CN113822329B - 一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置 - Google Patents

一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113822329B
CN113822329B CN202110915721.5A CN202110915721A CN113822329B CN 113822329 B CN113822329 B CN 113822329B CN 202110915721 A CN202110915721 A CN 202110915721A CN 113822329 B CN113822329 B CN 113822329B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
signal
gradient change
spindle
waviness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110915721.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113822329A (zh
Inventor
唐拥军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pumped Storage Technology And Economy Research Institute Of State Grid Xinyuan Holding Co ltd
State Grid Xinyuan Co Ltd
Original Assignee
Pumped Storage Technology And Economy Research Institute Of State Grid Xinyuan Holding Co ltd
State Grid Xinyuan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pumped Storage Technology And Economy Research Institute Of State Grid Xinyuan Holding Co ltd, State Grid Xinyuan Co Ltd filed Critical Pumped Storage Technology And Economy Research Institute Of State Grid Xinyuan Holding Co ltd
Priority to CN202110915721.5A priority Critical patent/CN113822329B/zh
Publication of CN113822329A publication Critical patent/CN113822329A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113822329B publication Critical patent/CN113822329B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/23—Clustering techniques
    • G06F18/232—Non-hierarchical techniques
    • G06F18/2321—Non-hierarchical techniques using statistics or function optimisation, e.g. modelling of probability density functions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置，通过获取主轴摆度信号序列，根据主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列，从梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置，对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。本说明书的方法，能够滤除宽带和/或窄带脉冲干扰，同时保留信号细节，滤除脉冲干扰后的主轴摆度信号有助于准确分析机组运行状态和故障诊断。

Description

一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及水电工程技术领域，尤其涉及一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置。
背景技术
水电机组的主轴摆度是衡量水电机组运行稳定性的重要指标之一，主轴摆度信号包含了丰富的机组运行信息。受设备和环境因素的影响，采集的原始主轴摆度信号中存在各种噪声，影响机组运行状态评价和故障诊断的准确性。尤其是因主轴测量表面存在凸起、凹陷或受磁场干扰等因素影响，主轴摆度信号中存在强烈的脉冲干扰，可能会对机组的运行状态产生误判，甚至有可能出现主轴摆度值超出停机保护设定值从而产生非停现象，给机组的安全稳定运行带来严重的负面影响。为此，有必要采用合适的方法滤除主轴摆度信号中的脉冲干扰。
