CN116838673A - 一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法包括：获取巨型水电站机组调速器中压力传感器采集的压力信息；对采集到的液压信息进行分析，选取无异常的液压信息进行故障判断；根据分析结果比较信号差值的绝对值与偏差设定值S的大小，判断系统压力信号故障。本发明提供的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法通过将3路压力信号采样值进行计算，根据两两之间的差值判断压力信号是否存在超差情况，从而准确识别信号缓变故障，提高了压力信号的可信度，故障判断依据合理，弥补了原有的单路信号越限或跳变故障判断逻辑的不足。
Description
技术领域
本发明涉及调速器液压系统技术领域，具体为一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法。
背景技术
轮发电机组调速器通过压力油来控制导叶开度，从而调节机组负荷和转速。可靠的液压系统压力信号对保证机组的安全稳定运行起着重要作用。现有的液压系统压力信号故障判断逻辑主要包括两部分：一是压力信号越限，即采集的压力信号超过预设量程的上限或下限；二是压力信号跳变，即前后数个采集周期内的压力信号差值超过设定值。这两种故障判断逻辑存在的缺点是：若某一个压力传感器采集的压力信号缓慢变化时，无法判断压力信号故障，液压系统继续使用异常的压力信号进行控制，可能会导致油泵的频繁启动、停止、加载、卸载，影响设备寿命。当压力信号偏移量较大时，可能会导致机组异常停机。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：现有的故障判断方法存在会导致油泵的频繁启动、停止、加载、卸载，影响设备寿命的优化问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，包括：
获取巨型水电站机组调速器中压力传感器采集的压力信息；
对采集到的液压信息进行分析，选取无异常的液压信息进行故障判断；
根据分析结果比较信号差值的绝对值与偏差设定值S的大小，判断系统压力信号故障。
作为本发明所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的一种优选方案，其中：所述压力传感器包括，在巨型水电站机组调速器液压系统共配置有4个压阻式压力传感器，2个压力传感器安装在调速器液压系统主供油管路上，用于采集调速器液压系统管道油压；另外2个压力传感器安装在调速器液压系统压油罐上，用于采集压油罐油压。
作为本发明所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的一种优选方案，其中：所述故障判断包括：
若4路压力信号均无越限且无跳变，判断系统压力信号超差故障时，取2路系统压力信号和1路压油罐压力信号进行计算；判断压油罐压力信号超差故障时，取2路压油罐压力信号和1路系统压力信号进行计算；
若仅有1路压力信号存在越限、跳变现象，则剔除此信号，取用余下3路压力信号进行计算；
若有2路及以上压力信号存在越限、跳变现象，则无法进行压力信号超差故障判断。
作为本发明所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的一种优选方案，其中：所述压力信号故障包括：将差值与偏差设定值S比较；将2路系统压力信号采样值分别记作P1、P2，将2路压油罐压力信号采样值分别记作P3、P4；对选取的三路压力信号两两做差：
|Pi-Pj|＝Δ
其中，i和j为选取的三路传感器且i和j不相等；Δ为比较差值的绝对值，通过选取，得到3组Δ数值。
作为本发明所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的一种优选方案，其中：所述压力信号故障还包括：
若三组Δ数值均满足小于等于偏差设定值S，则3路压力信号均正常；
若其中两组Δ数值大于等于偏差设定值S，一组Δ数值小于等于偏差设定值S，则对两组|Pi-Pj|≥S的传感器数据3路传感器出现次数为2次的压力信号进行判定，判断为本路压力信号超差；
若三组Δ数值均满足大于等于偏差设定值S，则三路压力信号均超差。
作为本发明所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的一种优选方案，其中：在所述超差故障判断时，3路压力信号均正常后，调取未被选取的传感器的压力信号，与3路正常的压力信号中随机抽取的两路信号进行重新做差并与偏差设定值比较；
