的设备均无法正常进行工作，从而会在该段时间内时使整个发电站的无法正常运行，从而无法正常为人们供电。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水电站设备的状态预警方法及系统，计算分析水电站设备的状态趋势，对水电站设备可能出现的故障提前预警。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术提供了1.一种水电站设备的状态预警方法，其特征在于，包括：
[0008]获取水电站设备多元监测信号，提取多元监测信号的特征信息；
[0009]从全局数据库中获取预先存储的水电站设备故障征兆信息，将水电站设备故障征兆信息与特征信息进行对比分析，获取水电站设备的状态变化趋势；
[0010]从知识库中获取与状态变化趋势对应的水电站设备发生故障概率，若水电站设备发生故障概率大于阈值，将特征信息作为征兆信息存入全局数据库，对水电站设备的故障进行预警。
[0011]优选的，转子质量失衡故障的预警过程，包括：
[0012]若A
1X
＞A
i
‑
1X
、O
min
‑
1X
≤O
1X
≤O
max
‑
1X
且ΔΦ
1X
≤ΔΦ
h
‑
1X
，则输出转子质量失衡故障的预警；
[0013]公式中，转频振动信号1X表示水电站设备开机和停机过程各转速的上机架径向的
转频振动信号；A
1X
表示转频振动信号1X的分量幅值；Φ
1X
表示转频振动信号1X的分量空间相位；O
1X
表示转频振动信号1X的转速相关幂次；A
i
‑
1x
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的摆度下限阈值；O
min
‑
1X
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的转速相关幂次下限阈值；O
max
‑
1x
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的转速相关幂次上限阈值；ΔΦ
h
‑
1X
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的分量空间相位的变化量阈值。
[0014]优选的，转子偏离中心故障的预警过程，包括：
[0015]若检测到水电站设备的上机架径向的转频振动信号1X和转频振动信号2X；且转频振动信号2X的振动频率大于所述转频振动信号1X，产生高次谐波振动，则输出转子偏离中心故障的预警；
[0016]若检测到水电站设备的上机架径向的转频振动信号1X、转频振动信号2X和转频振动信号3X，转频振动信号2X的振动频率或转频振动信号3X的振动频率超过转频振动信号1X的30％，则输出转子偏离中心故障的预警。
[0017]优选的，转子弯曲故障的预警过程，包括：
[0018]若L
1X
≥L
i
‑
1X
，则输出转子弯曲故障的预警和弯曲的方位Φ
1X
；
[0019]公式中，L
1X
表示水电站设备转子轴线的直线度；L
i
‑
1X
为轴线弯曲故障轴线最小直线度阈值；Φ
1X
表示转子弯曲故障的方位；其中，通过水电站设备的上导摆度、下导或推力摆度、水导摆度的信号，计算得到水电站设备转子轴线的直线度L
1X
和弯曲的方位Φ
1X
。
[0020]优选的，动静件摩擦故障的预警过程，包括：
[0021]若Q
i
‑
＞Q，则判断为摩擦信号发生时刻；Q
i
‑
为摩擦振动信息的非线性峭度，Q为非线性峭度阈值；计算摩擦信号与固有振动信号的绝对关联度，输出摩擦信号对固有振动信号的冲击影响程度；对水导摆度、顶盖振动信号进行包络解调变换，得到包络谱主信号幅值A
main
、冲击包络主频率F
main
和冲击空间相位Φ
main
；
[0022]若A
main
＞A
i
‑
main
，且F
main
＝F
1X
或者F
main
＝F
2X
，则输出碰磨冲击空间相位Φ
main
和弱碰磨故障预警；A
i
‑
main
为碰磨故障冲击包络最小幅值，F
1X
为碰磨故障冲击包络基础频率，F
2X
为碰磨故障冲击包络基础频率。
[0023]优选的，轴承润滑故障的预警过程：