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主轴摆度信号处理方法及装置，以解决主轴摆度信号的去干扰问题。
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主轴摆度信号处理方法，包括：
获取主轴摆度信号序列；
根据所述主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列；
从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置；
对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。
可选的，从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置为：
按照时间顺序，从所述梯度变化信号序列中查找达到脉冲干扰起始阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置作为所述脉冲起始位置。
可选的，所述查找达到脉冲干扰起始阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置作为所述脉冲起始位置为：
当查找到所述梯度变化信号大于正阈值或者小于负阈值时，所述梯度变化信号在梯度变化序列中的位置为所述脉冲起始位置。
可选的，从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲结束位置为：
从所述脉冲起始位置开始，查找达到脉冲干扰结束阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，根据该位置确定所述脉冲结束位置。
可选的，所述查找达到脉冲干扰结束阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，根据该位置确定所述脉冲结束位置，包括：
确定所述脉冲起始位置的起始脉冲方向；
从所述脉冲起始位置开始，查找达到所述脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，将该位置的下一个位置作为所述脉冲结束位置。
可选的，所述查找达到所述脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，将该位置的下一个位置作为所述脉冲结束位置，包括：
查找大于正阈值或小于负阈值、且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置以及该位置的下一个位置，在所述主轴摆度信号序列中查找所述下一个位置对应的主轴摆度信号，计算该主轴摆度信号与所述脉冲起始位置对应的主轴摆度信号之间的振动位移量变化量，当所述振动位移量变化量小于预设变化量阈值时，所述下一个位置为所述脉冲结束位置。
可选的，对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，包括：
确定所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的第一主轴摆度信号；
确定从所述脉冲起始位置向前的预定数量的第二主轴摆度信号；
确定从所述脉冲结束位置向后的预定数量的第三主轴摆度信号；
根据所述第二主轴摆度信号和第三主轴摆度信号，对第一主轴摆度信号进行修正处理。
可选的，对主轴摆度信号进行滤波处理为：
采用多项式拟合和插值方法对所述主轴摆度信号进行滤波处理；
或者，当所述脉冲起始位置与所述脉冲结束位置相差为2时，采用线性插值方法对所述主轴摆度信号进行滤波处理。
可选的，根据相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列为：
计算相邻采样点的主轴摆度信号的差值除以对应采样间隔所得的值，作为梯度变化信号。
本说明书实施例还提供一种水电机组主轴摆度信号处理装置，包括：
获取模块，用于获取主轴摆度信号序列；
梯度序列确定模块，用于根据所述主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列；
脉冲位置确定模块，用于从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置；
滤波处理模块，用于对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。
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主轴摆度信号处理方法及装置，通过获取主轴摆度信号序列，根据主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列，从梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置，对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。本说明书的方法，能够滤除宽带和/或窄带脉冲干扰，同时保留信号细节，滤除干扰后的主轴摆度信号有助于准确分析机组运行状态和故障诊断。
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方法流程示意图；
图2为一些实施例中主轴和上导轴承的位置关系示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例的某机组上导摆度信号的时域波形图；
