水轮发电机组状态监测和诊断系统的研究

论文摘要

随着水轮机发电工业的快速发展,对大型旋转设备的运行要求越来越高,因而故障诊断技术得到了广泛的重视。以往的水轮机发电机组检修方法,主要是计划检修和事故检修,虽能在一定程度上保证安全运行,但常常造成维修过度或维修不足等问题,浪费大量人力物力。相对于传统检修体制的明显缺陷,基于设备状态评价的状态监测和故障检修较为突出。该模式耗费较低,且为设备安全、稳定、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。正是因为状态检修存在巨大的经济效益,具有可观的应用价值,所以推行这模式的检修方式是十分必要的。本文针对水轮发电机组,分析了设备的状态监测技术,详细介绍了设备诊断中的状态监测方法。针对设备运行中存在的大量的非线性现象,本文设计了一个小波分析模块。由于FFT在振动信号的处理中存在一定的局限性,而小波变换具有时频特性,可以保证信息的完备性。因此,在介绍小波变换的数学模型和物理意义的同时,还阐述了它在故障诊断中的应用。这样就可以配合诊断模块,对设备的运行状态进行直观的反映,并介绍了与之相关的信号处理方法。通过对水轮发电机组常见故障机理的分析,形成了相应的专家知识及故障治理措施。结合状态监测中的实际经验,利用Delphi7.0实现了模拟水轮机组的实际运行状态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 水轮发电机组状态监测和诊断系统的发展现状分析
• 1.1.1 国际发展现状
• 1.1.2 国内发展现状
• 1.2 课题来源、主要研究内容及意义
• 第二章 水轮机状态监测系统结构
• 2.1 状态监测和故障诊断概念定义
• 2.1.1 概念定义
• 2.1.2 水轮发电机组状态监测和故障诊断的内容和过程
• 2.1.3 常用的水轮发电机组故障诊断方法
• 2.2 状态监测
• 2.2.1 状态监测系统结构
• 2.2.2 传感器测量原理及测点位置
• 2.4 本章小结
• 第三章 振动信号处理的方法及小波分析
• 3.1 信号处理
• 3.1.1 时域分析
• 3.1.2 频域分析
• 3.1.3 时频分析
• 3.2 小波分析
• 3.2.1 小波分析简介
• 3.2.2 连续小波变换
• 3.2.3 离散小波变换
• 3.2.4 多分辨分析
• 3.2.5 Mallat算法
• 3.2.6 小波包Mailat算法
• 3.3 基于小波分析在水轮机状态监测中的应用
• 3.3.1 故障信号的检测
• 3.3.2 实例仿真
• 3.3.3 小波分析对长趋势信号的检测
• 3.4 本章小结
• 第四章 水轮机状态监测系统和分析模块的设计与实现
• 4.1 状态监测的基本参数
• 4.1.1 动态参数
• 4.1.2 静态参数
• 4.2 实时监测模块硬件设计
• 4.2.1 键相模块设计
• 4.2.2 监测模块设计
• 4.2.3 监测系统总体结构
• 4.3 实时监测模块软件设计
• 4.3.1 系统主结构图
• 4.3.2 系统棒图
• 4.3.3 轴心轨迹图
• 4.3.4 时频分析图
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考论文
• 附录