基于故障树分析的水电机组振动故障诊断研究

【摘要】：我国在水电行业发展方面具有非常丰富的水资源优势,水电建设也被提升为国家重点建设项目的重要战略地位,特别近年来国家加大对水电行业的投入,水电装机容量及工程规模不断扩大,其发电量在整个电力系统中所占比例也在一直提升,水电机组的稳定运行对电网的安全、经济运行显得非常重要。因此,开展水电机组设备故障诊断研究是有着十分重要的现实意义。 本文以水轮发电机组振动故障为研究对象,对水轮发电机组结构及工作原理进行了重点研究,全面分析了机组设备各部件之间在结构上的逻辑关系,并以此为基础建立了“水轮发电机组振动”故障树。同时,基于水电机组设备各部件故障概率难以精确获取的状况,将模糊理论引入到故障树分析中,利用权重专家的模糊评判来求取底事件故障发生的概率,对“水轮发电机组振动”故障树进行了相关定性、定量分析并求出各相关重要度。在不同工况下对水轮发电机组做了相关稳定性试验,研究机组振动的特性和规律,分析引起振动产生的根本原因,为预测机组设备部件可能损坏的形式和程度积累统计资料,有助于专家更加准确的对设备故障进行判断。以建立的“水轮发电机组振动”故障树及求取的各底事件模糊失效概率为基础,提出了基于故障树分析的专家诊断系统设计,对系统各模块的设计都做了详细介绍,并将机组试验运行状况记录存储于系统,为机组设备的故障诊断提供技术参考。 本文的研究成果对指导机组设备各部件在设计制造、运行维护、检修等方面提供了可靠的数据参考,所设计的专家系统能够实现故障模式识别及对故障的可靠性预测,为研究开发智能水电机组故障诊断系统奠定了基础,其故障分析理论及分析数据对水电站状态检修有着重要的参考依据。 【关键词】：水轮发电机组 振动 权重专家 故障诊断 故障树
【学位授予单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV734;TV738
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-15
• 1.1 课题的研究背景7-8
• 1.2 水电机组设备故障诊断的目的及意义8-10
• 1.3 国内外相关工作的研究现状及发展趋势10-13
• 1.3.1 水电机组设备监测诊断技术的研究10-11
• 1.3.2 故障诊断理论技术的研究11-13
• 1.4 本文主要研究的内容13-15
• 第2章 水电机组设备的故障机理分析15-27
• 2.1 水电机组设备基本结构及工作原理15-18
• 2.1.1 水电机组设备基本结构15-17
• 2.1.2 水轮发电机组工作原理17-18
• 2.2 水电机组故障的特点18
• 2.3 水电机组设备振动故障的原因分析18-25
• 2.3.1 引起水电机组振动发生的水力方面因素19-21
• 2.3.2 引起水电机组振动发生的机械方面因素21-23
• 2.3.3 引起水电机组振动发生的电磁力方面因素23-25
• 2.4 水电机组振动相关评价标准25-26
• 2.5 小结26-27
• 第3章 故障树理论及分析方法的研究27-42
• 3.1 故障树分析基础27-30
• 3.1.1 故障树分析法的符号及含义27-28
• 3.1.2 故障树的数学表示28-29
• 3.1.3 建立故障树的步骤和基本方法29-30
• 3.2 故障树定性分析30-35
• 3.2.1 最小割集及其求法30-31
• 3.2.2 布尔化简法31-32
• 3.2.3 二元决策图32-35
• 3.3 定量分析35-36
• 3.3.1 顶事件发生的概率35-36
• 3.3.2 故障树重要度分析36
• 3.4 底事件模糊失效率的分析36-41
• 3.4.1 模糊数的建立及其合成37-39
• 3.4.2 专家权重的确定方法39-40
• 3.4.3 专家模糊评判的分析计算40-41
• 3.5 小结41-42
• 第4章 水电机组设备的故障树构建与分析42-52
• 4.1 水轮发电机组振动故障树的建立42-45
• 4.2 水轮发电机组振动故障树底事件模糊失效率45-49
• 4.3 水轮发电机组振动故障树的分析49-51
• 4.3.1 定性分析49
• 4.3.2 定量分析49-51
• 4.4 小结51-52
• 第5章 水电机组设备故障分析及诊断系统设计52-70
• 5.1 水轮发电机组主要参数及试验测点布置52-53
• 5.1.1 水轮发电机组基本参数52-53
• 5.1.2 试验测点选取及布置53
• 5.2 机组实测数据及分析53-63
• 5.2.1 甩负荷试验54-58
• 5.2.2 机组变转速试验58-61
• 5.2.3 机组升流试验61-63
• 5.3 基于故障树的专家诊断系统63-69
• 5.3.1 水电机组故障诊断专家系统结构设计63-64
• 5.3.2 专家系统知识库模块64-67
• 5.3.3 推理机设计67-68
• 5.3.4 解释模块及专家维护68-69
• 5.4 小结69-70
• 第6章 总结与展望70-72
• 6.1 本文总结70
• 6.2 研究展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

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