CN115263644A - 一种水轮机顶盖故障智能预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水轮发电机组智能化运行维护领域，针对水轮机顶盖故障，提出一种水轮机顶盖故障智能预警方法，达到提前预判顶盖发生故障的目的。通过在水轮机水导轴承布置X、Y方向两个摆度测点，顶盖水平X、Y方向两个振动测点，顶盖垂直Z方向一个振动测点，无叶区压力脉动测点，获得水导轴承摆度、顶盖水平振动、顶盖垂直振动、顶盖无叶区压力脉动四个物理量的信号，经过智能故障预警平台分析处理，实现对顶盖故障的精准高效预警。

Description

一种水轮机顶盖故障智能预警方法

技术领域

本发明属于水力机械智能化运维领域，针对水轮机顶盖部件，特别提出一种智能化故障化预警方法。

背景技术

水力发电作为清洁能源，必将迎来比以往更大的发展空间。能否及时发现水电机组运行异常，提前预判机组故障对维护水电站、抽水蓄能电站机组安全稳定具有十分重要的意义。同时发展智能化机组故障预警，逐步实现状态检修提升水电机组运行稳定性也是水电站行业发展大势所趋。以机组结构特点为基础，基于多监测量融合的数据分析可实现机组部件的故障预警，为进一步提高水电机组智能化程度提供了有效手段。

目前，在水电机组智能运维领域，已有很多研究成果。公告号为CN202110462387.2中国专利介绍了一种水电机组运行数据趋势预警方法，包括采集水电机组运行功率数据、基于历史功率数据进行功率趋势预测、设置功率过低预警值等，该专利能够实现对运行功率的异常预警，并进行趋势预测；公告号为CN201810573391.4的发明专利公布了一种五位一体水力机械故障诊断方法，该专利通过获得水力机械的上机架、下机架、导轴承瓦、蜗壳、尾水管位置的流量、水压力、电流、振动、温度五个物理量的信号，利用D-S证据理论实现对水轮机故障的高效判断，该专利实现了基于多物理量融合概率分析实现对水力机械的故障诊断方法。

目前的水力机械故障诊断系统大多是对单个或者多个监测的物理量信号设定报警值，实现常规故障报警的功能。针对水电机组具体部件的特有故障预警的相关研究还比较少见。本申请为了实现水轮机顶盖故障预警，在深入分析顶盖具体故障的具体特征基础上，根据其征兆特点选取相关的监测物理量信号，设定故障预警整定值等步骤实现了顶盖故障预警的目标。

发明内容

为了实现水力机械的故障预警功能，本申请提出了一种水轮机顶盖故障智能预警方法，是根据水轮机顶盖故障特点，通过监测水导摆度、顶盖水平振动、顶盖垂直振动、顶盖无叶区压力脉动四个物理量信号，融合水轮机结构机理与逻辑推理学实现水轮机顶盖故障预警的目的，并能够定位具体故障类别。

本发明采取的技术方案为：

步骤一：在水导轴承处，X、Y方向上各布置一个涡流传感器测量位移，获得摆度信号；在顶盖水平X、Y方向上，垂直Z方向上各布置一个加速度传感器测量加速度，获得振动信号；在顶盖无叶区上方，布置一个压电传感器，获得顶盖无叶区压力脉动信号，将每个时间节点的监测数据编号以及并每个时间节点的数据信息上传至预警系统的数据库内；

步骤二：对水导X、Y方向摆度值各取最近30天历史数据分别求出平均值，作为水导X、Y方向摆度整定值，其中摆度整定值求取算法公式为：

其中，N表示30天内的水导摆度信号值采样次数，X_si，Y_si分别表示水导X方向摆度，水导Y方向摆度的第i次采样值，X_s,Y_s分别为水导X方向、Y方向摆度整定值；

步骤三：对X、Y方向顶盖水平振动信号加速度值各取最近30天历史数据分别求出平均值，作为顶盖水平振动信号X向、Y向整定值，顶盖水平方向振动信号加速度整定值求取算法公式为：

其中，N表示30天内的顶盖水平振动信号加速度值采样次数，X_DSi， Y_DSi分别表示顶盖水平振动信号X方向，Y方向加速度值的第i次采样值； X_DS，Y_DS分别代表顶盖水平X、Y方向振动信号加速度整定值；

