【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水轮机压力钢管动态振动形变评价。更具体地说，本专利技术涉及一种基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法。
技术介绍
1、水轮机在停机以及事故停机过程中，当压力管道末端的流量发生极速变化时，管道内将出现非恒定流现象，其特点是随着流速的改变压强有较显著的变化，这种现象称为水锤(亦称水击)。水锤现象是各类水力发电机组的共有现象，由于发生水锤时，压强的升、降有时都超过正常情况的许多倍,能引起管道、水轮机的振动、管道变形，甚至使管道破裂,导致电站的严重设备损坏事故。目前并未有专门针对水锤作用下压力钢管的振动、位移及形变的监测和评价方法。已有的接近的技术主要是水力机组压力钢管的振动测量技术，主要通过在压力钢管上安装部署振动加速度传感器以及振动位移传感器，部署相应的数据采集和监测处理装置，实现对振动和位移信号的采集，仅作振动烈度大小的评价，其缺陷如下：1)目前的分析评价技术并不识别机组运行的停机工况、事故紧急停机工况等，无法对水锤作用下的压力钢管振动形变做针对性的分析评价；2)目前主要的评价依据主要是压力钢管振动、位移的峰峰值、有效值，并不具备水锤作用下引起的共振频率、共振信号的强度等关键参数的分析评价。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其能够以安装在压力钢管附近的非接触式微波雷达测振系统为基础，利用其多点同步测量的特征，同步测量压力钢管进水阀前后的多点位的振动、位移实时信号，通过对实时数据的自动化分析检测，实现对压力钢
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，包括：
3、步骤一：采集机组转速、发电机出口开关、机组有功功率信号，识别机组进入正常停机工况或事故紧急停机工况；
4、步骤二：从机组进入正常停机工况或事故紧急停机工况开始采集数据，基于微波雷达采集多点位同步振动波形信号并存储到时间序列中，同步记录机组转速信号到时间序列中，直至机组转速达到阈值，停止采集；
5、步骤三：基于采集数据进行过程基础位移、形变特征参数提取，过程振动特征参数提取，过程共振信号特征参数提取，分别针对正常停机工况或事故紧急停机工况，进行压力钢管位移、形变特征评价，振动特征评价，共振信号特征评价。
6、优选的是，步骤一中，在xsw(ik0)＝1，且xsw(ik0+1)＝0的前提下，
7、如果0.995rr≤xrpm(ik0)≤1.005rr且xpower(ik0)≥0.05pr，识别机组在t＝tk0＝ik0△t
8、时刻进入事故紧急停机工况；
9、如果0.995rr≤xrpm(ik0)≤1.005rr且xpower(ik0)＜0.05pr，识别机组在t＝tk0＝ik0△t
10、进入正常停机工况；
11、其中，xrpm(i)为机组转速信号，xsw(i)为发电机出口开关信号，xpower(i)为机组有功功率信号，i为采样点，对应i△t时刻，△t为采集周期，ik0为机组从正常运行进入停机过程对应的信号点索引号，tk0＝ik0△t为ik0点对应时刻，rr为该机组的额定转速，pr为该机组的额定有功功率。
12、优选的是，步骤二中，所述多点位包括：进水阀上游的压力钢管上的点位pf，进水阀本体上的点位pv，进水阀下游的压力钢管上的点位pr，进水阀本体下方支座上的点位pb。
13、优选的是，步骤二中，从t＝tk0＝ik0△t时刻起，采集多点位同步振动波形信号并存储到时间序列vpf(i)、vpv(i)、vpr(i)、vpb(i)中，同步记录机组转速信号到xrpm(t)时间序列中，直至机组转速达到阈值xrpm(i)≤0.01rr停止采集；
14、其中，vpf(i)、vpv(i)、vpr(i)、vpb(i)分别为点位pf、pv、pr、pb的振动波形时间序列，xrpm(t)为机组转速时间序列。
15、优选的是，步骤三中，包括：
16、步骤s1：过程基础位移、形变特征参数提取包括：
17、步骤s11：设定ts＝0；
18、步骤s12：从t＝ts开始，以1秒时长为单位，截取vpf(i)、vpv(i)、vpr(i)、vpb(i)时间序列的振动信号，并计算每一段振动信号的平均值形成新的时间序列apf(j)、apv(j)、apr(j)、apb(j)：
19、
20、
21、
22、
23、其中，apf(j)、apv(j)、apr(j)、apb(j)分别为点位pf、pv、pr、pb的每秒钟平均位移的时间序列，ns为1秒钟采样到的时间序列振动信号，也就是ns＝fs；
24、j为从tk0时刻开始计算的时间计数，以秒为单位，j＝0对应tk0时刻；n为从tk0时刻开始到机组转速为0，停机数据采集对应的时间计数；
