CN111765965A - 一种水力机组振动传感器的误差检测的方法、系统、终端设备及可读存储介质 - Google Patents

一种水力机组振动传感器的误差检测的方法、系统、终端设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水力机组振动传感器的误差检测方法、系统、终端设备及可读存储介质，选择一个接近水力机组极低频率特性的机械振动发生装置，使用已校准的位移传感器与待校准的振动传感器同时测量所述机械振动发生装置的振动并采集振动的时域波形数据；利用位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；最后根据所述已校准的位移传感器的振动幅值和相位值，计算出所述待校准振动传感器在所述极低频率的振动幅值和相位值的测量误差。该发明相比现有技术能够极大提高误差检测准确性与检测效率，从而提高水力机组中振动传感器的测量准确性，为水力机组的安全稳定运行提供保障。

Description

一种水力机组振动传感器的误差检测的方法、系统、终端设备 及可读存储介质
技术领域
本发明涉及水力机组振动测量领域，尤其涉及一种水力机组振动传感器的误差检测的方法、系统、终端设备及可读存储介质。
背景技术
随着社会对电力需求的增加和人们环保意识的提高，水力发电的重要性逐渐调高。我国河流水能蕴藏量达6.8亿千瓦，目前已开发装机3.4亿千瓦，年发电量1.2万亿千瓦时。
目前我国已建装机5万千瓦以下的小水电站4.7万余座、总装机容量约7927万千瓦；装机5万-30万（不含）千瓦的中型水电站479座、总装机容量约4487万千瓦；装机30万及以上的大型水电站152座、发电机组797台、总装机容量约2.22亿千瓦，年发电量约7200亿千瓦时。不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，中国在世界各国中均居第一位。
在水力发电规模迅速扩大的同时，保障水电站水力机组安全稳定运行也成为了重中之重，因此在水力机组的管理和监控中必须对水力机组运行时的振动进行精确和稳定的长期监测。然而现有技术中，一方面对水力机组的振动进行测试时，在面对低频甚至极低频振动信号的检测时的准确率显得不尽人意，另一方面每只振动传感器的具有不同的测量误差，在实际的振动测量时，水力机组运行状态得不到有效的监测，对进行水力发电、水力机组运行时的稳定性有着极大的不利影响。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质。
本发明的第一方面，提供一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述方法包括如下步骤：
S101选择一个接近水力机组极低频率特性的机械振动信号源，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量所述机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；
S102根据所述位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；
S103根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差。
进一步的，一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述的极低频率的机械振动信号源由机械振动信号发生装置产生。
进一步的，一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述的极低频率的机械振动信号源的频率可以涵盖水力机组实际运转的极低频振动信号频率。
进一步的，一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述的位移传感器测量的时域波形数据和振动传感器测量的时域波形数据进行幅值的分析计算，并以位移传感器的幅值为基准对振动传感器的幅值进行误差修正，补偿振动传感器在测量极低频振动的幅值测量误差。
进一步的，一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述的位移传感器测量的时域波形数据和振动传感器测量的时域波形数据进行相位的分析计算，并以位移传感器的相位为基准对振动传感器的相位进行误差修正，补偿振动传感器在测量极低频振动时的相位测量误差。
进一步的，一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述的时域波形数据包括水力机组运转时的转速频率和涡带频率，在进行分析计算时通过对转速频率和涡带频率的特征频率点进行幅值和相位的测量和误差修正。
进一步的，一种水力机组振动传感器的误差检测方法，还包括振动传感器进行极低频段的测量误差修正的步骤：对每一只振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测，并以已校准的位移传感器对应频率段的幅频特性和相频特性为基准插值修正用于水力机组极低频段测量的低频振动传感器的幅频特性和相频特性。
本发明的第二方面，提供一种水力机组振动传感器的误差检测系统，所述系统包括：
极低频率时域波形数据采集模块，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量接近水力机组极低频率的机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；
幅值和相位值计算模块，根据所述位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；
测量误差计算模块，根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差。
本发明的第三方面，提供一种水力机组振动传感器的误差检测的终端设备，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述水力机组振动传感器的误差检测的方法。
本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，该指令被处理器执行时实现如上述水力机组振动传感器的误差检测的方法。
本发明的有益效果：本发明通过对选择一个接近水力机组极低频率特性的机械振动信号源，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量所述机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；利用位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；最后根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差，相比于现有技术中能够极大提高误差检测准确性与检测效率，从而提高水力机组中振动传感器的测量准确性，为水力机组的安全稳定运行提供保障。
附图说明