步骤四：对Z方向顶盖垂直振动加速度值取最近30天历史数据求出平均值，作为顶盖垂直振动信号Z方向整定值，顶盖垂直振动信号加速度整定值求取算法公式为：

其中，N表示30天内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，Z_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，Z_Ds为顶盖垂直振动信号加速度整定值；

步骤五：对顶盖无叶区压力脉动监测值取最近30天历史数据求出平均值，顶盖压力脉动整定值求取算法公式为：

其中，N表示30天内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，P_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，P_Ds为顶盖压力脉动整定值；

步骤六：定义事件A为水导X方向、Y方向摆度值与X方向、Y方向整定值对比情况：当水导X方向摆度值连续大于X方向整定值10％以上6小时、水导Y方向摆度值连续大于Y方向整定值10％以上6小时的时候，事件A为TRUE,其余情况事件A为FALSE；

步骤七：定义事件B为顶盖水平振动X方向、Y方向加速度值与X方向、Y方向整定值对比情况：当顶盖水平振动X方向加速度值连续大于X 方向整定值10％以上6小时、顶盖水平振动Y方向加速度值连续大于Y方向整定值10％以上6小时的时候，事件B为TRUE,其余情况事件B为FALSE；

步骤八：定义事件C为顶盖垂直振动加速度值与整定值对比情况：当顶盖垂直振动加速度值连续大于垂直方向整定值10％以上6小时的时候，事件C为TRUE,其余情况事件C为FALSE；

步骤九：定义事件D为顶盖无叶区压力脉动监测值与压力脉动整定值对比情况：当顶盖无叶区压力脉动监测值大于压力脉动整定值时，事件D 为TRUE其余情况事件D为FALSE；

步骤十：当事件B为true时，发出水力不平衡力过大故障预警；当事件A与B均为true时,发出顶盖把和螺栓松动故障预警；当事件C为true 时，发出顶盖轴向刚度不足故障预警，当事件D为true时，发出顶盖动静干涉故障预警；

步骤十一：以MySQL数据库为平台，建立设备信息管理数据库保存历史故障预警信息及相关数据，将水轮机已出现的预警记录、故障记录、故障类型、维修方案进行统计分析，以不同故障发生时的属性参数作为索引识别号，存入设备管理信息数据库；

步骤十二：当发生故障预警时，利用机组停机检修时间对顶盖相关部件进行检修处理。检修处理内容包括：

当发生水力不平衡力过大故障预警时，停机检查自然补气系统是否正常工作，并检修自然补气系统；当发生顶盖把和螺栓松动故障预警时，停机检查顶盖把和螺栓是否出现松动，并对所有顶盖把和螺栓进行加固把紧；当发生顶盖轴向刚度不足故障预警时，停机检查顶盖结构是否产生损坏或磨损，并对磨损部位与易发生磨损进行焊接加固处理；当发生顶盖动静干涉故障故障预警时，停机检查转轮、导叶、抗磨板等过流部件，并对过流部件进行间隙微调整。

在上述一种水轮机顶盖故障智能预警方法中，所述步骤二中，水导X 方向、Y方向摆度整定值分别记为X_s,Y_s,则

其中，N表示一个月内的水导摆度信号值采样次数，X_si，Y_si分别表示水导X方向摆度，水导Y方向摆度的第i次采样值，X_s,Y_s分别为水导X方向、Y方向摆度整定值。

在上述一种水轮机顶盖故障智能预警方法中，所述步骤三中，顶盖水平X、Y方向振动信号加速度整定值分别记为X_DS，Y_DS,则：

其中，N表示一个月内的顶盖水平振动信号加速度值采样次数，X_DSi， Y_DSi分别表示顶盖水平振动信号X方向，Y方向加速度值的第i次采样值； X_DS，Y_DS分别代表顶盖水平X、Y方向振动信号加速度整定值。

在上述一种水轮机顶盖故障智能预警方法中，所述步骤四中，顶盖垂直振动信号加速度整定值记为Z_Ds,则：

其中，N表示一个月内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，Z_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，Z_Ds为顶盖垂直振动信号加速度值。

在上述一种水轮机顶盖故障智能预警方法中，所述步骤五中，顶盖压力脉动整定值记为P_Ds,则：

其中，N表示一个月内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，P_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，P_Ds为顶盖压力脉动整定值。

