一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统及方法与流程

本发明涉及发电机故障诊断领域，特别是涉及一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统。

背景技术：

1、当下发电行业，火力发电还是占据主流地位，汽轮发电机则是火力发电的核心部分。因此，对于汽轮发电机的状态监测和故障诊断是十分重要且具有现实意义的。

2、大型发电机及其附件结构日益大型化、复杂化，这使得发电机结构振动问题，在大型发电机上愈发突出。发电机振动、发电机端盖振动、氢冷器振动、冷却水管振动等故障在某些发电机上频繁发生，轻则振动指标超标，重则出现线棒松动与磨损、水电接头开焊与漏水，严重影响机组安全、可靠运行。大型发电机结构紧凑、复杂，因结构部件原因导致的振动故障处理非常困难而且往往效果不佳，此类问题已经逐渐发展成大型机组普遍存在的共性疑难问题，成为亟待解决的关键技术难题。

3、目前的汽轮发电机故障诊断，主要是对机座的振动进行信号采集和分析，不能高效准确的进行故障诊断。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统，能对故障成因进行诊断，高效的得出故障产生原因，便于后续的维修和处理。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统包括依次连接的振动采集模块、振动信号传输模块和信号分析处理模块；所述振动采集模块包括安装在汽轮发电机机座和冷却系统的振动传感器，所述振动传感器用于负责搜集对应位置的振动信号；所述振动信号传输模块用于将所述振动信号存储并实时传递到所述信号分析处理模块；所述信号分析模块用于接收所述振动信号传输模块传输的振动信号，并对所述振动信号进行滤波、振动分析及故障诊断。

4、可选地，所述振动信号传输模块采用无线采集卡。

5、可选地，所述无线采集卡用于将所述振动信号存储并实时通过有线或无线两种方式传递到所述信号分析处理模块。

6、可选地，还包括振动采集关键位置确定模块，所述振动采集关键位置确定模块是通过建立汽轮发电机和冷却系统仿真模型，通过模态分析确定冷却系统和机座上振动传感器的最佳关键安装位置。

7、一种汽轮发电机综合振动故障诊断方法包括：

8、获取汽轮发电机机座振动信号和冷却系统振动信号；

9、对所述汽轮发电机机座振动信号和所述冷却系统振动信号进行滤波处理，得到滤波后的汽轮发电机机座振动信号和滤波后的冷却系统振动信号；

10、对汽轮发电机、冷却系统分别建模仿真进行模态分析，确定汽轮发电机和冷却系统的固有频率；

11、根据所述汽轮发电机和冷却系统的固有频率，以及相应位置的振动信号特征频率，判断发电机和冷却系统是否发生共振；

12、根据所述滤波后的汽轮发电机机座振动信号和所述滤波后的冷却系统振动信号使用最小二乘支持向量机算法进行综合诊断，得到故障诊断结果。

13、可选地，所述对所述汽轮发电机机座振动信号和所述冷却系统振动信号进行滤波处理，得到滤波后的汽轮发电机机座振动信号和滤波后的冷却系统振动信号，具体包括：

14、采用奇异值分解方法对所述汽轮发电机机座振动信号和所述冷却系统振动信号进行滤波降噪处理，得到滤波后的汽轮发电机机座振动信号和滤波后的冷却系统振动信号。

15、可选地，所述根据所述滤波后的汽轮发电机机座振动信号和所述滤波后的冷却系统振动信号使用最小二乘支持向量机算法进行综合诊断，得到故障诊断结果，具体包括：

16、采用变分模式分解所述滤波后的汽轮发电机机座振动信号和所述滤波后的冷却系统振动信号，得到分解后的汽轮发电机机座振动信号和分解后的冷却系统振动信号；

17、对所述分解后的汽轮发电机机座振动信号和所述分解后的冷却系统振动信号进行多尺度熵特征提取，得到汽轮发电机机座振动信号特征和冷却系统振动信号特征；

18、根据所述汽轮发电机机座振动信号特征和所述冷却系统振动信号特征采用最小二乘支持向量机分类器模型进行故障诊断，得到故障诊断结果。

19、可选地，在所述对所述分解后的汽轮发电机机座振动信号和所述分解后的冷却系统振动信号进行多尺度熵特征提取，得到汽轮发电机机座振动信号特征和冷却系统振动信号特征之前，还包括：

