基于征兆驱动的水电机组轴承状态检测与故障诊断研究

发布时间：2020-04-14 21:25

【摘要】：随着中国经济的快速发展,国内能源的消费需求量越来越大。水电作为一种清洁能源在我国能源供应中占有的比重越来越高,这是我国应对能源需求井喷,发展可再生能源的重要选择。近年来,水电机组逐渐向着巨型化、大容量、高水头方向发展,其安全稳定性问题日益突出。轴承作为水电机组的重要组成部件,其工作性能的好坏将对机组安全稳定性产生重要影响。国内许多电厂的机组都发生过轴承瓦面温度升高,瓦面磨损现象,直接影响机组的稳定运行,甚至危及电网的安全。因此,开展轴承的状态检测与故障诊断研究是十分必要的。本文开发的轴承检测与诊断系统可以实时监测轴承的运行状态,分析轴承可能出现的故障,为最终实现机组的状态检修提供技术支撑。本文采用了基于规则的专家系统诊断方法,通过Delphi开发了一套针对水电机组轴承的状态检测与故障诊断软件。该系统采用C/S模式,能够实现局域网内数据的共享,具有实时监测、报警查询、历史趋势分析、轴承状态分析诊断的功能,比较全面反映了机组轴承的运行状态信息。在数据采集及存储方面,本文完成了系统硬件设计,包括测量参数、传感器及测点布置的选择等;采用了数据库加数据文件的方式对监测数据进行存储,设计了实时数据库、历史数据库、报警数据库、开停机数据库及静态参数库实现了对基础数据进行有效的管理。在轴承故障诊断模型设计中,采用了基于规则的专家系统。利用基于可信度产生式规则表示法,对专家知识进行了规则化,使得专家系统具有较强的开放性和可扩展性,便于以后对专家系统知识库不断补充与完善。最后,通过对本文研究内容的总结,阐明了系统存在的不足,并为后续研究提供了一定的参考和借鉴。
【图文】：

轴系,结构示意图,推力轴承

水电机组主要由水轮机和发电机构成，它是水电站中最重要的主动力设备。水电机逡逑组发电过程：通过水流带动水轮机转动，然后通过主轴再带动发电机转子旋转，将机械逡逑能转化为电能输送给电网。如图２－１所示，水电机组主要结构有转子、定子、主轴、轴逡逑承（导轴承、推力轴承）、转轮和支承机架等。按转轴布置方式不同，水轮发电机分为逡逑立式和卧式两种类型。对于立式机组，根据推力轴承位置不同分为悬式和伞（半伞）式逡逑两种类型。悬式机组是指把推力轴承装在转子上部的形式，其优点是机组的径向机械稳逡逑定性好，推力轴承磨损比较小，检修与维护方便；伞式机组是指将推力轴承安装在转子逡逑下部的形式，其优点是机组高度低，可以降低厂房高度，给电厂带来一定的经济性。逡逑滩坑水电站机组属于大型机组，水轮发电机采用立轴半伞式结构，转轴与地面垂直逡逑布置，机组装有推力轴承、上导轴承和下导轴承，水轮机上装有水导轴承。由于采用的逡逑是半伞式结构

拓扑结构图,系统网络,拓扑结构

３．１网络拓扑结构逡逑水电机组状态监测及诊断系统由传感器、数据采集箱、服务器及相关网络设备、软逡逑件（包括发数程序和监测分析软件）等组成，如图３－１所示。本文的状态监测数据是这逡逑样获取的，根据华科同安公司提供的发数程序（如图３－２所示）及通讯协议，通过交换逡逑机将数据传输到工程师站，然后通过工程师站服务器上的接收程序等时间间隔接收实时逡逑状态数据进行存储。本文开发的轴承状态监测及诊断系统通过对状态数据分析，可以实逡逑时掌握机组轴承部件的健康状况，为轴承的状态检修提供辅助性决策。逡逑目前普遍使用的网络结构有单机结构、基于客户端和服务器模式（Ｃ／Ｓ模式）、以及逡逑基于浏览器和服务器模式（Ｂ／Ｓ模式）。本系统采用的是基于局域网的Ｃ／Ｓ模式。这种模逡逑式由下位机采集数据，通过局域网络将采集的数据发到服务器存储，采用这种模式目的逡逑主要是将数据采集和存储分开，用户想要分析数据，只需要在客户机上装上分析软件，逡逑通过局域网数据库服务器就可与数据库中进行安全可靠的通讯，同时将分析结果存入数逡逑据库中。逡逑ＩＩ邋聊．．．．．．明逦Ｉ逡逑Ｉ邋；用
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV738

【参考文献】