在上述一种水轮机顶盖故障智能预警方法中，所述步骤十二中，检查处理措施的内容如下：

当发生水力不平衡力过大故障预警时，停机检查自然补气系统是否正常工作，并检修自然补气系统；当发生顶盖把和螺栓松动故障预警时，停机检查顶盖把和螺栓是否出现松动，并对所有顶盖把和螺栓进行加固把紧；当发生顶盖轴向刚度不足故障预警时，停机检查顶盖结构是否产生损坏或磨损，并对磨损部位与易发生磨损进行焊接加固处理；当发生顶盖动静干涉超标故障预警时，停机检查转轮、导叶、抗磨板等过流部件，并对过流部件通过打磨，补焊等方式进行间隙微调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明测点传感器安装方法便捷、预警结果直观、准确。通过水导轴承测点、顶盖水平振动测点、顶盖垂直振动测点、压力脉动测点的监测数据，经过推理机分析，发出故障预警信号；

2.本发明采用的涡流式速度传感器，压电式加速度传感器易于现场安装，特别是适合在在大型结构上使用；

3.本发明可为水电机组智能故障运维系统提供了一套实用简捷的顶盖故障预警方法，通过本发明方法可以直观监测顶盖实时状态，能在机组运行时提供有力的量化数据，具有很好的应用前景，为水轮发电机的安全运行提供了可靠的试验方法与技术手段。

附图说明

图1为本发明测点布置图；

图2为本发明故障预警逻辑图。

图1中标记说明：1-水导轴承，2-顶盖水平振动监测位置，3-顶盖垂直振动监测位置，4-顶盖无叶区

具体实施方式

具体实施方式一：如图1和图2所示的一种水轮机顶盖故障智能预警方法包括如下步骤：

1)在水轮机水导轴承1处，X、Y方向上各布置一个涡流传感器测量位移，获得摆度信号；在顶盖水平振动监测位置2处X、Y方向上，顶盖垂直振动监测位置3处，Z方向上各布置一个加速度传感器测量加速度，获得振动信号；在顶盖无叶区4上方处，布置一个压电传感器，获得顶盖无叶区压力脉动信号；

2)对X、Y方向水导摆度值各取一个月历史数据分别求出平均值，作为水导摆度X向、Y向整定值；

3)对X、Y方向顶盖水平振动信号加速度值各取一个月历史数据分别求出平均值，作为顶盖水平振动信号X向、Y向整定值；

4)对Z方向顶盖垂直振动加速度值取一个月历史数据求出平均值，作为顶盖垂直振动信号Z向整定值；

5)对顶盖无叶区压力脉动值取一个月历史数据求出平均值，作为压力脉动整定值；

6)定义事件A为水导X向、Y向摆度值与X方向、Y方向整定值对比情况。当水导轴承X方向摆度值连续大于X方向整定值10％以上6小时且水导轴承Y向摆度值连续大于Y方向整定值10％以上6小时，事件A为TRUE, 其余情况事件A为FALSE；

7)定义事件B为顶盖水平振动X方向、Y方向加速度值与X方向、Y 方向整定值对比情况。当顶盖水平振动X方向加速度值连续大于X方向整定值10％以上6小时且顶盖水平振动Y方向加速度值连续大于Y方向整定值10％以上6小时，事件B为TRUE,其余情况事件B为FALSE；

8)定义事件C为顶盖垂直振动加速度值与整定值对比情况。当顶盖垂直振动加速度值连续大于垂直方向整定值10％以上6小时，事件C为TRUE, 其余情况事件C为FALSE；

9)定义事件D为顶盖无叶区压力脉动监测值与压力脉动整定值对比情况。当顶盖无叶区压力脉动监测值大于压力脉动整定值时，事件D为TRUE 其余情况事件D为FALSE；

10)当事件B为true时，发出水力不平衡力过大故障预警；当事件A 与B均为true时,发出顶盖把和螺栓松动故障预警；当事件C为true时，发出顶盖轴向刚度不足故障预警；当事件D为true时，发出顶盖动静干涉故障预警；

11)以MySQL数据库为平台，建立设备信息管理数据库保存历史故障预警信息及相关数据。将水轮机已出现的预警记录、故障记录、故障类型、维修方案进行统计分析，以不同故障发生时的属性参数作为索引识别号，存入设备管理信息库；