20、通过人工蜂群算法优化变分模态分解的关键参数，直至最优参数，在此参数下通过变分模态分解的振动信号为最优汽轮发电机机座振动信号和最优冷却系统振动信号。

21、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

22、本发明提供一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统包括依次连接的振动采集模块、振动信号传输模块和信号分析处理模块；振动采集模块包括安装在汽轮发电机机座和冷却系统的振动传感器，振动传感器用于负责搜集对应位置的振动信号；振动信号传输模块用于将振动信号存储并实时传递到信号分析处理模块；信号分析模块用于接收振动信号传输模块传输的振动信号，并对振动信号进行滤波、振动分析及故障诊断。本发明既能通过机座振动分析故障原因，也能通过冷却系统振动分析是否共振，综合机座和冷却系统的分析更加高效准确的进行故障诊断。

技术特征：

1.一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统，其特征在于，包括依次连接的振动采集模块、振动信号传输模块和信号分析处理模块；所述振动采集模块包括安装在汽轮发电机机座和冷却系统的振动传感器，所述振动传感器用于负责搜集对应位置的振动信号；所述振动信号传输模块用于将所述振动信号存储并实时传递到所述信号分析处理模块；所述信号分析模块用于接收所述振动信号传输模块传输的振动信号，并对所述振动信号进行滤波、振动分析及故障诊断。

2.根据权利要求1所述的汽轮发电机综合振动故障诊断系统，其特征在于，所述振动信号传输模块采用无线采集卡。

3.根据权利要求2所述的汽轮发电机综合振动故障诊断系统，其特征在于，所述无线采集卡用于将所述振动信号存储并实时通过有线或无线两种方式传递到所述信号分析处理模块。

4.根据权利要求1所述的汽轮发电机综合振动故障诊断系统，其特征在于，还包括振动采集关键位置确定模块，所述振动采集关键位置确定模块是通过建立汽轮发电机和冷却系统仿真模型，通过模态分析确定冷却系统和机座上振动传感器的最佳关键安装位置。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的汽轮发电机综合振动故障诊断方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的汽轮发电机综合振动故障诊断方法，其特征在于，所述对所述汽轮发电机机座振动信号和所述冷却系统振动信号进行滤波处理，得到滤波后的汽轮发电机机座振动信号和滤波后的冷却系统振动信号，具体包括：

7.根据权利要求5所述的汽轮发电机综合振动故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述滤波后的汽轮发电机机座振动信号和所述滤波后的冷却系统振动信号使用最小二乘支持向量机算法进行综合诊断，得到故障诊断结果，具体包括：

8.根据权利要求7所述的汽轮发电机综合振动故障诊断方法，其特征在于，在所述对所述分解后的汽轮发电机机座振动信号和所述分解后的冷却系统振动信号进行多尺度熵特征提取，得到汽轮发电机机座振动信号特征和冷却系统振动信号特征之前，还包括：

技术总结
本发明涉及一种汽轮发电机综合振动故障诊断系统及方法。该系统包括依次连接的振动采集模块、振动信号传输模块和信号分析处理模块；振动采集模块包括安装在汽轮发电机机座和冷却系统的振动传感器，振动传感器用于负责搜集对应位置的振动信号；振动信号传输模块用于将振动信号存储并实时传递到信号分析处理模块；信号分析模块用于接收振动信号传输模块传输的振动信号，并对振动信号进行滤波、振动分析及故障诊断。本发明既能通过机座振动分析故障原因，也能通过冷却系统振动分析是否共振，综合机座和冷却系统的分析更加高效准确的进行故障诊断。

技术研发人员：朱德强,李敬豪,李永俊,江进强,沈圣,杨冰,王辉,陈悦,闪志刚,司志强,邓祖贤,万书亭
受保护的技术使用者：广东大唐国际潮州发电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15