若比较结果表示仍为3路压力信号均正常，则认定4路压力信号均正常；
若比较结果出现压力信号超差的情况，则调取出现超差信号的位置上两个传感器信息，发出传感器异常预警；
根据异常预警的传感器位置，调度场站内技术人员进行故障排查和故障维修，通过调度技术人员对传感器位置排查和维修后仍出现超差异常，则对未预警的压力传感器位置进行排查；同时技术人员对传感器位置的真实压力信号进行输出。
作为本发明所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的一种优选方案，其中：判断为所述故障还包括，在判断三路压力信号均超差时，调取未被选取的传感器的压力信号，与未被选取的传感器相同位置的另一个传感器信号比较；
若比较的压力信号相等，则判定所述未被选取的传感器所在位置的两个传感器无异常且另外两个传感器所在位置的传感器出现测量异常；当比较的压力信号不相等，则判定四路传感器信号均异常；发出传感器异常预警，调度技术人员对传感器位置排查和维修。
一种采用如本发明所述方法的调速器液压系统压力信号超差故障判断系统，其特征在于：
传感器：用于采集压力信息，并将压力信息传输到数据分析模块；
数据分析模块：分析压力信息的信号异常情况，对超差异常做出判断，分析出传感器异常时，发出异常预警命令；
预警模块：根据预警命令，调度技术人员支援维修。
一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明任一项所述的方法的步骤。
本发明的有益效果：本发明提供的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法通过将3路压力信号采样值进行计算，根据两两之间的差值判断压力信号是否存在超差情况，从而准确识别信号缓变故障，提高了压力信号的可信度，故障判断依据合理，弥补了原有的单路信号越限或跳变故障判断逻辑的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明第一个实施例提供的一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法的整体流程图；
图2为本发明第二个实施例提供的一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法与传统方法的对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，包括：
S1：获取巨型水电站机组调速器中压力传感器采集的压力信息。
更进一步的，巨型水电站机组调速器液压系统共配置有4个压阻式压力传感器，在测量过程中，压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，从而使传感器的电阻发生变化，并通过电子线路检测这一变化，将其转化为与压力信号对应的4-20mA电流信号。其中2个压力传感器安装在调速器液压系统主供油管路上，用于采集调速器液压系统管道油压；另外2个压力传感器安装在调速器液压系统压油罐上，用于采集压油罐油压。
S2：对采集到的液压信息进行分析，选取无异常的液压信息进行故障判断。
更进一步的，若4路压力信号均无越限且无跳变，判断系统压力信号超差故障时，取2路系统压力信号和1路压油罐压力信号进行计算；判断压油罐压力信号超差故障时，取2路压油罐压力信号和1路系统压力信号进行计算。
若仅有1路压力信号存在越限或跳变现象，则剔除此信号，取用余下3路压力信号进行计算。模拟量信号如果出现越限或跳变，则此信号已故障，采样不可信，故剔除此信号。
若有2路及以上压力信号存在越限或跳变现象，则无法进行压力信号超差故障判断。要知道的是，如果有两路模拟量信号有越限或跳变故障，那么这两路模拟量信号已经故障了，采样值不可信，不能参与后续的故障判断。仅剩另外两路信号，两路信号之间只能计算一个差值，当两个信号间差值过大时，无法判断到底是哪一路信号有问题，或者两路信号都有问题。
更进一步的，将2路系统压力信号采样值分别记作P1、P2，将2路压油罐压力信号采样值分别记作P3、P4。
更进一步的，对选取的三路压力信号两两做差：
|Pi-Pj|＝Δ
其中，i和j为选取的三路传感器且i和j不相等；Δ为比较差值的绝对值，通过选取，得到3组Δ数值。
S3：根据分析结果比较信号差值的绝对值与偏差设定值S的大小，判断系统压力信号故障。
