[发明专利]一种基于工况识别的水电机组振动监测通道异常检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及水电机组状态监测诊断领域，更具体地涉及水电机组振动监测系统振动信号的通道自检方法。

背景技术

水力发电作为清洁能源，在现代能源生产中占有极为重要地位。水轮机和水轮发电机，合称为水电机组，是水力发电厂的关键设备。近年来，随着对水电站安全运行的要求逐步提高，水电机组状态监测也越来越受到用户重视。

水电机组状态监测的主要内容是振动监测及保护。水电机组产生机械振动的原因很多，除了水电机组产品缺陷，安装缺陷，运维不当等原因外，负荷异常也可能产生较大振动。振动是一个多因素，多维度的合成作用的效果。

振动监测保护装置需准确可靠的反映各测点的振动情况，作用于跳闸时其可靠性取决于通道的可靠性。目前国内外有不少产品，有的产品功能简单，经常出现误判；有的产品较完善，但是对于振动信号的通道异常，缺乏完善可靠的自检手段，不可靠；有部分工程采取通过对同一测点传感器信号的冗余配置和互相校验来实现，成本较高。一旦通道异常(传感器异常或监测保护装置采样通道异常)，装置无法准确快速定位故障，需要停机进行检测，费时费力；如果不能及时识别通道异常，还会造成振动监测保护装置的不正确动作。

为此，本发明提出一种基于工况识别的水电机组振动监测通道异常的检测方法。通过检索历史振动数据库，根据工程经验设定各测点振动信号的正常阈值范围：装置采集水电机组运行参数，判别其所处的运行工况；装置还实时采集各测点振动信号，并根据运行工况获取对应的各测点振动信号历史正常阈值范围，两者进行比较，如果连续多次超出范围，则发出振动监测保护装置通道异常报警，提示运行人员处理。

发明内容

本发明的目的是：设计一种基于工况识别的水电机组振动监测通道异常的检测方法，可以灵敏准确的识别振动监测保护装置的通道异常，提高水电机组振动监测保护的可靠性。

本发明采取的技术方案是：采用基于工况识别的水电机组振动监测保护装置通道异常的检测方法，其特征是：通过检索历史振动数据库，根据工程经验设定各测点振动信号的正常阈值范围：振动监测保护装置采集水电机组运行参数，判别其所处的运行工况；装置实时采集各测点振动信号，并根据运行工况获取对应的各测点振动信号历史正常阈值范围，两者进行比较，如果连续多次超出该范围，则发出振动监测保护装置通道异常报警，提示运行人员处理。

设定各测点振动信号正常阈值范围的具体步骤为：检索各测点振动数据历史数据，根据工程经验设定其振动信号的正常阈值范围。

V_pp.set1＝V_pp.ave-k×V_pp.ave(2)

其中，V_pp.i是某一运行工况某一时刻下，测点对应的历史振动信号值，V_pp.ave是测点在某一运行工况下历史振动信号的平均值，V_pp.const是测点对应的振动信号某一运行工况下的固有值。k为偏离均值的系数，一般取0.1～0.2；V_pp.set1为某一运行工况下，根据历史数据获得的测点振动信号阈值。

水电机组运行工况识别的步骤为：水电机组振动监测保护装置根据各种运行参数和辅助触点位置，准确识别水电机组的运行工况。导叶处于关闭位置，则水电机组处于静止状态；

a)导叶打开，水轮机转速变化，则水电机组处空载无励变转速工况；

b)导叶打开，水轮机转速到额定转速，励磁电压变化，水电机组处于空载额定转速变励磁工况；

c)水轮机转速到额定转速，励磁电压额定，机端断路器或主变高压侧开关处于合闸位置，有功功率变化，则水电机组处于带负荷变负荷工况；

d)导叶关闭，励磁电压额定，机端断路器或主变高压侧开关处于合闸位置，有功功率为一较小的负值，无功功率大范围变化，则水电机组处于调相运行工况。

最后实时检测各测点的振动信号，并结合运行参数确定水电机组当前的运行工况，再和历史数据库中对应运行工况下同一测点振动信号正常阈值进行比较，连续多次超出正常范围则发出“测点X振动通道异常”报警，提示运行人员处理。

V_pp.k<V_pp.set1(3)

n≥n_set(4)