具体实施方式二：如图1和图2所示，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤2)作进一步限定，本实施方式中，所述步骤2)中水导摆度整定值的计算步骤如下：

具体的，采集获取水导X、Y方向摆度值并按每30分钟等间隔划分时间节点，则30天每个方向各1440个时间节点数据，并按时间节点由远到近编号将数据存入系统数据库中，并计算出X方向、Y方向各自整定值，计算公式为：

其中，N表示一个月内的水导轴承摆度信号值采样次数等于1440，X_si，Y_si分别表示水导轴承X方向摆度，水导轴承Y方向摆度的第i次采样值，X_s,Y_s分别为水导X方向、Y方向摆度整定值；

本实施方式引进机组水导轴承自身历史数据平均值作为故障报警整定值，通过当前机组实时监测数据与自身历史平均水平对比，可以得出机组水导轴承实时故障状态。

具体实施方式三：图1和图2所示，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤3)作进一步限定，本实施方式中，所述步骤3)中顶盖水平振动整定值的计算步骤如下：

对X、Y方向顶盖水平振动信号加速度值各取一个月历史数据分别求出平均值，作为顶盖水平振动信号X向、Y向整定值；

具体的，采集获取顶盖水平振动信号X、Y方向加速度值并按每30分钟等间隔划分时间节点，则30天每个方向各1440个时间节点数据，并按时间节点由远到近编号将数据存入系统数据库中，并计算出X方向、Y方向各自整定值，计算公式为：

其中，N表示一个月内的顶盖水平振动信号加速度值采样次数，X_DSi， Y_DSi分别表示顶盖水平振动信号X方向，Y方向加速度值的第i次采样值；X_DS，Y_DS分别代表顶盖水平X、Y方向振动信号加速度整定值；

本实施方式引进机组顶盖水平振动自身历史数据平均值作为故障报警整定值，通过当前机组实时监测数据与自身历史平均水平对比，可以得出机组顶盖水平振动水平实是否异常结果。

具体实施方式四：图1和图2所示，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤4)作进一步限定，本实施方式中，所述步骤4)中顶盖垂直振动整定值的计算步骤如下：

对Z方向顶盖垂直振动加速度值取一个月历史数据求出平均值，作为顶盖垂直振动信号Z向整定值；

具体的，采集获取顶盖垂直振动信号加速度值并按每30分钟等间隔划分时间节点，则30天每个方向各1440个时间节点数据，并按时间节点由远到近编号将数据存入系统数据库中，并计算出整定值，计算公式为：

其中，N表示一个月内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，Z_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，Z_Ds为顶盖垂直振动信号加速度整定值；

本实施方式引进机组顶盖垂直振动自身历史数据平均值作为故障报警整定值，通过当前机组实时监测数据与自身历史平均水平对比，可以得出机组顶盖垂直振动水平实是否异常结果。

具体实施方式五：图1和图2所示，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤5)作进一步限定，本实施方式中，所述步骤5)中顶盖无叶区压力脉动整定值的计算步骤如下：

具体的，采集获取顶盖无叶区压力脉动值并按每30分钟等间隔划分时间节点，则30天每个方向各1440个时间节点数据，并按时间节点由远到近编号将数据存入系统数据库中，并计算出整定值，计算公式为：

其中，N表示一个月内的顶盖压力脉动信号采样次数，P_Dsi表示顶盖压力脉动信号的第i次采样值，P_Ds为顶盖压力脉动整定值；

本实施方式引进机组顶盖垂直振动自身历史数据平均值作为故障报警整定值，通过当前机组实时监测数据与自身历史平均水平对比，可以得出机组顶盖压力脉动水平实是否异常结果。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤6)作举例说明：

具体的，例如首先默认步骤6)中事件A值为FALSE,并对水导轴承X 向摆度值近30天1440个监测值经计算得整定值向为130um，Y向摆度值近 30天1440个监测值经计算得整定值向为138um；那么接下来6小时按每 30分钟为一个时间节点实时采集机组X向、Y向摆度值，并保存至系统数据库，若X向与Y向各自的12个监测值均分别大于143um、151.8um，则将事件A设为TRUE，并保存至系统中；

