CN112818283B - 水电机组智能振动保护方法、装置及电子设备 - Google Patents

水电机组智能振动保护方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN112818283B CN202110138088.3A CN202110138088A CN112818283B CN 112818283 B CN112818283 B CN 112818283B CN 202110138088 A CN202110138088 A CN 202110138088A CN 112818283 B CN112818283 B CN 112818283B
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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供水电机组智能振动保护方法、装置、电子设备及存储介质。方法包括：周期采集水电机组的振动信号，振动信号至少包括键相信号；根据键相信号计算水电机组平均转速，并判断键相信号是否异常；当异常时，以周期采样的方式采集振动信号；根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值进行衰减处理；更新寄存器中存储的数值；设置振动特征值数组，并依次对数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为初始值；判断移位处理后数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。能够避免键相信号出错和振动特征值偶然偏大导致的误动作。

Description

水电机组智能振动保护方法、装置及电子设备
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及水电机组技术领域，尤其涉及水电机组智能振动保护方法、装置及电子设备。
背景技术
自俄罗斯舒申斯克-萨扬水电站发生严重水淹厂房事故后，行业内普遍更加重视水电机组振动监视与保护系统，水电机组振摆保护系统进入了发展快车道。然而，一方面，流体机械作为原动机驱动的发电机组受限于原动机设计工况点，当偏离设计工况点时机组会产生严重的振动问题；另一方面，旋转机械振动具有一定程度的不确定性，振动特征值具有满足特定分布规律的随机性，即使在稳定运行工况下，振动特征值也不恒定。目前，水电机组振动保护系统仍不成熟，多个电站曾出现多起因机组振动保护系统误跳导致的非事故停机事件，对整个行业发展产生了不利影响。因此，如何实现水电机组的振动保护一直是本行业的难题。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种水电机组智能振动保护方法、装置及电子设备，以解决现有技术中存在的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种水电机组智能振动保护方法，包括：
以周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；
根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；
当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号；当判断为键相信号正常时，以准周期采样的方式采集振动信号；
根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值进行衰减处理；
根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；
存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；
判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。
在其中一个实施例中，所述振动特征值数组中的元素个数为10；所述移位处理为对所述数组中的元素分别进行所述衰减处理，将衰减后的元素依次移位，去除末位元素。
在其中一个实施例中，所述根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值具体包括：
判断当前时刻的振动特征值是否大于衰减处理后的数值；当判断为小于时，更新寄存器中存储的数值为衰减处理后的数值。
在其中一个实施例中，所述衰减处理包括：按照预设值进行衰减，所述预设值为e-α·ΔT；其中，α为衰减常数；ΔT为准周期采样的采样间隔，通过计算10与转频的比值，并向上取整。
在其中一个实施例中，所述根据键相信号计算水电机组平均转速具体包括：通过式计算；其中，S为水电机组平均转速；ΔT为准周期采样的采样间隔；K为每秒获得的有效键相点的个数；Δt1为相邻有效键相点的时间间隔。
在其中一个实施例中，所述根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常具体包括：
根据水平机组平均转速计算转速变化率；
根据所述转速变化率是否满足预设规则，判断键相信号是否异常。
在其中一个实施例中，根据水平机组平均转速计算转速变化率具体包括：计算当前时刻水电机组平均转速与上一时刻水电机组平均转速的差值。
在其中一个实施例中，所述预设规则为大于水电机组额定转速的10％；所述根据所述转速变化率是否满足预设规则，判断键相信号是否异常包括：当所述差值大于或等于水电机组额定转速的10％时，判断为异常。
本发明实施例还提供一种水电机组智能振动保护装置，包括：
采集模块，用于以周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；