图4为对应图3所示上导摆度信号的梯度变化信号序列示意图；
图5为本说明书一个或多个实施例的梯度变化信号的概率密度分布示意图；
图6为本说明书一个或多个实施例的包含脉冲干扰的部分主轴摆度信号示意图；
图7为对应图6所示部分主轴摆度信号的梯度变化信号序列示意图；
图8为本说明书一个或多个实施例的滤波处理后的主轴摆度信号示意图；
图9为本说明书另一实施例的某机组上导摆度信号的时域波形图，包括上导摆度X方向信号和Y方向信号；
图10为图9中上导摆度X方向信号的梯度变化信号序列示意图；
图11为图10所示梯度变化信号的概率密度分布示意图；
图12为图9所示上导摆度X方向信号滤除脉冲干扰后的波形图；
图13为图9所示上导摆度X方向信号包含脉冲干扰的频谱幅度图；
图14为图9所示上导摆度X方向信号滤除脉冲干扰的频谱幅度图；
图15为本说明书一个或多个实施例的装置结构框图；
图16为本说明书一个或多个实施例的电子设备结构框图。
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“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如背景技术部分所述，受多种因素的影响，获取的原始主轴摆度信号中可能包含脉冲干扰，影响机组状态监测结果和故障诊断。申请人在实现本公开的过程中发现，采用中值滤波法，设定窗口长度m，从主轴摆度信号序列中循环右移窗口依次抽取出m个信号，将m个信号数值按照大小排序，选取正中间的信号为滤波后的信号，能够滤除高频窄带脉冲干扰。而对于宽频带脉冲干扰，如果设定较大的窗口长度，会导致细节丢失，产生信号失真，且滤除效果并不理想。
鉴于此，本说明书实施例提供一种水电机组主轴摆度信号处理方法，通过确定主轴摆度信号序列对应的梯度变化序列，在梯度变化序列中确定脉冲起始位置和脉冲结束位置，对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，从而得到滤除脉冲干扰的信号，能够滤除宽带和/或窄带脉冲干扰，同时保留信号细节，有助于准确分析机组运行状态和故障诊断。
如图1所示，本说明书实施例提供一种水电机组主轴摆度信号处理方法，包括：
S101：获取主轴摆度信号序列；
结合图2所示，对于水电机组而言，主轴摆度信号包括上导摆度信号、下导摆度信号和水导摆度信号。例如，可于主轴径向且相互垂直的位置(一般规定厂房正对于上游水库来流方向为+Y方向，与+Y方向垂直的方向为X方向)分别布设电涡流位移传感器，利用两个电涡流位移传感器分别采集上导摆度X方向信号和上导摆度Y方向信号。本实施例不对采集获取主轴摆度信号的具体方式进行限定。
S102：根据主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列；
本实施例中，获取采集的主轴摆度信号，形成主轴摆度信号序列；在主轴摆度信号序列中，计算相邻采样点的两两主轴摆度信号之间的差值，作为两相邻的主轴摆度信号的梯度变化信号，计算得到所有两两主轴摆度信号的梯度变化信号之后，按时间顺序由所有梯度变化信号构成梯度变化信号序列。
S103：从梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置；
S104：对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。
本实施例中，基于梯度变化信号序列，按序查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置，之后，以脉冲起始位置为起点，继续查找脉冲结束位置。在确定出脉冲起始位置和脉冲结束位置之后，对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，将主轴摆度信号中的脉冲干扰成分滤除，得到去除脉冲干扰的主轴摆度信号。
本实施例提供的水电机组主轴摆度信号处理方法，包括获取主轴摆度信号序列，根据主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列，从梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置，对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去脉冲干扰的主轴摆度信号。本实施例的方法，能够滤除主轴摆度信号中的宽带和/或窄带脉冲干扰，同时保留信号细节，滤除干扰后的主轴摆度信号有助于准确分析机组运行状态和故障诊断。
一些实施例中，计算相邻采样点的主轴摆度信号的差值除以对应采样间隔所得的值，作为梯度变化信号。结合图3、4所示，一些方式中，若获取的主轴摆度信号序列为x1，x2，x3，...，xi，...，xn，计算主轴摆度信号xi与xi+1之间的差值除以对应采样间隔所得的值，作为对应主轴摆度信号xi的梯度变化信号，表示为Grad(xi)＝(xi+1-xi)/Δt，其中，Δt为采样间隔。可选的，按照等采样间隔采集主轴摆度信号时，梯度变化信号可以简化为Grad(xi)＝xi+1-xi，梯度变化信号序列可以表示为：
yi＝xi+1-xi i∈{1，...，n-1} (1)
一些实施例中，从梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置为：按照时间顺序，从梯度变化信号序列中查找达到脉冲干扰起始阈值的梯度变化信号在梯度变化信号序列中的位置作为脉冲起始位置。
