水电机组故障诊断中的信号处理技术及应用研究

【摘要】： 随着水电站对水电机组安全稳定运行要求的不断提高,在状态监测系统中监测的量越来越多,类型也越来越复杂,相应的在状态分析时有针对性采用各种信号处理技术进行分析,以达到信号特征提取、信号除噪等目的。例如在监测系统监测到的状态量或故障信号不可避免的受到水电机组运行中的各种噪声的干扰与影响,从而得到的信息中含有各种干扰信号,为得到真实有用的故障特征信息必须进行信号处理,以消除干扰。机组运行状态信号的取得,是状态监测和诊断技术的基本任务,通过对机组信号的采集,分析与处理,才能识别机组的运行状态,揭示机组内部运行规律。信号处理的效果对状态分析和故障诊断的结论有着重要的影响,因此设计与开发信号处理平台对状态分析有着重要的意义。本文的研究工作结合长江电力股份有限公司葛洲坝水电厂“最优检修信息系统”项目下的“机组状态监测与诊断单元”子项目进行。 信号分析与处理是水轮发电机组状态监测与故障诊断系统的一个重要环节,它起着对监测信号进行加工、变换提取敏感的故障征兆的重要作用,它的处理好坏直接影响着后续的诊断。 本文结合具体的科研项目,首先概述了课题的意义、国内外相关技术的发展概况,然后整理分析了水电机组常见的故障特征和机理,对目前水电机组状态分析中常用的几种信号处理方法进行了论述,指出这些方法的各自特点、适用性,接着介绍了机组移动工作站信号分析软件的设计与实现,最后介绍了系统的主要功能应用情况,表明该系统可对水电机组中的信号进行合适的处理和分析,对机组故障进行及时预测预报,从而避免故障的发生或扩大,实现机组的安全可靠运行。 【关键词】：水电机组 信号处理 状态监测 故障诊断 移动工作站 面向对象
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TV738
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景和研究意义9-10
• 1.2 状态监测与故障诊断、信号分析技术理论的发展10-12
• 1.3 故障诊断中信号分析方法研究概况12-14
• 1.3.1 稳态信号分析方法12-13
• 1.3.2 非平稳信号分析方法13-14
• 1.4 本文主要研究工作及意义14-16
• 2 水电机组故障诊断中信号处理方法的研究16-35
• 2.1 水电机组中的信号特征分析16-20
• 2.1.1 一般信号特征16-17
• 2.1.2 故障信号特征17-20
• 2.2 信号处理方式与方法20-25
• 2.2.1 幅域分析22
• 2.2.2 时域分析22-23
• 2.2.3 频域分析23-25
• 2.3 数字滤波及波形的平滑处理25-31
• 2.3.1 数字滤波25-28
• 2.3.2 波形的平滑处理28-31
• 2.4 FFT 谱分析方法31-35
• 3 机组移动工作站信号分析软件的设计与实现35-44
• 3.1 信号分析软件的实现方法35-37
• 3.2 软件平台的设计37-38
• 3.2.1 总体思路37
• 3.2.2 系统的特点37-38
• 3.2.3 平台的实现38
• 3.3 软件的功能结构和框图38-39
• 3.4 发电机转子回路分析39-44
• 3.4.1 原理及分析流程39-41
• 3.4.2 分析方式41-44
• 4 系统功能应用44-52
• 4.1 状态概览44-46
• 4.2 历史过程数据查询46-48
• 4.3 历史过程对比查询48-49
• 4.4 气隙磁场监测和气隙俯视分析49-52
• 5 全文总结52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-58
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录58

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