判断模块，用于根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；
切换模块，用于当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号；当判断键相信号正常时，以准周期采样的方式采集振动信号；
衰减处理模块，用于根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值进行衰减处理；
更新模块，用于根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；
数组移位模块，用于存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；
报警模块，用于判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前任意一项所述的方法。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的水电机组智能振动保护方法、装置、电子设备及存储介质，通过以周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号，键相信号正常时，以准周期采样的方式采集振动信号；根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值进行衰减处理；根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。能够有效规避因键相信号出错导致的保护装置误动作，提高了保护装置的可靠性；还能够有效解决振动特征值随机性问题，避免保护装置特征值因偶然偏大导致的误报警或误跳机。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例的水电机组智能振动保护方法的一个流程示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例的水电机组智能振动保护方法的又一流程示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例的水电机组智能振动保护装置的示意图；
图4为本说明书一个或多个实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
如背景技术部分所述，水电机组振动监测技术是目前普遍采用的以监测水电机组正常运行时的振动参数为核心的状态监测技术。通常，监测系统检测机架振动、导轴承位置处振动与摆度，以悬式机组为例，监测包括：上导、下导和水导位置处的摆度，上机架、下机架和顶盖位置处的固定部件振动，以及定子基座位置处的振动。通过采集装置装置获取原始振动信号，并通过特定算法获得振动特征值，将振动特征值与预设值进行比较，从而判断机组振动情况。采集装置需具备准周期采样和周期采样技术，当键相信号正常无误时采用准周期采样，当键相信号故障时切换至周期采样。
越限报警与停机技术是现有状态监测系统中采用最多也是相对来说较为有效的方式。通常来说，对机组稳定性参数而言较高的峰峰值表示机组的运行状态较为恶化，因此在ISO7919.5以及ISO10816.5，GB/T6075.5以及GB/T11348.5中均对不同转速下机组运行在稳定运行区范围的的峰峰值上限进行了分区设定。当某个测点出现峰峰值超标时，状态监测系统将会报警，继续升高至一定幅度时监测系统将根据预设逻辑输出停机挺好，作用于监控系统减载停机，或者直接作用于发电机出口断路器进行跳机操作。
申请人在实现本公开的过程中发现，一方面，由于水电机组稳定运行时振动特征值具有一定的随机性，振动特征值偶然偏大或短时因机组跟踪电网频率调整时导叶扰动造成振动偏大时可能导致误跳机组；另一方面，由于振动保护系统普遍依赖于键相信号，即采用准周期采样，当键相信号故障时切换至周期采样时存在切换失败的风险，从而造成振动保护系统误输出，造成非事故停机。因此，如何避免误跳机或非事故停机为亟待解决的问题。
申请人提出一种水电机组智能振动保护方法及相关设备，依据键相获得转速，并根据转速变化率判断键相是否异常，能够有效规避因键相信号出错导致的保护装置误动作，提高了保护装置的可靠性；寄存器数值的衰减方法，寄存器数值的更新方法；特征值数组的衰减、移位与更新方法；能够有效解决振动特征值随机性问题，避免保护装置特征值因偶然偏大导致的误报警或误跳机。
以下，通过具体的实施例进一步详细说明本公开的技术方案。
请参阅图1，本发明实施例提供一种水电机组智能振动保护方法，包括：
S100,以周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；
S200,根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；
S300,当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号；当判断为键相信号正常时，以准周期采样方式采集振动信号；
S400,根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值进行衰减处理；
S500,根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；
S600,存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；
S700,判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。
如图2所示，在步骤S100之前，还包括初始化采集装置，初始化寄存器中的数值和寄存器中初始化振动特征值数组的元素的值。寄存器可以设置为两个，第一寄存器和第二寄存器。也即，第一寄存器中仅存储一个数值，而第二寄存器中存储有振动特征值数组。经过初始化后，第一寄存器中数值为0，第二寄存器中存储的振动特征值数组中的元素均为0。