当产生强烈的脉冲干扰时，主轴摆度信号会产生较大的变化甚至产生突变，本实施例利用梯度变化信号衡量相邻两主轴摆度信号的变化程度，通过从梯度变化信号序列中查找达到脉冲干扰起始阈值的梯度变化信号，确定发生脉冲干扰的起始位置。
考虑到当产生脉冲干扰时，主轴摆度信号可能突然变大或者突然变小，由此，脉冲干扰起始阈值设置正阈值和负阈值两个，当梯度变化信号大于正阈值或者小于负阈值时，判断出现脉冲干扰，且将该梯度变化信号的位置确定为脉冲起始位置。
一些实施方式中，对于正阈值和负阈值的取值，可根据梯度变化信号序列的概率密度分布，设置置信度确定。当梯度变化信号序列具有足够的长度(例如，5～10分钟采集的主轴摆度信号所确定的梯度变化信号)时，置信度可采用类似正态分布的3σ原则确定。其中，3σ原则为：数值分布在(μ-σ,μ+σ)中的概率为0.6826；数值分布在(μ-2σ,μ+2σ)中的概率为0.9545；数值分布在(μ-3σ,μ+3σ)中的概率为0.9973。
可选的，置信度选用2σ原则，即认为概率为0.9545的梯度变化信号可信，概率为0.0455的梯度变化信号不可信，不可信的梯度变化信号为脉冲干扰，再根据脉冲干扰左右均分的原则，确定正阈值和负阈值(如图5中的虚线所示，确定出的正阈值为68，负阈值为-63)。
其他方式中，可以根据经验设置置信度。例如，设置置信度为95％或93％，即认为5％或7％的梯度变化信号不可信，如图5中的点划线所示，按照93％的置信度，可确定正阈值为48，负阈值为-40。可以理解的是，正阈值和负阈值的确定方法还可以采用其他方法，以上仅为示例性说明，不用于具体限定。
一些实施例中，查找到脉冲起始位置之后，从脉冲起始位置开始，查找达到脉冲干扰结束阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，根据该位置确定脉冲结束位置。其中，查找脉冲结束位置的方法是：
确定脉冲起始位置的起始脉冲方向；
从脉冲起始位置开始，查找达到脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，将该位置的下一个位置作为脉冲结束位置。
本实施例中，首先确定脉冲起始位置的起始脉冲方向，若脉冲起始位置的梯度变化信号大于正阈值，则起始脉冲方向为向上；若脉冲起始位置的梯度变化信号小于负阈值，则起始脉冲方向为向下。
之后，从脉冲起始位置开始，在梯度变化信号序列中继续查找脉冲结束位置。当查找到第一个达到脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与起始脉冲方向相反的梯度变化信号时，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，以及下一个位置，在主轴摆度信号序列中查找该下一个位置所对应的主轴摆度信号，计算该主轴摆度信号与脉冲起始位置对应的主轴摆度信号之间的振动位移量变化量，当振动位移量变化量小于预设变化量阈值时，该下一个位置为脉冲结束位置。如果下一个位置对应的主轴摆度信号与脉冲起始位置对应的主轴摆度信号之间的振动位移量变化量大于变化量阈值，继续查找下一个梯度变化信号，直至找到振动位移量变化量小于预设变化量阈值的下一个位置，将该下一个位置作为脉冲结束位置。
通过确定脉冲开始位置和脉冲结束位置确定存在脉冲干扰的信号区间的方法，不仅能够准确定位脉冲开始位置与脉冲结束位置相近，且振动位移量相差较小的窄带脉冲干扰信号的信号区间，而且能够准确定位脉冲开始位置与脉冲结束位置具有一定间隔且振动位移量具有一定偏差的宽带脉冲干扰信号(如图3中圆圈中的信号部分，脉冲起始位置的振动位移量为140.2，脉冲结束位置的振动位移量为165，振动位移量变化量为17.7％)的信号区间。
一些实施方式中，从脉冲起始位置开始，查找大于正阈值或小于负阈值、且脉冲方向与起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置以及下一个位置；之后，在主轴摆度信号序列中查找下一个位置对应的主轴摆度信号，计算该主轴摆度信号与脉冲起始位置对应的主轴摆度信号之间的振动位移量变化量，当振动位移量变化量小于预设变化量阈值时，该下一个位置为脉冲结束位置。具体的：
从脉冲起始位置开始，当查找到第一个大于正阈值或小于负阈值、且脉冲方向与起始脉冲方向相反的梯度变化信号时，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置以及下一个位置，若该下一个位置对应的主轴摆度信号相较脉冲起始位置的主轴摆度信号的振动位移量变化量大于等于变化量阈值，认为尚未找到完整的脉冲干扰，继续查找下一个梯度变化信号；按照上述过程，直至找到一个大于正阈值或小于负阈值、且脉冲方向与起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定最后一个梯度变化信号在梯度变化序列中的位置以及下一个位置，且下一个位置的主轴摆度信号相较于脉冲起始位置的主轴摆度信号的振动位移量变化量小于变化量阈值时，认为已经找到完整的脉冲干扰，将下一个位置确定为脉冲结束位置。例如，根据脉冲干扰起始阈值，确定梯度变化信号y3的位置为脉冲起始位置，即主轴摆度信号x3的位置为脉冲起始位置，继续查找脉冲结束位置；当判断梯度变化信号y10达到脉冲干扰起始阈值、且脉冲方向与起始脉冲方向相反，确定梯度变化信号y10的位置(第10个点)以及下一个位置(第11个点)，下一个位置对应的主轴摆度信号x11相较于主轴摆度信号x3的振动位移量变化量小于变化量阈值时，确定下一个位置即主轴摆度信号x11的位置为脉冲结束位置。