25、步骤s13：调整t's＝ts+δt，其中δt＝1，如果t's≥tp，过程全部振动数据处理完毕，那
26、么执行步骤s14，否则令ts＝t's，继续执行步骤s12；
27、步骤s14：计算过程基础位移、形变时间序列：
28、dpf(j)＝apf(j)-apb(j)(j＝0…，n-1)
29、dpv(j)＝apv(j)-apb(j)(j＝0…，n-1)
30、dpr(j)＝apr(j)-apb(j)(j＝0…，n-1)
31、dr_pf(j)＝dpf(j)-dpf(0)(j＝0…，n-1)
32、dr_pv(j)＝dpv(j)-dpv(0)(j＝0…，n-1)
33、dr_pr(j)＝dpr(j)-dpr(0)(j＝0…，n-1)
34、dr_pb(j)＝dpb(j)-dpb(0)(j＝0…，n-1)
35、步骤s15：计算过程最大基础位移、形变特征：
36、df_pf＝max(dr_pf(j))(j＝0…，n-1)
37、df_pv＝max(dr_pv(j))(j＝0…，n-1)
38、df_pr＝max(dr_pr(j))(j＝0…，n-1)
39、dp_base＝max(dr_pb(j))(j＝0…，n-1)
40、其中，df_pf为进水阀上游压力钢管最大形变，df_pv为进水阀本体最大形变，df_pr为进水阀下游压力钢管最大形变，dp_base为压力钢管下方支座的最大基础位移；
41、步骤s2：压力钢管位移、形变特征评价包括：
42、步骤s21：正常停机工况的位移、形变特征评价：
43、df_pf≥dco·df_pf_std输出进水阀上游压力钢管形变超限；
44、df_pv≥dco·df_pv_std输出进水阀本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤一中，在xsw(ik0)＝1，且xsw(ik0+1)＝0的前提下，
3.如权利要求2所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤二中，所述多点位包括：进水阀上游的压力钢管上的点位Pf，进水阀本体上的点位Pv，进水阀下游的压力钢管上的点位Pr，进水阀本体下方支座上的点位Pb。
4.如权利要求3所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤二中，从t＝tk0＝ik0△T时刻起，采集多点位同步振动波形信号并存储到时间序列vpf(i)、vpv(i)、vpr(i)、vpb(i)中，同步记录机组转速信号到xrpm(t)时间序列中，直至机组转速达到阈值xrpm(i)≤0.01Rr停止采集；
5.如权利要求4所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤三中，包括：
6.如权利要求4所述的基于微波雷
7.如权利要求4所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤三中，包括：
8.电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1～7中任一项所述的方法。
9.存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现权利要求1～7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤一中，在xsw(ik0)＝1，且xsw(ik0+1)＝0的前提下，
3.如权利要求2所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤二中，所述多点位包括：进水阀上游的压力钢管上的点位pf，进水阀本体上的点位pv，进水阀下游的压力钢管上的点位pr，进水阀本体下方支座上的点位pb。
4.如权利要求3所述的基于微波雷达的水轮机压力钢管动态振动形变评价方法，其特征在于，步骤二中，从t＝tk0＝ik0△t时刻起，采集多点位同步振动波形信号并存储到时间序列vpf(i)、vpv(i)、vpr(i)、vpb(i)中，同步记录机组转速信号到xrpm(t)时间序列中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄波，毛柳明，张亦可，毕智伟，谢捷敏，任继顺，张民威，崔悦，汪洋，何继全，苏疆东，王振鑫，李光明，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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