图1是本发明一种低频振动传感器测量极低频振动的方法原理示意图。
图2是本发明一种低频振动传感器测量极低频振动的系统结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例中一种水力机组振动传感器的误差检测方法，所述方法包括如下步骤：选择一个接近水力机组极低频率特性的机械振动信号源，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量所述机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；根据所述位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差。
需要说明的是，所述的极低频率的机械振动信号源由机械振动信号发生装置产生，和/或所述的极低频率的机械振动信号源的频率可以涵盖水力机组实际运转的极低频振动信号频率。
需要说明的是，所述的位移传感器测量的时域波形数据和振动传感器测量的时域波形数据进行幅值的分析计算，并以位移传感器的幅值为基准对振动传感器的幅值进行误差修正，补偿振动传感器在测量极低频振动的幅值测量误差；同时，所述的位移传感器测量的时域波形数据和振动传感器测量的时域波形数据进行相位的分析计算，并以位移传感器的相位为基准对振动传感器的相位进行误差修正，补偿振动传感器在测量极低频振动时的相位测量误差。
在本实施例中，所述的时域波形数据包括水力机组运行时的转速频率和涡带频率，在进行分析计算时通过对转速频率和涡带频率的特征频率点进行幅值和相位的测量和误差修正。
在本实施例中，水力机组振动传感器的误差检测方法还包括振动传感器进行极低频段的测量误差修正的步骤：对每一只振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测，并以已校准的位移传感器对应频率段的幅频特性和相频特性为基准插值修正用于水力机组极低频段测量的低频振动传感器的幅频特性和相频特性。
如图2所示，本实施例中，一种水力机组振动传感器的误差检测系统，所述系统包括：极低频率时域波形数据采集模块，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量接近水力机组极低频率的机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；幅值和相位值计算模块，根据所述位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；测量误差计算模块，根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差。
在本实施例中，通过对选择一个接近水力机组极低频率特性的机械振动信号源，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量所述机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；利用位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；最后根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差，相比于现有技术中能够极大提高误差检测准确性与检测效率，从而提高水力机组中振动传感器的测量准确性，为水力机组的安全稳定运行提供保障。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S101选择一个接近水力机组极低频率特性的机械振动信号源，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量所述机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；
S102根据所述位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；
S103根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差。
2.根据权利要求1所述的一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，所述的极低频率的机械振动信号源由机械振动信号发生装置产生。
3.根据权利要求1所述的一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，所述的极低频率的机械振动信号源的频率可以涵盖水力机组实际运转的极低频振动信号频率。
4.根据权利要求1所述的一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，所述的位移传感器测量的时域波形数据和振动传感器测量的时域波形数据进行幅值的分析计算，并以位移传感器的幅值为基准对振动传感器的幅值进行误差修正，补偿振动传感器在测量极低频振动的幅值测量误差。
5.根据权利要求1所述的一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，所述的位移传感器测量的时域波形数据和振动传感器测量的时域波形数据进行相位的分析计算，并以位移传感器的相位为基准对振动传感器的相位进行误差修正，补偿振动传感器在测量极低频振动时的相位测量误差。
6.根据权利要求1所述的一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，所述的时域波形数据包括水力机组运转时的转速频率和涡带频率，在进行分析计算时通过对转速频率和涡带频率的特征频率点进行幅值和相位的测量误差修正。
7.根据权利要求1所述的一种水力机组振动传感器的误差检测方法，其特征在于，还包括振动传感器进行极低频段的测量误差修正的步骤：对每一只振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测，并以已校准的位移传感器对应频率段的幅频特性和相频特性为基准插值修正用于水力机组极低频段测量的低频振动传感器的幅频特性和相频特性。
8.一种水力机组振动传感器的误差检测系统，其特征在于，所述系统包括：
极低频率时域波形数据采集模块，使用已校准位移传感器与待校准振动传感器同时测量接近水力机组极低频率的机械振动信号源的振动并采集振动的时域波形数据；
幅值和相位值计算模块，根据所述位移传感器和振动传感器测量的振动时域波形数据分别计算各自的振动幅值和相位值；
测量误差计算模块，根据所述已校准位移传感器的振动幅值和相位值，计算所述待校准振动传感器在所述极低频率的测量误差。
9.一种水力机组振动传感器的误差检测的终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的水力机组振动传感器的误差检测的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的水力机组振动传感器的误差检测的方法。
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