【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水轮发电机安稳运行，具体涉及一种混流式水轮机水体共振故障判别方法和系统。
技术介绍
1、为保证水轮发电机长期安全运行，一般对机组运行稳定性进行监控，基于监控数据或在线监测数据，监测机组振动、摆度、温度指标是否异常。当出现指标异常时，电站运维人员、检修人员或数据分析人员往往要进行分析判断异常产生的原因，制定相应对策，以指导故障消除，确保机组健康运行。而当振动、摆度、温度多项指标同时劣化时，对应着多种故障可能性，仅依靠采集的特征量数据对混流式水轮机水体共振故障进行准确判别目前还处于空白。本专利技术主要针对混流式水轮机发生异常振动和压力脉动故障的情况，对是否为水体共振故障进行快速甄别。
2、业内常规作法，一般通过机组异常振动、压力脉动数据，结合机组运行工况进行人为经验判断故障类别，无法对故障进行量化计算判别。在实际工程应用中，水体共振故障造成的机组振动、脉动异常多为偶发，持续时间较短，往往随负荷调整就会恢复正常，难以凭经验判断水体是否发生了共振，故障是否由水体共振所引起。
技术实现思路
1、为了解决现有数据分析工作中故障判断技术的不足，本专利技术提供一种混流式水轮机水体共振故障判别方法和系统，该方法能有效识别出机组异常振动、压力脉动是否由水体共振所引起。该方法操作简单，通用性强，易于推广应用。本专利技术通过对共振主体(水体)频率和激振力(尾水锥管压力脉动)频率的计算比对，准确判断是否发生水体共振故障，填补了传统方法无法准确判断水体共振故障的空白。
2
3、一种混流式水轮机水体共振故障判别方法，包括如下步骤：
4、步骤(1)采集特征量并识别异常，包括混流式水轮机顶盖垂直振动峰峰值、上机架垂直振动峰峰值、下机架垂直振动峰峰值、尾水锥管压力脉动故障时刻频谱图；以上指标幅值在稳定工况下，偶发异常增大，振动波形呈陡起陡落的形貌，判断为异常；
5、步骤(2)基础参数获取，包括：机组额定转速nr、对应机组流道水体中声波传播速度v、水体沿压力波传递方向的长度l；
6、步骤(3)计算引水管路和导叶后环形水体固有频率，计为f水；
7、步骤(4)比对步骤(1)中顶盖垂直振动峰峰值、上机架垂直振动峰峰值、下机架垂直振动峰峰值、尾水锥管压力脉动频谱图振动主频是否一致，通过主频换算得出激振力频率f激。
8、步骤(5)对比f水和f激是否一致；
9、步骤(6)水体共振故障判断：
10、同时满足步骤(1)、步骤(4)和步骤(5)的条件，则判断为发生水体共振故障。
11、进一步地，步骤(1)中，顶盖垂直振动峰峰值、上机架垂直振动峰峰值、下机架垂直振动峰峰值、尾水锥管压力脉动数据同时采集，时间坐标一致。
12、进一步地，步骤(2)中，声波传播速度v取值为800m/s至1400m/s。
13、进一步地，其特征在于，步骤(3)中，计算引水管路和导叶后环形水体固有频率的方法为：
14、f水＝v/4l
15、其中：v为水体中声波传播速度，l为水体沿压力波传递方向的长度。
16、进一步地，步骤(4)中，通过主频换算得出激振力频率f激具体是：
17、f激＝主频倍频数×nr/60
18、其中：nr为机组额定转速，nr/60为转频。
19、进一步地，步骤(5)中，对比f水和f激是否一致具体是：
20、|f水-f激|＜0.1×nr/60。
21、进一步地，步骤(5)中，是否一致是指f水和f激偏差不超过±0.1倍转频。
22、本专利技术还涉及的一种混流式水轮机水体共振故障判别系统，包括采集器和处理器，采集器，采集器采集特征量和基础参数，处理器根据上述的方法进行故障判别。
23、本专利技术还涉及的一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
24、本专利技术还涉及的一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述方法的步骤。
25、目前，混流式水轮机在不同工况下普遍存在尾水压力脉动增大、振动摆度异常的情况，成因及影响因素繁多复杂，给专业技术人员分析识别故障本因带来困扰，与现有技术相比，本专利技术有益效果为：
26、本专利技术有利于专业技术人员更好的认识水轮机流道中的水体共振现象，掌握水体共振及其引起的压力脉动的基本规律，进一步指导研究消除或控制它们及其影响的途径和措施。
27、本专利技术可以结合混流式水轮机过流部件的固有频率测量计算，与水体频率做对比，有助于过流部件共振故障分析处理。
28、本专利技术方法可以用各种数据分析工具、编程工具实现固化，有助于专业技术人员更好地开展混流式水轮机数据分析、健康评估、重大技改及状态检修相关的研究工作，通用性强，易于推广应用。本专利技术实现了混流式水轮机水体共振故障准确判别，目前业内为首创。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种混流式水轮机水体共振故障判别方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，顶盖垂直振动峰峰值、上机架垂直振动峰峰值、下机架垂直振动峰峰值、尾水锥管压力脉动数据同时采集，时间坐标一致。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，声波传播速度V取值为800m/s至1400m/s。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，计算引水管路和导叶后环形水体固有频率的方法为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，通过主频换算得出激振力频率f激具体是：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，对比f水和f激是否一致具体是：
7.根据权利要求1所述的混流式水轮机水体共振故障判别的方法，其特征在于，步骤(5)中，是否一致是指f水和f激偏差不超过±0.1倍转频。
8.一种混流式水轮机水体共振故障判别系统，其特征在于：包括采集器和处理器，采集器，采集器采集特征量和基础参数，处理器根据权利要求1-7任一项所
9.一种电子设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种混流式水轮机水体共振故障判别方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，顶盖垂直振动峰峰值、上机架垂直振动峰峰值、下机架垂直振动峰峰值、尾水锥管压力脉动数据同时采集，时间坐标一致。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，声波传播速度v取值为800m/s至1400m/s。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，计算引水管路和导叶后环形水体固有频率的方法为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，通过主频换算得出激振力频率f激具体是：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，对比f水和f激是否...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟新元，刘殿程，岳建锋，曲力涛，戴祥，刀亚娟，吴永智，李欣亮，吕爱军，陈明艳，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。