[0024]若轴承振动速度频谱中的转频及谐波的幅值大于幅值阈值，则输出轴承中轴瓦间隙过大的故障预警；
[0025]若监测到轴承径向振动，且径向振动频率小于1/2轴承转频时，则输出轴承油膜涡动、油膜振荡的故障预警。
[0026]优选的，轴承部件损坏故障的预警过程：
[0027]若监测到轴承产生周期性冲击，引起轴承和机器的周期性振动脉冲，周期性振动脉冲作用时间小于时间阈值，则输出轴承内圈、外圈或滚子点蚀的故障预警。
[0028]优选的，电气设备损坏故障的预警过程：
[0029]若监测到电气设备的部分相对地电压降低，且部分相对地电压不变，则输出电气设备断相故障预警；
[0030]若R
r
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电站设备的状态预警方法，其特征在于，包括：获取水电站设备多元监测信号，提取多元监测信号的特征信息；从全局数据库中获取预先存储的水电站设备故障征兆信息，将水电站设备故障征兆信息与特征信息进行对比分析，获取水电站设备的状态变化趋势；从知识库中获取与状态变化趋势对应的水电站设备发生故障概率，若水电站设备发生故障概率大于阈值，将特征信息作为征兆信息存入全局数据库，对水电站设备的故障进行预警。2.根据权利要求1所述的一种水电站设备的状态预警方法，其特征在于，对转子质量失衡故障的预警过程，包括：若A
1X
＞A
i
‑
1X
、O
min
‑
1X
≤O
1X
≤O
max
‑
1X
且ΔΦ
1X
≤ΔΦ
h
‑
1X
，则输出转子质量失衡故障的预警；公式中，转频振动信号1X表示水电站设备开机和停机过程各转速的上机架径向的转频振动信号；A
1X
表示转频振动信号1X的分量幅值；Φ
1X
表示转频振动信号1X的分量空间相位；O
1X
表示转频振动信号1X的转速相关幂次；A
i
‑
1X
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的摆度下限阈值；O
min
‑
1X
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的转速相关幂次下限阈值；O
max
‑
1X
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的转速相关幂次上限阈值；ΔΦ
h
‑
1X
为转频振动信号1X下转子质量失衡故障的分量空间相位的变化量阈值。3.根据权利要求1所述的一种水电站设备的状态预警方法，其特征在于，对转子偏离中心故障的预警过程，包括：若检测到水电站设备的上机架径向的转频振动信号1X和转频振动信号2X；且转频振动信号2X的振动频率大于所述转频振动信号1X，产生高次谐波振动，则输出转子偏离中心故障的预警；若检测到水电站设备的上机架径向的转频振动信号1X、转频振动信号2X 和转频振动信号3X，转频振动信号2X的振动频率或转频振动信号3X的振动频率超过转频振动信号1X的30％，则输出转子偏离中心故障的预警。4.根据权利要求1所述的一种水电站设备的状态预警方法，其特征在于，对转子弯曲故障的预警过程，包括：若L
1X
≥L
i
‑
1X
，则输出转子弯曲故障的预警和弯曲的方位Φ
1X
；公式中，L
1X
表示水电站设备转子轴线的直线度；L
i
‑
1X
为轴线弯曲故障轴线最小直线度阈值；Φ
1X
表示转子弯曲故障的方位；其中，通过水电站设备的上导摆度、下导或推力摆度、水导摆度的信号，计算得到水电站设备转子轴线的直线度L
1X
和弯曲的方位Φ
1X
。5.根据权利要求1所述的一种水电站设备的状态预警方法，其特征在于，对动静件摩擦故障的预警过程，包括：若Q
i
‑
＞Q，则判断为摩擦信号发生时刻；Q
i
‑
为摩擦振动信息的非线性峭度，Q为非线性峭度阈值；计算摩擦信号与固有振动信号的绝对关联度，输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁，蔡熹，朱传古，胡飞，刘镖峰，史坤涛，周国建，戚士伟，
申请(专利权)人：中国三峡建工集团有限公司南京南瑞水利水电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：