举例来说，图6为获取的部分主轴摆度信号序列，图7为对部分主轴摆度信号处理后得到的梯度变化信号序列。设置正阈值为50，负阈值为-50，变化量阈值为15％。在梯度变化信号序列中查找到第3个点为脉冲起始位置，且脉冲方向向下。继续查找脉冲结束位置，判断第5个点的梯度变化信号数值(第6个主轴摆度信号数值与第5个主轴摆度信号数值的差，主轴摆度信号数值为具体的振动位移量)为68.94，大于正阈值，且脉冲方向向上，而第6个点的振动位移量相对第3个点的振动位移量变化量为65.8％，大于变化量阈值，由此可以判断，第5个点和第6个点均不是脉冲结束位置，继续查找下一个点。按照上述过程，第10个点的梯度变化信号数值为154.16，大于正阈值，且脉冲方向向上；第11个点的振动位移量相对第3个点的振动位移量的变化量为28.4％，大于变化量阈值，且脉冲方向向上；第11个点的梯度变化信号数值为67.24，第12个点的振动位移量相对第3个点的振动位移量变化量为6.1％，小于变化量阈值，此时，可判定第12个点为脉冲结束位置，进而确定主轴摆度信号序列中，第3个点到第12个点为存在脉冲干扰的信号区间。
一些实施例中，在确定脉冲起始位置和脉冲结束位置之后，对脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，包括：
确定脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的第一主轴摆度信号；
确定从脉冲起始位置向前的预定数量的第二主轴摆度信号；
确定从脉冲结束位置向后的预定数量的第三主轴摆度信号；
根据第二主轴摆度信号和第三主轴摆度信号对第一主轴摆度信号进行修正处理。
本实施例中，在确定了主轴摆度信号中存在脉冲干扰的信号区间之后，确定与该信号区间的相邻信号区间，根据相邻信号区间内的主轴摆度信号，利用多项式拟合插值方法，确定信号区间内主轴摆度信号的取值，从而对存在脉冲干扰的主轴摆度信号进行修正。
结合图8所示，一些方式中，若存在脉冲干扰的信号区间内具有N个主轴摆度信号，则从脉冲起始位置开始向前找到N个主轴摆度信号，从脉冲结束位置开始向后找到N个主轴摆度信号，根据正常信号区间内的2N个主轴摆度信号拟合多项式，根据拟合出的多项式求取存在脉冲干扰的N个主轴摆度信号的近似值，将近似值作为修正后的主轴摆度信号(图8方框内)。可选的，考虑到主轴摆度信号为1倍转频信号，具有明显的正弦周期性，可采用二阶多项式拟合方法。
特殊的，当脉冲结束位置与起始位置的差值为2时，可采用线性拟合方法，计算脉冲起始位置和脉冲结束位置的主轴摆度信号的平均值作为修正后的信号。
如图9所示，在一种应用场景中，某抽水蓄能机组额定发电工况下，采集获得上导摆度X方向信号和Y方向信号，其中存在强烈的宽带脉冲干扰。如图10、11所示，以上导摆度X方向信号为例，计算相邻上导摆度X方向信号的梯度变化，得到梯度变化信号序列；通过梯度变化信号序列的概率密度分布，采用置信度为93％，确定正阈值为50，负阈值为-48，脉冲结束位置相对脉冲起始位置的变化量阈值设置为15％。如图12-14所示，脉冲干扰导致信号在频域出现了较多虚假的频率成分，不利于准确判断机组状态，利用本说明书的方法能够滤除脉冲干扰成分，为准确分析机组状态和故障监测提供基础。
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。
如图15所示，本说明书实施例还提供一种水电机组主轴摆度信号处理装置，包括：
获取模块，用于获取主轴摆度信号序列；
梯度序列确定模块，用于根据所述主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列；
脉冲位置确定模块，用于从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置；
滤波处理模块，用于对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。
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。
图16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。
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 (8)

1.一种水电机组主轴摆度信号处理方法，其特征在于，包括：
获取主轴摆度信号序列；
根据所述主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列；
从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置；其中，查找所述脉冲结束位置包括：确定所述脉冲起始位置的起始脉冲方向，从所述脉冲起始位置开始，查找达到脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，将该位置的下一个位置作为所述脉冲结束位置；
对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置为：
按照时间顺序，从所述梯度变化信号序列中查找达到脉冲干扰起始阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置作为所述脉冲起始位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查找达到脉冲干扰起始阈值的梯度变化信号在梯度变化序列中的位置作为所述脉冲起始位置为：