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤7)作举例说明：

具体的，例如首先默认步骤7)中事件B值为FALSE,并对顶盖水平振动X方向近30天1440个监测值经计算得整定值向为130um/s²，Y方向加速度值近30天1440个监测值经计算得整定值向为138um/s²；那么接下来 6小时按每30分钟为一个时间节点实时采集机组X向、Y向振动加速度值，并保存至系统数据库，若X向与Y向各自的12个监测值均分别大于143um/s²、151.8um/s²，则将事件B设为TRUE，并保存至系统中；

具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤8)作举例说明：

具体的，例如首先默认步骤8)中事件C值为FALSE,并对顶盖垂直Z 方向近30天1440个监测值经计算得整定值向为130um/s²；那么接下来6 小时按每30分钟为一个时间节点实时采集机组Z向振动加速度值，并保存至系统数据库，若Z向的12个监测值均大于143um/s²，则将事件C设为 TRUE，并保存至系统中；

具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤9)作举例说明：

具体的，例如首先默认步骤9)中事件D值为FALSE,并对顶盖无叶区压力脉动值近30天1440个监测值经计算得整定值向为130Pa；那么接下来6小时按每30分钟为一个时间节点实时采集机组无叶区压力脉动值，并保存至系统数据库，若Z向的12个监测值均大于143Pa，则将事件D设为TRUE，并保存至系统中；

具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤10)作应用说明：

具体的，系统内置逻辑推理机程序，在操作人员指令下随时可以读取事件布尔值，当读取事件B的值为true时，发出水力不平衡力过大故障预警；当读取事件A与B的值均为true时,发出顶盖把和螺栓松动故障预警；当读取事件C的值为true时，发出顶盖轴向刚度不足故障预警；当读取事件D的值为true时，发出顶盖动静干涉故障预警；

具体实施方式十一：本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤11) 作应用说明：

具体的，建立数据库第一数据表，按时间由远到近排序，并将时间节点序列作为数据库第一列，按每三十分钟采集一次测点数据的采集频率同步存入第一数据表，第一数据表的第二列按时间节点存储水导轴承X向摆度监测值、第三列按时间节点存储水导轴承Y向摆度监测值、第四列按时间节点存储顶盖水平振动X方向监测值、第五列按时间节点存储顶盖水平振动Y方向检测值、第六列按时间节点存储顶盖垂直振动方向监测值、第七列按时间节点存储顶盖垂直振动方向监测值、第八列按时间节点存储顶盖无叶区压力脉动监测值；

具体的，建立数据库第二数据表，按时间由远到近排序，存储事件A、事件B、事件C、事件D的布尔值，第二数据表第一列为推理机启动运行时间节点，第二列为事件A的布尔值、第三列为事件B的布尔值、第四列为事件C的布尔值、第五列为事件D的布尔值；

具体的，建立数据库第三数据表，按时间由远到近排序，存储故障预警结果，值为TRUE表示发出故障预警，值为FALSE表示未发出故障预警，第三数据表第一列为推理机启动运行时间节点，第二列为水力不平衡力过大故障预警结果、第三列为顶盖把和螺栓松动故障预警结果、第四列为顶盖轴向刚度不足故障预警结果、第五列为顶盖动静干涉故障预警结果；

本实施方式通过在电站数据库中建立三张数据表，分别存储具体实施方式一中所述监测数据、事件A、B、C、D的布尔值、故障预警结果，实现了系统对水轮机顶盖故障及相关监测数据的清晰统一化管理。

Claims (6)

1.一种水轮机顶盖故障智能预警方法，其特征包括如下步骤：

步骤一：在水轮机水导轴承(1)处，X、Y方向上各布置一个涡流传感器测量位移，获得摆度信号；在顶盖水平(2)X、Y方向上，垂直(3)Z方向上各布置一个加速度传感器测量加速度，获得振动信号；在顶盖无叶区上方(4)，布置一个压电传感器，获得顶盖无叶区压力脉动信号；

步骤二：对水导轴承X、Y方向摆度值各取最近一个月历史数据分别求出平均值，作为水导轴承X、Y方向摆度整定值；

步骤三：对X、Y方向顶盖水平振动信号加速度值各取最近一个月历史数据分别求出平均值，作为顶盖水平振动信号X向、Y向整定值；

步骤四：对Z方向顶盖垂直振动加速度值取最近30天历史数据求出平均值，作为顶盖垂直振动信号Z方向整定值；

步骤五：对顶盖无叶区压力脉动监测值取最近30天历史数据求出平均值，作为压力脉动整定值；

步骤六：定义事件A为水导X方向、Y方向摆度值与X方向、Y方向整定值对比情况：当水导X方向摆度值连续大于X方向整定值10％以上6小时、水导Y方向摆度值连续大于Y方向整定值10％以上6小时的时候，事件A为TRUE,其余情况事件A为FALSE；