本说明书一个或多个实施例中，步骤S100中，周期采样的时间间隔，与键相信号无关，依赖于硬件时钟。对振动信号进行采样时，典型情况如，采用1000S/s的采样率对振动信号进行采样，等效为每1ms采样一个点。周期采样，可以通过采用各种先进的插值算法依据键相获得的键相时刻点，针对振动信号依据等角度原则进行重采样。具体的实现为现有技术，本公开并不涉及对具体实现的改进。
在应用场景中，周期采样的采样率可以通过式(1)设定：fs≥M·N·fR(1)。其中，fs为采样率。M为转轮叶片数，N为活动导叶数，fR为额定转频。例如，某水电机组额定转速为600转/分，转轮叶片数M＝9，活动导叶数N＝20，则额定转频为fR＝10Hz，采样率fs应大于9·20·10＝1800Hz。
采样时应连续采样，采样间隔按式(2)计算。该式含义为：计算10与转频的比值，并向上取整。其中，ΔT为采样间隔，fR为额定转频。例如：fR＝5Hz，则ΔT＝2s；如fR＝4.17Hz、则ΔT＝3s。
本说明书一个或多个实施例中，振动信号可以包括振动位移信号、摆度信号、振动速度信号和键相信号等。键相信号可以为键相脉冲信号，可以通过键相标记得到。键相标记可以理解为在轴上设置一个凹槽或凸键。采用某种感应式传感器对这个键相标记进行采集，当这个键相标记转到传感器位置时，相当于传感器与被测面间距宊变，传感器会产生一个键相脉冲信号，轴每转一圈，就会产生一个键相脉冲信号，产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置。
本说明书一个或多个实施例中，所述根据键相信号计算水电机组平均转速具体包括：根据有效键相点的个数、相邻有效键相点的时间间隔和准周期采样的采样间隔，计算所述水电机组平均转速。具体可以通过式(3)计算。其中，S为水电机组平均转速；ΔT为周期采样的采样间隔；K为每秒获得的有效键相点的个数；Δt1为相邻有效键相点的时间间隔。
本说明书一个或多个实施例中，所述根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常具体包括：根据水平机组平均转速计算转速变化率；根据所述转速变化率是否满足预设规则，判断键相信号是否异常。也即，该步骤可以理解为，根据特定规则来判断键相信号是否异常。
本说明书一个或多个实施例中，根据水电机组平均转速计算转速变化率具体可以包括：计算当前时刻水电机组平均转速与上一时刻水电机组平均转速的差值。也即，计算两个相邻时刻的平均转速的差值。
本说明书一个或多个实施例中，根据所述转速变化率判断键相信号是否异常包括：判断所述差值是否满足预设规则，当判断为是时，判断为异常；当判断为否时，判断为正常。其中，所述预设规则为，大于预设转速。所述预设转速根据水电机组的额定转速确定。
较佳地，所述预设转速为水电机组的额定转速的10％。也即，当两个相邻时刻的水电机组的转速差值小于额定转速的10％时，判断为键相信号正常。当两个相邻时刻的水电机组的转速差值大于或等于额定转速的10％时，判断为键相信号异常。例如，某水电机组的平均转速为600转/分，则相邻时间的平均转速的差值应小于60转/分，大于该值时转速异常。水电机组的额定转速的10％能够准确的表征水电机组在启动加速或停机减速过程中的启动或停机时间均大于10％。因此，通过将预设转速设定为水电机组的额定转速的10％，可以避免水电机组稳定运行时造成的振动特征值的偶然偏大或短时因机组跟踪电网频率调整时导叶扰动造成的振动特征值偏大，从而避免键相信号异常。
本说明书一个或多个实施例中，在步骤S300中，当经过步骤S200的判断结果为键相信号正常时，切换至以准周期采样的方式采集所述振动信号。而当键相信号异常时，继续以周期采样的方式采集所述振动信号。准周期采样是一种跟踪机组转速进行采样的方式。具体可以理解为：对旋转机械例如水电机组，以固定角度对振动信号进行采样。典型情况如，水电机组每旋转一周采样128个点，此时等价于转轴每旋转2.8125度采样一个点。准周期采样依赖于键相信号。
本说明书一个或多个实施例中，在步骤S400中，分别根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，具体可以理解为，分别将每种类型的振动信号，转换为对应的振动特征值。例如分别将振动位移信号、摆度信号和振动速度信号等，分别转换为振动位移信号峰峰值、摆度信号峰峰值和振动速度信号有效值等。具体的转换为现有技术，本公开并不涉及对具体转换的改进。
本说明书一个或多个实施例中，寄存器中存储的数值始终只有一个。也即在第一寄存器中，始终存在一个数值，且该数值的值持续更新。所述衰减处理包括：按照预设值进行衰减，所述预设值为e-α·ΔT；其中，α为衰减常数；ΔT为准周期采样的采样间隔，通过计算10与转频的比值，并向上取整得到。例如，预设值可以为0.95。设定第一寄存器某个位置存储的为上机架水平振动有效值，则衰减处理主要算法如式(4)：Vrms＝Vrms0·e-α·ΔT(4)。其中，Vrms1为衰减后的上机架水平振动有效值，Vrms0为衰减前的上机架水平振动有效值。
本说明书一个或多个实施例中，步骤S500中，根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值具体包括：判断当前时刻的振动特征值是否大于寄存器中存储的数值的衰减值；当判断为小于时，更新寄存器中存储的数值为衰减处理后的数值。当判断为大于时，更新寄存器中存储的数值为当前时刻的振动特征值。也即，当判断为大于时，当前时刻寄存器中存储的数值仍与计算所得的当前时刻的振动特征值相同。
在应用场景中，对于上机架水平振动有效值，设定寄存器某个位置在当前时刻的上一时刻存储的数值为Vrms0，衰减后的值为Vrms1＝0.95Vrms0，当前时刻计算获得的上机架水平振动有效值为Vrms2，若Vrms2<衰减后的Vrms1则，更新该位置处寄存器中存储的数值为Vrms0＝Vrms1；若Vrms2≥衰减后的Vrms1则，更新该位置处寄存器中存储的数值为Vrms0＝Vrms2。
