水電機組狀態(tài)檢修中若干關鍵技術研究

【摘要】：狀態(tài)檢修能最大限度地延長檢修間隔,降低水電廠的運行成本,保證安全生產,為國民經濟的持續(xù)發(fā)展保駕護航,水電廠的檢修體制逐步由計劃檢修向狀態(tài)檢修過渡。然而由于水電機組是一個涉及到水力、電氣和機械的復雜系統(tǒng),人們對其故障機理、診斷策略、監(jiān)測診斷系統(tǒng)數據通道、機組壽命評估體系、檢修決策支持系統(tǒng)等的研究力度不足。水電機組狀態(tài)檢修圍繞降低機組設備維護成本,提高設備利用率和檢修的預見性,它不僅涉及到電力設備各個專業(yè)、多學科的技術問題,還涉及到一系列的管理科學上的問題。目前我國還沒實現完全意義上的狀態(tài)檢修系統(tǒng),因此對狀態(tài)檢修的若干關鍵技術的研究還是有著十分重大的現實意義。結合課題組多年來關于水電機組性能試驗和在線監(jiān)測故障診斷的課題,對水電機組故障機理、診斷方法、監(jiān)測診斷系統(tǒng)數據通道、信號提取識別及預測展開研究,為最終實現水電廠狀態(tài)檢修提供一定的技術支撐。 故障機理的研究是開展故障診斷的基礎,水電機組故障機理的研究力度不足以讓人們辨識故障類型,開展狀態(tài)檢修。通過理論分析、數值模擬和真機測試相結合的方法,對天荒坪電站異常抬機、三峽左岸電站6 號機組小開度異常振動、水輪機轉輪裂紋機理展開研究。研究表明:天荒坪電站抬機現象的主要原因是密封環(huán)泄漏量的變化導致軸向力發(fā)生變化,而引起泄漏量變化的可能原因是密封部位的堵塞或者損壞; “負流量”不可能是三峽小開度異常振動的原因,分析了“水體共振”是一種可能的原因; 作用在葉片上的靜應力和動應力達到葉片材料的疲勞極限,并累計損傷造成的微裂紋和裂紋的擴展,是造成葉片振動疲勞斷裂的原因之一,其中動應力值較大是引起轉輪葉片產生疲勞裂紋的主要原因。 故障診斷方法關系到狀態(tài)檢修系統(tǒng)中對機組當前性能的合理評價,當前診斷方法不是很完善,傳統(tǒng)方法或多或少在某些方面存在一些局限性。嘗試引入CBR (Case based Reasoning)診斷方法到水電機組故障診斷領域,降低了知識獲取的難度; 對水電機組軸系模型進行一定改進,將軸系仿真結果作為故障診斷知識庫,可緩解知識庫瓶頸問題,通過對油膜力數據庫插值獲取油膜力,降低時間復雜度; 給出一種基于多方法診斷聯盟的診斷策略,提高診斷精度。 【關鍵詞】：水電機組 狀態(tài)檢修 故障診斷 數值模擬 軸心軌跡識別 數據智能存儲
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TV738
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-28
• 1.1 選題意義11-14
• 1.2 監(jiān)測診斷系統(tǒng)發(fā)展概述14-16
• 1.3 故障機理研究概況16-20
• 1.4 診斷方法研究概況20-25
• 1.5 信號提取識別研究概況25
• 1.6 本文研究內容25-27
• 1.7 本章小結27-28
• 2 水電機組故障機理分析實例28-43
• 2.1 引言28
• 2.2 天荒坪抽水蓄能電站2 號機抬機分析28-31
• 2.3 三峽電站左岸6 號機組小開度異常振動分析31-42
• 2.4 本章小結42-43
• 3 水輪機轉輪葉片動應力分布研究43-63
• 3.1 引言43
• 3.2 電廠基本情況43-44
• 3.3 試驗方案44-48
• 3.4 動應力與靜壓力的分析方法48-49
• 3.5 穩(wěn)定工況的動、靜應力分析49-57
• 3.6 過渡過程的動應力和靜應力57-59
• 3.7 討論59-61
• 3.8 本章小結61-63
• 4 基于多種方法的故障診斷策略63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 CBR 診斷63-66
• 4.3 水電機組軸系模型66-74
• 4.4 多方法診斷聯盟策略74-76
• 4.5 本章小結76-77
• 5 一種新曲線矩在軸心軌跡識別中的應用77-87
• 5.1 引言77
• 5.2 離散狀態(tài)下的曲線不變矩77-83
• 5.3 基于曲線矩和BP 神經網絡的原始軸心軌跡識別83-86
• 5.4 本章小結86-87
• 6 諧波和混沌理論在弱信號提取預測中的應用87-94
• 6.1 引言87
• 6.2 諧波小波弱信號提取87-90
• 6.3 基于最大Lyapunov 指數預測及仿真90-93
• 6.4 本章小結93-94
• 7 監(jiān)測診斷系統(tǒng)數據通道構建方法94-108
• 7.1 引言94
• 7.2 分布式監(jiān)測診斷體系94-96
• 7.3 實時數據通道構建策略96-105
• 7.4 基于Matlab Web Server 的遠程監(jiān)測仿真105-107
• 7.5 本章小結107-108
• 8 總結與展望108-111
• 8.1 全文總結108-109
• 8.2 本文創(chuàng)新點109-110
• 8.3 工作展望110-111
• 致謝111-112
• 參考文獻112-119
• 附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文119-120
• 附錄2 攻讀博士學位期間參加的課題120

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