[发明专利]基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法

说明书

本发明公开了一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其包括以下步骤：1)在线监测并记录机组正常开机、停机以及变负荷过程中的数据，根据指令检索并获取开停机过程以及正常运行过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍转频分量幅值；2)计算并确定轴径中心线；3)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各承轴处大轴轴线的弯曲量和弯曲角；4)根据所述各承轴处大轴轴线的弯曲量和弯曲角的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障。本发明能够自动跟踪检索停机过程最低可检测到转速下的数据，计算得到主轴轴线的弯曲大小和方位。

技术领域

本发明涉及一种水轮发电机组故障诊断。更具体地说，本发明涉及一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法。

背景技术

在旋转机械中最理想的工作状态是机组中心、旋转中心和轴线三者重合，最不理想的是机组中心，旋转中心和轴线不重合的状态，介于二者之间的是机组中心和旋转中心重合，而轴线却弯曲的状态。这种状态是由于轴线偏移、转子的弯曲、转子与轴承內隙以及承载后转子与轴承变形等原因引起。机组轴线弯曲分为两种：(1)主轴静态弯曲：反映的是机组在停止状态下机组轴线的弯曲程度，这个弯曲程度是机组在检修安装过程中确定的；(2)主轴动态弯曲：反应的是机组在正常运行过程中机组轴线的弯曲变形程度，这个轴线姿态是由机械力、电磁力和水力因素等外部力量引起轴线的附加变形造成的弯曲，当时当外部力消失后，轴线的动态附加弯曲量也随之消失，恢复到大轴原始的弯曲状态。而本方法目的是利用在线采集的数据对大轴原始的弯曲状态进行自动评价，用以诊断判定大轴轴线是否原始的轴线弯曲故障。

目前，对于水轮发电机组轴线弯曲的分析诊断，需要通过对在线实时数据进行监测分析，通过人工选取几个特征参数，手动绘制出特征参数的趋势图、相关趋势图等特性曲线，人工对量化参数进行计算，并手动添加报告等。这种诊断方式既没有数学模型的支持，也没有算法的精确，不但浪费人力、时间，同时在数据选取的客观性和数据的准确性上均存在一定的缺陷，对系统的分析诊断结果也存在一定的误差。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，其能够自动调用采集和存储的完整停机过程的高密度数据，并自动跟踪检索停机过程最低可检测到转速下的数据，通过波形合成和矢量计算得到主轴轴线的弯曲大小和方位。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于在线数据的水轮发电机组轴线弯曲的评价方法，包括以下步骤：

1)在线监测并记录机组正常的自动开机、自动停机过程中的数据，根据指令检索并获取水轮发电机组在开停机过程以及正常运行过程中上导轴承、下导轴承和水导处轴承在X、Y方向轴振信号的1倍频分量幅值；

2)在上导轴承、下导轴承以及水导处轴承上均安装摆度传感器，利用所述摆度传感器信号经过波形合成和矢量计算，计算得出各导轴承出轴线的弯曲量和弯曲角；其中各导轴承出轴线弯曲量包括：上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量和水导轴承处轴线弯曲量；弯曲角包括上导轴承处轴线弯曲角、上导轴承处轴线弯曲角以及水导轴承处轴线弯曲角；

3)根据所述各导轴承处轴线弯曲量的数值大小，判断所述水轮发电机组是否存在轴线弯曲故障。

优选的是，所述步骤2)中所述上导轴承处轴线弯曲量、下导轴承处轴线弯曲量、水导轴承处轴线弯曲量存在任意一项数值超过设定阈值，即可判断所述水轮发电机组存在轴线弯曲故障。

优选的是，所述步骤2)中，在发电机组开停机过程机组极低转速下，计算得出的导轴承弯曲量以及轴承弯曲角，以弯曲量数值最大者为机组主轴的静态弯曲量及其方位。