【摘要】：水輪發(fā)電機組長期運行的過程中會逐漸受到各種外界影響,如機械磨損、泥沙的侵蝕、氣蝕磨損等。長此以往,這些電氣或機械破壞終將導致發(fā)電設備的效率降低甚至發(fā)生事故,而這些破壞大部分可以通過機組的受力等產(chǎn)生的振動來反映。在對水輪發(fā)電機組振動數(shù)據(jù)采集中,若采用傳統(tǒng)的有線傳輸方式,存在著導線在水中浸泡或被導葉割斷的風險,采用無線傳輸?shù)姆绞侥軘[脫走線的問題。水輪發(fā)電機組這一復雜非線性系統(tǒng),同一故障不同運行工況下,故障征兆可能不同,傳統(tǒng)基于信號處理的水輪發(fā)電機組故障診斷方法,僅僅依賴振動信號的時頻特征進行故障模式識別,會忽略水輪發(fā)電機組運行工況對振動信號時頻特征的影響。本課題設計了水輪發(fā)電機組無線振動監(jiān)測系統(tǒng),并搭建了水輪發(fā)電機組振動故障模型,能無線傳輸振動數(shù)據(jù)并對故障進行快速診斷預警。首先將水輪發(fā)電機組無線振動監(jiān)測系統(tǒng)的節(jié)點主要分為無線振動傳感器采集節(jié)點和無線振動匯聚節(jié)點。對監(jiān)測系統(tǒng)的節(jié)點進行軟硬件設計,包括了硬件選型、電路設計、RTU軟件設計等。完成水輪發(fā)電機組無線振動監(jiān)測,實現(xiàn)振動數(shù)據(jù)采集、無線傳輸功能。其次對水輪發(fā)電機組振動特征參數(shù)進行特征提取和特征選擇,不僅能提高故障診斷效率,還能提升準確性。本文采用快速獨立分量分析算法(FastICA),能很好的對非平穩(wěn)微弱振動信號特征進行提取,除去大干擾信號和強噪聲。并采用特征選擇過濾式中的Relief算法并結合最大最小冗余算法對特征參數(shù)進行降維,并用支持向量機SVR進行識別,分析特征選擇的性能。本文所提方法診斷正確率更高,時效更好,更適用于水輪發(fā)電機組的特征提取和選擇。最后采用了非線性狀態(tài)估計技術(NSET),它是一種非線性、非參數(shù)多維建模診斷方法,使用它對水輪發(fā)電機組振動數(shù)據(jù)進行建模。本文應用Matlab仿真軟件完成NSET建模并進行故障診斷,最后對診斷結果進行分析,驗證了NSET模型的可行性。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM312
【圖文】：

14圖 2-1 振動傳感器監(jiān)測點布局圖首先，需要對機組監(jiān)測點的位置進行選擇，根據(jù)上一節(jié)水輪發(fā)電機組振動分析轉子和導軸承會引起機組振動，但是不易安裝振動傳感器。在振動監(jiān)測安裝點的選擇上還要考慮監(jiān)測點的穩(wěn)定與安全性，傳感器安裝完畢后盡量不能隨意變動，還應使振動傳感器的安裝點盡量靠近被測量對象。并且為了保證傳感

圖 2-3 監(jiān)測系統(tǒng)功能結構圖2.3.1 振動數(shù)據(jù)采集功能分析由于水輪發(fā)電機組運行工況復雜多變，早期或潛在故障信號會被大干擾信號和強背景噪聲所掩蓋，這給機組振動故障診斷帶來了巨大的難題。需要選擇合適的振動傳感器采集振動數(shù)據(jù)，通過濾波放大電路去除干擾信號。將數(shù)據(jù)預處理算法存入單片機中，對采集的振動數(shù)據(jù)進行特征提取和特征選擇，能很好的處理振動數(shù)據(jù)受強噪聲干擾、振動數(shù)據(jù)量過大、冗余信息過多的問題。2.3.2 數(shù)據(jù)無線傳輸功能分析（1）短程無線數(shù)據(jù)傳輸在實際現(xiàn)場，因為振動傳感器與遙測終端（RTU）安裝的位置不在一起，且有一定的距離間隔，這時 RTU 與傳感器裝置之間需要鋪設很長的 485 總線，同時需要將電纜用 PVC 管或鋼管對總線進行保護。這不僅增加了成本，且鋪設長

3章 水輪發(fā)電機組無線振動監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件設由于水輪發(fā)電機組所處環(huán)境復雜，傳統(tǒng)的有線傳輸數(shù)據(jù)顯得不太適用采用振動傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，433MHZ 無線模塊短距離傳送至 RTU 的進行數(shù)據(jù)預處理，再通過遠程無線模塊傳輸至上位機，然后通過故障預系統(tǒng)分析當前的故障狀況。為了得到有效的實現(xiàn)方案，需要保證現(xiàn)場采動數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性，同時要保證經(jīng)預處理的振動數(shù)據(jù)能夠及時地上位機。為此，本章首先提出了硬件系統(tǒng)的總體設計，接著對具體硬件型，然后進行基本電路設計，最后詳細給出了各部分的軟件實現(xiàn)。.1 水輪發(fā)電機組無線振動監(jiān)測系統(tǒng)總體框架

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本文編號：2753756