CN108412660A - 一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水轮发电机组监测技术领域，特别涉及一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，包括以下步骤：步骤1、在上导、下导及水导轴承处，相互正交的两个位置X位置和Y位置上分别安装摆度传感器，并在每块轴瓦上安装温度传感器；步骤2、通过摆度传感器采集到的摆度信号，矢量合成大轴的轴心轨迹，监测大轴摆度，并按照时间先后逐点显示大轴轴心轨迹；步骤3、分析判断上导、下导及水导的轴瓦是否调整过大、过小或者不均匀，根据矢量合成的大轴的轴心轨迹，按照时间先后逐点显示轴心轨迹，根据轴心轨迹的不同显示状态，判断上导、下导及水导的轴瓦是否调整过大、过小或者不均匀，更加直观地展示轴心轨迹的运行状态。

Description

一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法
技术领域
本发明属于水轮发电机组监测技术领域，特别涉及一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法。
背景技术
随着水轮发电机组单机装机容量增加，水电在电力系统中的占比越来越大，电力系统对其运行可靠性也提出了更高的要求，确保机组运行的安全、可靠，降低设备维护费用，提高机组运行效率。目前对水轮发电机组进行在线监测与故障诊断已经成为电力系统生产和科研部门研究热点之一。利用高性能计算机对机组的实时状态进行在线监测，能够及时了解机组的运行参数、当前工作状况，及时发现事故隐患，并能进行报警监测和事故追忆，更能高速瞬时保存大量异常信息，便于进行事故分析。所以，研究水轮发电机组的故障诊断技术，基于相关技术对机组的振动故障进行智能诊断，对提高我国水轮发电机组故障诊断水平，缩小与国外同类技术的差距等都具有十分重要的意义。
水轮发电机组的稳定性通常表现在水力稳定性、机械稳定性和电气稳定性三个方面。众所周知，转动部件不平衡、大轴轴线不直、大轴不对中、油膜涡动等轴系故障会引起机组剧烈振动，导致个别部件破坏，恶化机组的运行工况，严重影响机组稳定性。如果机组长期在这种工况下运行，将给机组结构部件造成无法预知的破坏，还会诱发其他事故。从轴心轨迹图形分析的角度而言，这几类问题都能在轴心轨迹图形方面有直接反映，不同故障具有不同轴心轨迹。其作为转轴振动信号的一类重要图形征兆，包含了大量的故障信息，它能够形象、直观地表达设备的运行情况和机组稳定性。因此，轴心轨迹作为旋转机械重要的一类图形征兆，一直是研究的热点，在旋转机械故障诊断中得到广泛的应用。同时，由于轴心轨迹图形比较复杂，如何实现轴心轨迹的自动提取和轴心轨迹形状的自动识别，一直是设备故障诊断研究的重要课题。
综上所述，发展我国水轮发电机组状态监测与故障诊断技术，研究轴系动平衡监测技术和机组故障的智能诊断技术，揭示轴系故障对机组振动的影响和危害，最终达到对机组故障的预测维修提供评价依据，是摆在本领域技术人员面前的一项紧迫任务。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本发明提供了一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，通过监测大轴的轴心轨迹，来分析水轮发电机组上导、下导及水导的轴瓦状态，判断上导、下导及水导的轴瓦是否调整过大、过小或者不均匀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，包括以下步骤：
步骤1、在上导、下导及水导的轴承上，相互正交的两个位置X位置和Y位置上分别安装摆度传感器，并在每块轴瓦上安装温度传感器；
步骤2、通过摆度传感器采集到的摆度信号，矢量合成大轴的轴心轨迹，监测大轴摆度，并按照时间先后逐点显示大轴轴心轨迹；
步骤3、分析判断上导、下导及水导的轴瓦是否调整过大、过小或者不均匀。
本发明的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其中，步骤1中摆度传感器为电涡流传感器。
本发明的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其中，步骤2中轴心轨迹是利用安装在位置X位置和Y位置上的两支电涡流传感器对大轴的摆度进行监测，电涡流传感器监测到的信号经过滤波后的交流分量形成波形数据，两组波形数据分别作为X、Y值描述在一个直角坐标系内，便形成大轴的轴心轨迹图。
本发明的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其中，步骤3中分析判断过程包括：
3.1、当轴心轨迹呈现为较为稳定的圆形，同时监测到的摆度值大于警报值，而瓦温比正常值（同类型机组均值）偏低，则判断瓦隙调整过大；
3.2、当轴心轨迹聚集到一起，同时监测到的摆度值小于正常值（同类型机组均值），而瓦温比正常值偏高，则判断瓦隙调整过小；
3.3、当轴心轨迹呈不规则形状，瓦温不均匀，其中轴心轨迹突出部分对应的轴瓦瓦温比正常温度低，凹进去的部分对应的轴瓦瓦温比正常温度高，则瓦隙调整不均匀。
本发明的有益效果是：对比现有技术，本发明的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，根据矢量合成的大轴的轴心轨迹，按照时间先后逐点显示轴心轨迹，根据轴心轨迹的不同显示状态，判断上导、下导及水导的轴瓦是否调整过大、过小或者不均匀，更加直观地展示轴心轨迹的运行状态，方便用户对轴心轨迹图形进行分析。
附图说明
图1是本发明摆度监测点分布示意图。
图2是本发明摆度传感器安装示意图。
图3是本发明实施例瓦隙调整过大时轴心轨迹及轴瓦摆度值、温度监测结果图。
图4是本发明实施例瓦隙调整过小时轴心轨迹及轴瓦摆度值、温度监测结果图。
图5是本发明实施例瓦隙调整不均匀时轴心轨迹及轴瓦摆度值、温度监测结果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，进一步阐明本发明的优点及相对于
现有技术的突出贡献，可以理解的，下述的实施例仅是对本发明较佳实施方案的详细说明，不应该解释为对本发明技术方案的任何限制。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
如图1-2所示的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，包括以下步骤：
步骤1、在上导（1）、下导（2）及水导（3）轴承（11）处，相互正交的两个位置X位置和Y位置上分别安装摆度传感器（12），并在每块轴瓦（11）上安装温度传感器；
步骤2、通过摆度传感器（11）采集到的摆度信号，矢量合成大轴的轴心轨迹，监测大轴摆度，并按照时间先后逐点显示大轴轴心轨迹；
步骤3、分析判断上导（1）、下导（2）及水导（3）的轴瓦（11）是否调整过大、过小或者不均匀。
其中，步骤1中摆度传感器（12）为电涡流传感器。
其中，步骤2中轴心轨迹（4）是利用安装在位置X位置和Y位置上的两支电涡流传感器对大轴的摆度进行监测，电涡流传感器监测到的信号经过滤波后的交流分量形成波形数据，两组波形数据分别作为X、Y值描述在一个直角坐标系内，便形成大轴的轴心轨迹图。
如图3-5所示，本实施例中，步骤3中分析判断过程包括：
3.1、当轴心轨迹（4）呈现为较为稳定的圆形时，同时监测到的摆度值（5）大于警报值，而瓦温（6）比正常值偏低，则判断瓦隙调整过大；
3.2、当轴心轨迹（4）聚集到一起，同时监测到的摆度值（5）小于正常值，而瓦温（6）比正常值偏高，则判断瓦隙调整过小；
3.3、当轴心轨迹（4）呈不规则形状，瓦温（6）不均匀，其中轴心轨迹突出部分对应的轴瓦瓦温（6）比正常值低，凹进去的部分对应的轴瓦瓦温（65）比正常值高，则瓦隙调整不均匀。

