本發(fā)明涉及一種水輪發(fā)電機組故障診斷方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法。
背景技術：
水輪發(fā)電機組的推力頭松動指推力頭內(nèi)孔和軸頸間存在間隙。當推力頭松動時，機組振動、擺度的特點為：機組運行時的動態(tài)軸線姿態(tài)會發(fā)生突然變化，機組的振動、擺度忽大忽小，呈不穩(wěn)定狀態(tài)。而且，推力頭松動也會給機組盤車帶來困難。
但是，目前大多數(shù)監(jiān)測診斷系統(tǒng)都集中在汽輪機以及其他旋轉(zhuǎn)機械設備的監(jiān)測與故障診斷，針對水電機組的應用很少。這主要由于水電機組轉(zhuǎn)速低，對機組的安全運行沒有給予足夠的重視，使得水電機組在線監(jiān)測和故障診斷技術的研究落后于其他(大型)旋轉(zhuǎn)機械。水輪發(fā)電機組的分析診斷，需要通過對在線實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析，通過人工選取幾個特征參數(shù)，手動繪制出特征參數(shù)的趨勢圖、相關趨勢圖等特性曲線，人工對量化參數(shù)進行計算，并手動添加報告等。這種診斷方式既沒有數(shù)學模型的支持，也沒有算法的精確，不但浪費人力、時間，同時在數(shù)據(jù)選取的客觀性和數(shù)據(jù)的準確性上均存在一定的缺陷，對系統(tǒng)的分析診斷結(jié)果也存在一定的誤差。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法，其能夠自動選取推力頭松動的相關數(shù)據(jù)，進行自動分析和統(tǒng)計判斷，并給出分析評價診斷結(jié)果。整個分析過程系統(tǒng)能夠自動完成而無需人工操作。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法。研究發(fā)現(xiàn)，推力頭松動會帶來軸線姿態(tài)的突變，機組擺度、振動的突變，尤其在推力軸承載荷發(fā)生改變的時刻，比如開機升速過程、變負荷過程，具體表現(xiàn)在在上述變化過程中機組擺度、徑向振動的測值會發(fā)生突變，而且1X分量的相位也會發(fā)生突變。這個特征是推力頭松動與其他故障主要區(qū)別之一。因此本發(fā)明對推力頭松動故障的辨識也主要通過對擺度、徑向振動的1X測值和相位來回擺動變化分析完成。本發(fā)明所述基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法包括以下步驟：
1)通過在線監(jiān)測記錄數(shù)據(jù)，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數(shù)據(jù)記錄，所述數(shù)據(jù)記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據(jù)數(shù)據(jù)記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；
3)根據(jù)步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數(shù)，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內(nèi)的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量以及1X相位在2min內(nèi)的最大擺動量分別與預設值進行對比，根據(jù)比較結(jié)果診斷是否存在機組推力頭松動故障。
優(yōu)選的是，所述步驟2)中計算時所用的數(shù)據(jù)記錄為30％額定轉(zhuǎn)速以上的數(shù)據(jù)記錄。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，選擇機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量分別與預設值進行對比，根據(jù)比較結(jié)果診斷機組推動頭松動故障。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程變化幅值下限。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程變化幅值下限。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程變化幅值下限。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程最大擺動量下限。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程最大擺動量下限。
優(yōu)選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程最大擺動量下限。
優(yōu)選的是，所述基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法，包括以下步驟：
1)通過在線監(jiān)測記錄數(shù)據(jù)，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數(shù)據(jù)記錄，所述數(shù)據(jù)記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據(jù)機組轉(zhuǎn)速在30％額定轉(zhuǎn)速以上的數(shù)據(jù)記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；所述數(shù)據(jù)記錄不包括30％額定轉(zhuǎn)速以下的數(shù)據(jù)記錄；
3)根據(jù)步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數(shù)，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內(nèi)的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量分別與預設值進行對比，根據(jù)比較結(jié)果診斷是否存在機組推力頭松動故障。
5)生產(chǎn)報告并顯示報告內(nèi)容，報告可以自動轉(zhuǎn)換為WORD、PDF、JPG等格式。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明所述基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法轉(zhuǎn)速達到30％以上時的數(shù)據(jù)，可排除其他原因造成的擺度、振動突變。本發(fā)明所述方法具備以下特點：
(1)易于操作。使用人員無需進行設置、選擇數(shù)據(jù)等復雜操作，采用“一鍵完成”式的軟件操作。
(2)數(shù)據(jù)選擇、計算、判定過程自動化。所有篩選數(shù)據(jù)和根據(jù)故障或缺陷模型計算的過程、分析推理、判定的過程由計算機完成，無需操作人員中間交互操作。
(3)報告中提供明確的分析診斷結(jié)論和可能的檢修建議。
(4)以報告的形式輸出到用戶界面。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不排除一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法，包括以下步驟：
1)通過在線監(jiān)測記錄數(shù)據(jù)，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數(shù)據(jù)記錄，所述數(shù)據(jù)記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據(jù)數(shù)據(jù)記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；計算時所用的數(shù)據(jù)記錄為30％額定轉(zhuǎn)速以上的數(shù)據(jù)記錄。在此轉(zhuǎn)速下，導軸承油膜已形成，可排除其他原因造成的擺度、振動突變。
3)根據(jù)步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數(shù)，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內(nèi)的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量以及1X相位在2min內(nèi)的最大擺動量分別與預設值進行對比，根據(jù)比較結(jié)果診斷是否存在機組推力頭松動故障。所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程變化幅值下限，通常選擇0.4到0.8倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程變化幅值下限，通常選擇0.4到0.8倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程變化幅值下限，通常選擇
為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程最大擺動量下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程最大擺動量下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程最大擺動量下限，通常選擇，
在其中一個實施例中，所述基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機組推力頭松動故障的診斷方法，包括以下步驟：
1)通過在線監(jiān)測記錄數(shù)據(jù)，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數(shù)據(jù)記錄，所述數(shù)據(jù)記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據(jù)機組轉(zhuǎn)速在30％額定轉(zhuǎn)速以上的數(shù)據(jù)記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；所述數(shù)據(jù)記錄不包括30％額定轉(zhuǎn)速以下的數(shù)據(jù)記錄；
3)根據(jù)步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數(shù)，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內(nèi)的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量分別與預設值進行對比，根據(jù)比較結(jié)果診斷是否存在機組推力頭松動故障。在實際的過程中，往往通過在實際正常條件下開機、停機、變負荷過程的最大變化量確定的，以避免誤判。其中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程變化幅值下限。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程變化幅值下限。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程變化幅值下限。
5)所述診斷結(jié)果以報告的形式輸出到用戶界面，報告可以自動轉(zhuǎn)換為WORD格式。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。