步骤七：定义事件B为顶盖水平振动X方向、Y方向加速度值与X方向、Y方向整定值对比情况：当顶盖水平振动X方向加速度值连续大于X方向整定值10％以上6小时、顶盖水平振动Y方向加速度值连续大于Y方向整定值10％以上6小时的时候，事件B为TRUE,其余情况事件B为FALSE；

步骤八：定义事件C为顶盖垂直振动加速度值与整定值对比情况：当顶盖垂直振动加速度值连续大于垂直方向整定值10％以上6小时的时候，事件C为TRUE,其余情况事件C为FALSE；

步骤九：定义事件D为顶盖无叶区压力脉动监测值与压力脉动整定值对比情况：当顶盖无叶区压力脉动监测值大于压力脉动整定值时，事件D为TRUE其余情况事件D为FALSE；

步骤十：当事件B为true时，发出水力不平衡力过大故障预警；当事件A与B均为true时,发出顶盖把和螺栓松动故障预警；当事件C为true时，发出顶盖轴向刚度不足故障预警；当事件D为true时，发出顶盖动静干涉故障预警；

步骤十一：以MySQL数据库为平台，建立设备信息管理数据库保存历史故障预警信息及相关数据，将水轮机已出现的预警记录、故障记录、故障类型、维修方案进行统计分析，以不同故障发生时的属性参数作为索引识别号，存入设备管理信息库；

步骤十二：当发生故障预警时，利用机组停机检修时间对顶盖相关部件进行检修处理。

2.根据权利要求1所述的一种水轮机顶盖故障智能预警方法，其特征是：所述步骤二中，水导X方向、Y方向摆度整定值分别记为X_s,Y_s,则

其中，N表示一个月内的水导摆度信号值采样次数，X_si，Y_si分别表示水导X方向摆度，水导Y方向摆度的第i次采样值，X_s,Y_s分别为水导X方向、Y方向摆度整定值。

3.根据权利要求1所述的一种水轮机顶盖故障智能预警方法，其特征是：所述步骤三中，顶盖水平X、Y方向振动信号加速度整定值分别记为X_DS，Y_DS,则：

其中，N表示一个月内的顶盖水平振动信号加速度值采样次数，X_DSi，Y_DSi分别表示顶盖水平振动信号X方向，Y方向加速度值的第i次采样值；X_DS，Y_DS分别代表顶盖水平X、Y方向振动信号加速度整定值。

4.根据权利要求1所述的一种水轮机顶盖故障智能预警方法，其特征是：所述步骤四中，顶盖垂直振动信号加速度整定值记为Z_Ds,则：

其中，N表示一个月内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，Z_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，Z_Ds为顶盖垂直振动信号加速度值。

5.根据权利要求1所述的一种水轮机顶盖故障智能预警方法，其特征是：所述步骤五中，顶盖压力脉动整定值记为P_Ds,则：

其中，N表示一个月内的顶盖垂直振动信号加速度值采样次数，P_Dsi表示顶盖垂直振动信号Z方向加速度值的第i次采样值，P_Ds为顶盖压力脉动整定值。

6.根据权利要求1所述的一种水轮机顶盖故障智能预警方法，其特征是：所述步骤十二中，检查处理措施的内容如下：

当发生水力不平衡力过大故障预警时，停机检查自然补气系统是否正常工作，并检修自然补气系统；当发生顶盖把和螺栓松动故障预警时，停机检查顶盖把和螺栓是否出现松动，并对所有顶盖把和螺栓进行加固把紧；当发生顶盖轴向刚度不足故障预警时，停机检查顶盖结构是否产生损坏或磨损，并对磨损部位与易发生磨损进行焊接加固处理；当发生顶盖动静干涉超标故障预警时，停机检查转轮、导叶、抗磨板等过流部件，并对过流部件通过打磨，补焊等方式进行间隙微调整。

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