本说明书一个或多个实施例中，步骤S600中，所述振动特征值数组中的元素个数可以设置为10。也即，在第二寄存器中存储有一个元素个数为10的振动特征值的数组。将元素个数设置为10，可以避免元素个数过多导致的移位衰减接近于0，同时还可以避免元素个数过少导致的衰减太小，从而实现对水电机组的有效保护。振动特征值数组的初始数值均为0。所述移位处理为对所述数组中的元素进行衰减处理，将衰减后的元素依次移位，去除末尾元素。所述衰减处理与前述相同，此处不再赘述。也即，该步骤可以理解为，对每个具体测点对应的振动特征值数组中的前9个元素衰减后进行移位操作，删除第10个元素，并将更新后的寄存器中的当前时刻振动特征值追加到移位后的数组中，作为第1个元素。
在应用场景中，例如对于单一测点上机架水平振动有效值，设定该测点当前时刻的上机架水平振动有效值V0，存储在第二寄存器的数组V中，以数组形式存在，为[V0,V1,V2,...,VN]，首先将数组内元素进行移位，即：0.95V0→V1，0.95V1→V2，……，0.95VN-1→VN；然后，将更新后的第一寄存器中的当前时刻的上机架水平振动有效值Vrms0赋值给V0。
应当说明的是，本发明实施例的方法水电机组监测保护过程中可以对于单一监测点(例如上机架水平振动)，即单一类型的水电机组振动信号。此时数组V为一维数组，更新后的寄存器中的当前时刻振动特征值也为单一数值。本发明实施例的方法水电机组监测保护过程中也可以包含多个监测点，通常量级可以为十数个或数十个，此时，数组V是二维数组，更新后的寄存器中的当前时刻振动特征值的形式应当是寄存器序列或一维寄存器数组。在实际应用中，可以为多个监测点。
本说明书一个或多个实施例中，步骤S700中，给定值为根据经验和实际需求设定的常数，可以为跳机值，也可以为报警值序列等。应当说明的是，该给定值与步骤S600中的监测点个数一致。也即，当步骤S600中的监测点个数为单个时，给定值也为单个。而当步骤S600中的监测点个数为多个时，给定值也为多个。具体为与监测点个数一致的数组，其数组大小为监测点数。
进行报警具体可以为输出对应的报警或跳机信号。
本发明实施例的方法，根据有效键相点的个数、相邻有效键相点的时间间隔和周期采样的采样间隔，计算所述水电机组平均转速；并计算两个相邻时刻的平均转速的差值；当大于或等于额定转速的10％时，判断为键相信号异常，以周期采样的方式采样，能够有效规避因键相信号出错导致的保护装置误动作，提高了保护装置的可靠性。通过按照预设值e-α·ΔT对寄存器中存储的前一时刻的振动特征值进行衰减处理，并取衰减处理后的数值和当前时刻的振动特征值的较大值，更新寄存器中存储的数值。并将更新后的当前时刻的数值作为振动特征值数组的初始值，依次进行衰减，并依次移位，去除末位数值，并分别将衰减后的元素与给定值比较，当均超过给定值时，输出对应的报警或者跳机信号。能够避免水电机组稳定运行时振动特征值偶然偏大或短时因机组跟踪电网频率调整时导叶扰动造成振动偏大时可能导致误跳机组；还能表面当键相信号故障时切换至周期采样时存在切换失败的风险，从而造成振动保护系统误输出，造成非事故停机。
可以理解，该方法可以通过任何具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群来执行。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种水电机组智能振动保护装置。
参考图3，水电机组智能振动保护装置800，包括：
采集模块810，用于以准周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；
判断模块820，用于根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；
切换模块830，用于当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号；当判断为键相信号正常时，以准周期采样的方式采集振动信号；
衰减处理模块840，用于根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值进行衰减处理；
更新模块850，用于根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；
数组移位模块860，用于存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；
报警模块870，用于判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。
本说明书一个或多个实施例中，在数组移位模块中，所述振动特征值数组中的元素个数为10；所述移位处理为对所述数组中的元素分别进行所述衰减处理，将衰减后的元素依次移位，去除末位元素。
本说明书一个或多个实施例中，所述更新模块，在用于根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值具体用于：
判断当前时刻的振动特征值是否大于衰减处理后的数值；当判断为小于时，更新寄存器中存储的数值为衰减处理后的数值；当判断为大于时，更新寄存器中存储的数值为当前时刻的振动特征值。
本说明书一个或多个实施例中，所述衰减处理包括：按照预设值进行衰减，所述预设值为e-α·ΔT；其中，α为衰减常数；ΔT为准周期采样的采样间隔，通过计算10与转频的比值，并向上取整。
本说明书一个或多个实施例中，所述判断模块在用于根据键相信号计算水电机组平均转速具体用于：通过式计算；其中，S为水电机组平均转速；ΔT为准周期采样的采样间隔；K为每秒获得的有效键相点的个数；Δt1为相邻有效键相点的时间间隔。