压力信号故障还包括：若三组Δ数值均满足小于等于偏差设定值S，则3路压力信号均正常；若其中两组Δ数值大于等于偏差设定值S，一组Δ数值小于等于偏差设定值S，则对两组|Pi-Pj|≥S的传感器数据3路传感器出现次数为2次的压力信号进行判定，判断为本路压力信号超差；若三组Δ数值均满足大于等于偏差设定值S，则三路压力信号均超差。
4路压力信号均无越限且无跳变时，以判断系统压力信号超差故障为例进行说明。
取P1、P2、P3进行计算。分别计算3路压力信号两两之间的差值的绝对值，比较差值的绝对值与偏差设定值S的大小。
若|P1-P2|≤S、|P1-P3|≤S、|P2-P3|≤S，则3路压力信号均正常；
若|P1-P2|≥S、|P1-P3|≥S、|P2-P3|≤S，则第一路压力信号超差；
若|P1-P2|≥S、|P1-P3|≤S、|P2-P3|≥S，则第二路压力信号超差；
若|P1-P2|≤S、|P1-P3|≥S、|P2-P3|≥S，则第三路压力信号超差；
若|P1-P2|≥S、|P1-P3|≥S、|P2-P3|≥S，则三路压力信号均超差。
仅有1路压力信号越限或跳变时，取余下3路压力信号进行计算，判断逻辑同上。
在超差故障判断时，3路压力信号均正常后，调取未被选取的传感器的压力信号，与3路正常的压力信号中随机抽取的两路信号进行重新做差并与偏差设定值比较；若比较结果表示仍为3路压力信号均正常，则认定4路压力信号均正常；若比较结果出现压力信号超差的情况，则调取出现超差信号的位置上两个传感器信息，发出传感器异常预警；根据异常预警的传感器位置，调度场站内技术人员进行故障排查和故障维修，通过调度技术人员对传感器位置排查和维修后仍出现超差异常，则对未预警的压力传感器位置进行排查；同时技术人员对传感器位置的真实压力信号进行输出。
应该说的是，假设原本第1、2、3路压力信号都正常，那么此时调取第4路信号，与第1、2、3中任意两路(此处选第1、2路信号)，重新做差对比。若对比结果为第4路信号超差异常，那么说明第3第4路信号不一致，那么就意味着压油罐位置的传感器出现了故障，就需要调度技术人员对压油罐部分的压力传感器进行维修。
判断为所述故障还包括，在判断三路压力信号均超差时，调取未被选取的传感器的压力信号，与未被选取的传感器相同位置的传感器信号比较；若比较的压力信号相等，则判定所述未被选取的传感器所在位置的两个传感器无异常且另外两个传感器所在位置的传感器出现测量异常；当比较的压力信号不相等，则判定四路传感器信号均异常；发出传感器异常预警，调度技术人员对传感器位置排查和维修。
要知道的是，三路压力信号均超差，可能表明有一路信号是正常的，其他两路信号是异常的，也可能是三路信号都为异常。那么，假设现在有一路信号是正常的，两路信号不正常(第1、2路异常，第3路正常)，通过调取第4路传感器，比较第3第4路传感器信号，若压力信号相同，说明这个传感器测出的数值是正确的，那么就一定是另外两个传感器所在位置(第1、2路传感器所在位置为“调速器液压系统主供油管路”)的传感器出现测量异常，如果不相等那就不能确定到底有没有测量准确的信号，此时直接判定都故障，这样能够对所有传感器进行排查。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器、磁变存储器、铁电存储器、相变存储器、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器或动态随机存取存储器等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。
本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
实施例2
参照图2，为本发明的一个实施例，提供了一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。
首先，图2为本发明与传统方法的效果对比，图中本发明的年限数值表示：本发明的使用年限/标准设备使用年限；本发明的启停次数表示：本发明的启停次数/标准设备启停次数；传统方法的年限数值表示：传统方法的使用年限/标准设备使用年限；传统方法的启停次数表示：传统方法的启停次数/标准设备启停次数。能够看出通过使用本发明能够对设备的启动和停止不会过度操作，从而延长设备的使用寿命，使资产的折旧年限得到延长。
通过表1能够看出，通过本发明与传统方法的对比。本发明在3个时间段识别异常时的准确率和反应的平均时间上都明显优于传统方法。
表1识别异常时的准确率和反应时间对比
本发明不光在准确率上明显高于传统方法，而且本发明的反应平均时间也远远低于传统发明，且反应时间较为稳定。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于，包括：