当查找到所述梯度变化信号大于正阈值或者小于负阈值时，所述梯度变化信号在梯度变化序列中的位置为所述脉冲起始位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查找达到所述脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，将该位置的下一个位置作为所述脉冲结束位置，包括：
查找大于正阈值或小于负阈值、且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置以及该位置的下一个位置，在所述主轴摆度信号序列中查找所述下一个位置对应的主轴摆度信号，计算该主轴摆度信号与所述脉冲起始位置对应的主轴摆度信号之间的振动位移量变化量，当所述振动位移量变化量小于预设变化量阈值时，所述下一个位置为所述脉冲结束位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，包括：
确定所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的第一主轴摆度信号；
确定从所述脉冲起始位置向前的预定数量的第二主轴摆度信号；
确定从所述脉冲结束位置向后的预定数量的第三主轴摆度信号；
根据所述第二主轴摆度信号和第三主轴摆度信号，对第一主轴摆度信号进行修正处理。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，对主轴摆度信号进行滤波处理为：
采用多项式拟合和插值方法对所述主轴摆度信号进行滤波处理；
或者，当所述脉冲起始位置与所述脉冲结束位置相差为2时，采用线性插值方法对所述主轴摆度信号进行滤波处理。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列为：
计算相邻采样点的主轴摆度信号的差值除以对应采样间隔所得的值，作为梯度变化信号。
8.一种水电机组主轴摆度信号处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取主轴摆度信号序列；
梯度序列确定模块，用于根据所述主轴摆度信号序列中相邻采样点的主轴摆度信号，确定梯度变化信号序列；
脉冲位置确定模块，用于从所述梯度变化信号序列中查找满足预设脉冲干扰条件的脉冲起始位置和脉冲结束位置；其中，查找所述脉冲结束位置包括：确定所述脉冲起始位置的起始脉冲方向，从所述脉冲起始位置开始，查找达到脉冲干扰结束阈值且脉冲方向与所述起始脉冲方向相反的梯度变化信号，确定该梯度变化信号在梯度变化序列中的位置，将该位置的下一个位置作为所述脉冲结束位置；
滤波处理模块，用于对所述脉冲起始位置到脉冲结束位置之间的主轴摆度信号进行滤波处理，得到去干扰的主轴摆度信号。
CN202110915721.5A 2021-08-10 2021-08-10 一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置 Active CN113822329B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110915721.5A CN113822329B (zh) 2021-08-10 2021-08-10 一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110915721.5A CN113822329B (zh) 2021-08-10 2021-08-10 一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113822329A CN113822329A (zh) 2021-12-21
CN113822329B true CN113822329B (zh) 2023-11-03

Family

ID=78913011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110915721.5A Active CN113822329B (zh) 2021-08-10 2021-08-10 一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113822329B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108197648A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 华中科技大学 一种基于lstm深度学习模型的水电机组故障诊断方法与系统
CN110313902A (zh) * 2019-07-10 2019-10-11 四川大学 一种血容量变化脉冲信号处理方法及相关装置
CN111092442A (zh) * 2019-12-19 2020-05-01 国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂 一种基于决策树模型的水电机组多维振动区精细划分方法
CN111486910A (zh) * 2020-04-24 2020-08-04 西尼尔(南京)过程控制有限公司 一种浆液电磁流量计信号处理方法及系统