本说明书一个或多个实施例中，所述判断模块在用于根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常具体用于：
根据水平机组平均转速计算转速变化率；
根据所述转速变化率是否满足预设规则，判断键相信号是否异常。
本说明书一个或多个实施例中，所述判断模块在用于根据水平机组平均转速计算转速变化率具体用于：计算当前时刻水电机组平均转速与上一时刻水电机组平均转速的差值。
本说明书一个或多个实施例中，所述预设规则为大于水电机组额定转速的10％。所述判断模块在用于根据所述转速变化率是否满足预设规则，判断键相信号是否异常具体用于：当所述差值大于或等于水电机组额定转速的10％时，判断为异常。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的水电机组智能振动保护方法。
图4示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的水电机组智能振动保护方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水电机组智能振动保护方法，其特征在于，包括：
以周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；
根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；具体的，所述根据键相信号计算水电机组平均转速具体包括：通过式计算水电机组平均转速；其中，/>为水电机组平均转速；/>为准周期采样的采样间隔；/>为每秒获得的有效键相点的个数；/>为相邻有效键相点的时间间隔；所述根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常具体包括：根据水电机组平均转速计算转速变化率；当所述转速变化率大于或等于水电机组额定转速的10％时，判断为异常；
当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号；当判断为键相信号正常时，以准周期采样方式采集振动信号；所述准周期采样是一种跟踪机组转速进行采样的方式，依赖于键相信号；
根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值按照公式进行衰减，其中，/>为预设值，/>为衰减常数，/>为准周期采样的采样间隔，通过计算10与转频的比值，并向上取整得到；/>为衰减后的上机架水平振动有效值，/>为衰减前的上机架水平震动有效值；
根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；
存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；
判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。
2.根据权利要求1所述的水电机组智能振动保护方法，其特征在于，所述振动特征值数组中的元素个数为10；所述移位处理为对所述数组中的元素分别进行所述衰减处理，将衰减后的元素依次移位，去除末位元素。
3.根据权利要求1所述的水电机组智能振动保护方法，其特征在于，所述根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值具体包括：
判断当前时刻的振动特征值是否大于衰减处理后的数值；当判断为小于时，更新寄存器中存储的数值为衰减处理后的数值；当判断为大于时，更新寄存器中存储的数值为当前时刻的振动特征值。
4.根据权利要求1所述的水电机组智能振动保护方法，其特征在于，根据水电机组平均转速计算转速变化率具体包括：计算当前时刻水电机组平均转速与上一时刻水电机组平均转速的差值。
5.一种水电机组智能振动保护装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于以周期采样的方式采集水电机组的振动信号，所述振动信号至少包括键相信号；
判断模块，用于根据键相信号计算水电机组平均转速，并根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常；具体的，所述根据键相信号计算水电机组平均转速具体包括：通过式计算水电机组平均转速；其中，/>为水电机组平均转速；/>为准周期采样的采样间隔；/>为每秒获得的有效键相点的个数；/>为相邻有效键相点的时间间隔；所述根据水电机组平均转速判断键相信号是否异常具体包括：根据水电机组平均转速计算转速变化率；当所述转速变化率大于或等于水电机组额定转速的10％时，判断为异常；
切换模块，用于当判断为键相信号异常时，以周期采样的方式采集振动信号；当判断为键相信号正常时，以准周期采样的方式采集振动信号；所述准周期采样是一种跟踪机组转速进行采样的方式，依赖于键相信号；
衰减处理模块，用于根据振动信号计算得到当前时刻对应的振动特征值，并对寄存器中存储的数值按照公式进行衰减，其中，/>为预设值，/>为衰减常数，/>为准周期采样的采样间隔，通过计算10与转频的比值，并向上取整得到；/>为衰减后的上机架水平振动有效值，/>为衰减前的上机架水平震动有效值；
更新模块，用于根据当前时刻的振动特征值与衰减处理后的数值更新寄存器中存储的数值；
数组移位模块，用于存储振动特征值数组，并依次对所述数组中的元素进行移位处理，将更新后的寄存器中的数值设置为振动特征值数组中的初始值；
报警模块，用于判断移位处理后所得振动特征值数组中的数值是否均大于给定值，当判断为是时，进行报警。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任意一项所述的方法。
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