基于故障樹分析的水電機組振動故障診斷研究

【摘要】：我國在水電行業(yè)發(fā)展方面具有非常豐富的水資源優(yōu)勢,水電建設也被提升為國家重點建設項目的重要戰(zhàn)略地位,特別近年來國家加大對水電行業(yè)的投入,水電裝機容量及工程規(guī)模不斷擴大,其發(fā)電量在整個電力系統(tǒng)中所占比例也在一直提升,水電機組的穩(wěn)定運行對電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行顯得非常重要。因此,開展水電機組設備故障診斷研究是有著十分重要的現(xiàn)實意義。 本文以水輪發(fā)電機組振動故障為研究對象,對水輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)及工作原理進行了重點研究,全面分析了機組設備各部件之間在結(jié)構(gòu)上的邏輯關系,并以此為基礎建立了“水輪發(fā)電機組振動”故障樹。同時,基于水電機組設備各部件故障概率難以精確獲取的狀況,將模糊理論引入到故障樹分析中,利用權重專家的模糊評判來求取底事件故障發(fā)生的概率,對“水輪發(fā)電機組振動”故障樹進行了相關定性、定量分析并求出各相關重要度。在不同工況下對水輪發(fā)電機組做了相關穩(wěn)定性試驗,研究機組振動的特性和規(guī)律,分析引起振動產(chǎn)生的根本原因,為預測機組設備部件可能損壞的形式和程度積累統(tǒng)計資料,有助于專家更加準確的對設備故障進行判斷。以建立的“水輪發(fā)電機組振動”故障樹及求取的各底事件模糊失效概率為基礎,提出了基于故障樹分析的專家診斷系統(tǒng)設計,對系統(tǒng)各模塊的設計都做了詳細介紹,并將機組試驗運行狀況記錄存儲于系統(tǒng),為機組設備的故障診斷提供技術參考。 本文的研究成果對指導機組設備各部件在設計制造、運行維護、檢修等方面提供了可靠的數(shù)據(jù)參考,所設計的專家系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)故障模式識別及對故障的可靠性預測,為研究開發(fā)智能水電機組故障診斷系統(tǒng)奠定了基礎,其故障分析理論及分析數(shù)據(jù)對水電站狀態(tài)檢修有著重要的參考依據(jù)。 【關鍵詞】：水輪發(fā)電機組 振動 權重專家 故障診斷 故障樹
【學位授予單位】：南昌工程學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV734;TV738
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-15
• 1.1 課題的研究背景7-8
• 1.2 水電機組設備故障診斷的目的及意義8-10
• 1.3 國內(nèi)外相關工作的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-13
• 1.3.1 水電機組設備監(jiān)測診斷技術的研究10-11
• 1.3.2 故障診斷理論技術的研究11-13
• 1.4 本文主要研究的內(nèi)容13-15
• 第2章 水電機組設備的故障機理分析15-27
• 2.1 水電機組設備基本結(jié)構(gòu)及工作原理15-18
• 2.1.1 水電機組設備基本結(jié)構(gòu)15-17
• 2.1.2 水輪發(fā)電機組工作原理17-18
• 2.2 水電機組故障的特點18
• 2.3 水電機組設備振動故障的原因分析18-25
• 2.3.1 引起水電機組振動發(fā)生的水力方面因素19-21
• 2.3.2 引起水電機組振動發(fā)生的機械方面因素21-23
• 2.3.3 引起水電機組振動發(fā)生的電磁力方面因素23-25
• 2.4 水電機組振動相關評價標準25-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 第3章 故障樹理論及分析方法的研究27-42
• 3.1 故障樹分析基礎27-30
• 3.1.1 故障樹分析法的符號及含義27-28
• 3.1.2 故障樹的數(shù)學表示28-29
• 3.1.3 建立故障樹的步驟和基本方法29-30
• 3.2 故障樹定性分析30-35
• 3.2.1 最小割集及其求法30-31
• 3.2.2 布爾化簡法31-32
• 3.2.3 二元決策圖32-35
• 3.3 定量分析35-36
• 3.3.1 頂事件發(fā)生的概率35-36
• 3.3.2 故障樹重要度分析36
• 3.4 底事件模糊失效率的分析36-41
• 3.4.1 模糊數(shù)的建立及其合成37-39
• 3.4.2 專家權重的確定方法39-40
• 3.4.3 專家模糊評判的分析計算40-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第4章 水電機組設備的故障樹構(gòu)建與分析42-52
• 4.1 水輪發(fā)電機組振動故障樹的建立42-45
• 4.2 水輪發(fā)電機組振動故障樹底事件模糊失效率45-49
• 4.3 水輪發(fā)電機組振動故障樹的分析49-51
• 4.3.1 定性分析49
• 4.3.2 定量分析49-51
• 4.4 小結(jié)51-52
• 第5章 水電機組設備故障分析及診斷系統(tǒng)設計52-70
• 5.1 水輪發(fā)電機組主要參數(shù)及試驗測點布置52-53
• 5.1.1 水輪發(fā)電機組基本參數(shù)52-53
• 5.1.2 試驗測點選取及布置53
• 5.2 機組實測數(shù)據(jù)及分析53-63
• 5.2.1 甩負荷試驗54-58
• 5.2.2 機組變轉(zhuǎn)速試驗58-61
• 5.2.3 機組升流試驗61-63
• 5.3 基于故障樹的專家診斷系統(tǒng)63-69
• 5.3.1 水電機組故障診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計63-64
• 5.3.2 專家系統(tǒng)知識庫模塊64-67
• 5.3.3 推理機設計67-68
• 5.3.4 解釋模塊及專家維護68-69
• 5.4 小結(jié)69-70
• 第6章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 本文總結(jié)70
• 6.2 研究展望70-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75

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