获取巨型水电站机组调速器中压力传感器采集的压力信息；
对采集到的液压信息进行分析，选取无异常的液压信息进行故障判断；
根据分析结果比较信号差值的绝对值与偏差设定值S的大小，判断系统压力信号故障。
2.如权利要求1所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于：所述压力传感器包括，在巨型水电站机组调速器液压系统共配置有4个压阻式压力传感器，2个压力传感器安装在调速器液压系统主供油管路上，用于采集调速器液压系统管道油压；另外2个压力传感器安装在调速器液压系统压油罐上，用于采集压油罐油压。
3.如权利要求2所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于：所述故障判断包括：
若4路压力信号均无越限且无跳变，判断系统压力信号超差故障时，取2路系统压力信号和1路压油罐压力信号进行计算；判断压油罐压力信号超差故障时，取2路压油罐压力信号和1路系统压力信号进行计算；
若仅有1路压力信号存在越限、跳变现象，则剔除此信号，取用余下3路压力信号进行计算；
若有2路及以上压力信号存在越限、跳变现象，则无法进行压力信号超差故障判断。
4.如权利要求3所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于：所述压力信号故障包括：将差值与偏差设定值S比较；将2路系统压力信号采样值分别记作P1、P2，将2路压油罐压力信号采样值分别记作P3、P4；对选取的三路压力信号两两做差：
|Pi-Pj|＝Δ
其中，i和j为选取的三路传感器且i和j不相等；Δ为比较差值的绝对值，通过选取，得到3组Δ数值。
5.如权利要求4所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于：所述压力信号故障还包括：
若三组Δ数值均满足小于等于偏差设定值S，则3路压力信号均正常；
若其中两组Δ数值大于等于偏差设定值S，一组Δ数值小于等于偏差设定值S，则对两组|Pi-Pj|≥S的传感器数据3路传感器出现次数为2次的压力信号进行判定，判断为本路压力信号超差；
若三组Δ数值均满足大于等于偏差设定值S，则三路压力信号均超差。
6.如权利要求5所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于：在所述超差故障判断时，3路压力信号均正常后，调取未被选取的传感器的压力信号，与3路正常的压力信号中随机抽取的两路信号进行重新做差并与偏差设定值比较；
若比较结果表示仍为3路压力信号均正常，则认定4路压力信号均正常；
若比较结果出现压力信号超差的情况，则调取出现超差信号的位置上两个传感器信息，发出传感器异常预警；
根据异常预警的传感器位置，调度场站内技术人员进行故障排查和故障维修，通过调度技术人员对传感器位置排查和维修后仍出现超差异常，则对未预警的压力传感器位置进行排查；同时技术人员对传感器位置的真实压力信号进行输出。
7.如权利要求6所述的调速器液压系统压力信号超差故障判断方法，其特征在于：判断为所述故障还包括，在判断三路压力信号均超差时，调取未被选取的传感器的压力信号，与被选取的传感器相同位置的另一个传感器信号比较；
若比较的压力信号相等，则判定所述未被选取的传感器所在位置的两个传感器无异常且另外两个传感器所在位置的传感器出现测量异常；当比较的压力信号不相等，则判定四路传感器信号均异常；发出传感器异常预警，调度技术人员对传感器位置排查和维修。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的调速器液压系统压力信号超差故障判断系统，其特征在于：
传感器：用于采集压力信息，并将压力信息传输到数据分析模块；
数据分析模块：分析压力信息的信号异常情况，对超差异常做出判断，分析出传感器异常时，发出异常预警命令；
预警模块：根据预警命令，调度技术人员支援维修。
9.一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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2023
- 2023-06-20 CN CN202310730543.8A patent/CN116838673A/zh active Pending
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