Claims (4)

1.一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、在上导、下导及水导处，相互正交的两个位置X位置和Y位置上分别安装摆度传感器，并在每块轴瓦上安装温度传感器；
步骤2、通过摆度传感器采集到的摆度信号，矢量合成大轴的轴心轨迹，监测大轴摆度，并按照时间先后逐点显示大轴轴心轨迹；
步骤3、分析判断上导、下导及水导的轴瓦是否调整过大、过小或者不均匀。
2.根据权利要求1所述的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其特征在于：所述步骤（1）中摆度传感器为电涡流传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其特征在于：所述步骤（2）中轴心轨迹是利用安装在位置X位置和Y位置上的两支电涡流传感器对大轴的摆度进行监测，电涡流传感器监测到的信号经过滤波后的交流分量形成波形数据，两组波形数据分别作为X、Y值描述在一个直角坐标系内，便形成大轴的轴心轨迹图。
4.根据权利要求1所述的一种通过轴心轨迹分析水轮发电机组轴瓦状态的方法，其特征在于：所述步骤（3）中分析判断过程包括：
3.1、当轴心轨迹呈现为较为稳定的圆形，同时监测到的摆度值大于警报值，而瓦温比正常值（同类型机组均值）偏低，则判断瓦隙调整过大；
3.2、当轴心轨迹聚集到一起，同时监测到的摆度值小于正常值（同类型机组均值），而瓦温比正常值偏高，则判断瓦隙调整过小；
3.3、当轴心轨迹呈不规则形状，各瓦温度不均匀，其中轴心轨迹突出部分对应的轴瓦瓦温比正常温度低，凹进去的部分对应的轴瓦瓦温比正常温度高，则瓦隙调整不均匀。
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