CN111681667A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 青岛科技大学 基于自适应窗口滤波和小波阈值优化的水声信号去噪方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8744336B2 (en) * 2008-08-27 2014-06-03 Qualcomm Incorporated Interference detection apparatus and method
CN105997148B (zh) * 2016-05-26 2019-01-29 飞依诺科技(苏州)有限公司 脉冲多普勒超高谱分辨率成像处理方法及处理系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108197648A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 华中科技大学 一种基于lstm深度学习模型的水电机组故障诊断方法与系统
CN110313902A (zh) * 2019-07-10 2019-10-11 四川大学 一种血容量变化脉冲信号处理方法及相关装置
CN111092442A (zh) * 2019-12-19 2020-05-01 国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂 一种基于决策树模型的水电机组多维振动区精细划分方法
CN111486910A (zh) * 2020-04-24 2020-08-04 西尼尔(南京)过程控制有限公司 一种浆液电磁流量计信号处理方法及系统
CN111681667A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 青岛科技大学 基于自适应窗口滤波和小波阈值优化的水声信号去噪方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于EMD的水电机组甩负荷主轴摆度;张飞;付婧;樊玉林;周喜军;;排灌机械工程学报(第10期);全文 *
基于轴系刚度计算分析水泵轴系的振动;李耀辉;朱双良;;排灌机械工程学报(第07期);全文 *
水电机组稳定性监测系统的可靠性设计;侯永超;中国优秀硕士学位论文全文数据库信息辑(第2期);第3章 *
水轮发电机组振动摆度测量及故障分析系统设计与实现;杨德祥;中国优秀硕士学位论文全文数据库信息辑(第6期);第5章 *
水轮发电机组振动监测软件系统的开发;张晓莉;刘晓波;;机械设计与制造(第01期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113822329A (zh) 2021-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109558295B (zh) 一种性能指标异常检测方法及装置
CN110008080B (zh) 基于时间序列的业务指标异常检测方法、装置和电子设备
JP7354160B2 (ja) エンコーダ信号サンプリング方法及び装置
JP6730169B2 (ja) 速度推定システム
CN108571997B (zh) 一种检测探头稳定接触被测点的方法和装置
CN109374953B (zh) 一种基于电压有效值序列的电压暂降波形点检测方法
CN106645780B (zh) 一种基于dsp的转速检测方法及系统
CN102043084B (zh) 一种检测避雷器阻性电流的检测方法
CN110858072A (zh) 设备运行状态的确定方法及装置
CN109307795B (zh) 波形点检测方法及装置
US8559656B2 (en) System and method for automatic microphone volume setting
US20070226602A1 (en) Measuring device and method for measuring relative phase shifts of digital signals
CN113822329B (zh) 一种水电机组主轴摆度信号处理方法及装置
CN111596379B (zh) 一种地震观测系统异常识别方法和装置
CN117168337B (zh) Ofdr应变边缘优化方法及测量方法
CN112818283B (zh) 水电机组智能振动保护方法、装置及电子设备
KR20150015200A (ko) 제로-크로싱 방식의 전원 주파수 검출장치 및 제로-크로싱 방식의 전원 주파수 검출방법
CN112750458B (zh) 一种触屏声音检测方法和装置
CN110568212B (zh) 编码器测速方法、装置、设备及介质
CN113126110A (zh) 一种声回波到达时刻检测装置及方法
CN117854541A (zh) 变压器故障检测模型训练方法、故障诊断方法及相关设备
Wu et al. A faster method for accurate spectral testing without requiring coherent sampling
CN112834774B (zh) 一种阈值自适应转速信号处理系统及其方法
CN113011096B (zh) 基于模型和数据混合驱动的电流互感器饱和波形恢复方法
CN115932711B (zh) 一种电能表计量可信度的数据处理方法、装置及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant