专利名称：汽轮发电机组低频振动非稳态在线预警方法
技术领域：
本发明属于旋转机械振动状态监测与故障诊断技术领域，尤其涉及一种汽轮发电机组低频振动非稳态在线预警方法。
背景技术：
汽轮发 电机组轴系剧烈的低频振动可导致转子与定子在密封、轴瓦、叶顶等部位发生动静碰摩、轴瓦乌金脱胎，并产生大幅交变应力，其形成的力学疲劳环境有可能诱发转子裂纹，对机组安全性以及可靠性有潜在危害，必须消除和避免机组轴系低频振动故障。大型汽轮发电机组转子的低频振动故障，已经成为影响大型机组安全运行的重大问题。因此，一旦发现低频振动，应立即采取措施。产生低频振动的原因非常复杂，与机组的设计、安装、工作环境、操作运行、设备状况等很多因素有关。判断机组转子低频振动是否处于非稳态，通常由具有一定现场运行经验及专业知识技能的专业人员完成，由此带来分析结果客观性较差、分析过程耗费时间资源、人力过高等问题，并且无法做到低频振动非稳态的实时自动在线监测、分析及判别。因此，提出一种大型汽轮发电机组低频振动非稳态快速预警方法就显得十分重要。

发明内容
本发明的目的在于，提出一种汽轮发电机组低频振动非稳态在线预警方法，用以解决现有的汽轮发电机组低频振动非稳态判定过程工作效率和准确度低下的问题。为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种汽轮发电机组低频振动非稳态在线预警方法，其特征在于，所述方法包括步骤I :设定起始时刻TM、终止时刻Tn和步进长度t ；步骤2 :在时刻TM，获取该时刻低频振动幅值序列;其中，i为频率序号，i =1,2,...,1, I为设定值；步骤3 :存储该时刻低频振动幅值序列4”判断是否达到终止时刻Tn，如果已经达到终止时刻TN，则执行步骤4 ;否则，令Tm = TM+t，返回步骤2 ；步骤4 :将每个时刻存储的低频振动幅值序列4中的数据按照存储时间的先后顺序排序，同一时刻的低频振动幅值序列#中的数据按照下标i由小到大的顺序排序，得到
从起始时刻Tm到终止时刻Tm的低频振动幅值序列< 其中，_/ = 1,2,...，^^ ；步骤5 :分别计算低频振动幅值序列< 的每个频率序号i下的低频振动幅值的最大值/Zfmx和低频振动幅值序列的每个频率序号i下的低频振动幅值的参数f ;步骤6 :根据低频振动幅值序列的每个频率序号i下的低频振动幅值的最大值Mlfm和低频振动幅值序列的每个频率序号i下的低频振动幅值的参数# ,判断当前时刻汽轮发电机组轴系转子一侧的低频振动是否处于非稳态。所述步骤2包括步骤21 :采集机组转子一侧的轴相对振动信号、转子的转速信号以及键相信号；步骤22 :根据采集的信号，利用快速傅立叶变换频谱分析方法，计算该时刻从低频到高频的振动频率所对应的振动幅值序列；步骤23 :从所述振动幅值序列中，截取所有小于机组工作转速频率的振动频率所对应的振动幅值,得到该时刻低频振动幅值序列
权利要求
1.一种汽轮发电机组低频振动非稳态在线预警方法，其特征在于，所述方法包括 步骤I :设定起始时刻Tm、终止时刻Tn和步进长度t ； 步骤2 :在时刻TM，获取该时刻低频振动幅值序列I其中，i为频率序号，i =1,2,...,1, I为设定值； 步骤3 :存储该时刻低频振动幅值序列4"判断是否达到终止时刻TN，如果已经达到终止时刻TN，则执行步骤4 ;否则，令Tm = TM+t,返回步骤2 ； 步骤4 :将每个时刻存储的低频振动幅值序列<中的数据按照存储时间的先后顺序排序，同一时刻的低频振动幅值序列<中的数据按照下标i由小到大的顺序排序，得到从起始时刻Tm到终止时刻Tn的低频振动幅值序列# ;其中，J=； 步骤5 :分别计算低频振动幅值序列的每个频率序号i下的低频振动幅值的最大值μ"和低频振动幅值序列#的每个频率序号i下的低频振动幅值的参数皮； 步骤6 :根据低频振动幅值序列<的每个频率序号i下的低频振动幅值的最大值/Zn x和低频振动幅值序列的每个频率序号i下的低频振动幅值的参数，判断当前时刻汽轮发电机组轴系转子一侧的低频振动是否处于非稳态。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括 步骤21 :采集机组转子一侧的轴相对振动信号、转子的转速信号以及键相信号； 步骤22 :根据采集的信号，利用快速傅立叶变换频谱分析方法，计算该时刻从低频到高频的振动频率所对应的振动幅值序列； 步骤23 :从所述振动幅值序列中，截取所有小于机组工作转速频率的振动频率所对应的振动幅值，得到该时刻低频振动幅值序列』f淇中，i为频率序号，i = 1，2，. . .，1，I为设定值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算低频振动幅值序列^的每个频率序号i下的低频振动幅值的最大值P"利用公式Avmax =η^4;其中，i = 1，2，...，1，I 为设定值，j = l，2，...，m，m = ^^。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算低频振动幅值序列 < 的每个频率序号i下的低频振动幅值的参数g利用公式βι! = (Si + 0.5 - m(m -1) / 4)/^m{2m2 +3w—5)/72 ;其中，Si是频率序号为i的低频振动幅值序列的逆序数，i = I, 2,..., I, I为设定值，j = I, 2,..., m,m =______~￥';逆序数是指一个数据序列中逆序的总数；逆序是指在一个数据序列中，一对数的前后位置与大小顺序相反，即前面的数大于后面的数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤6具体是，当存在频率序号i下的低频振动幅值的参数爲1"大于第一设定值并且存在频率序号i下的低频振动幅值的最大值Afmax大于第二设定值/4时，则当前时刻汽轮发电机组轴系转子一侧的低频振动处于非稳态；否则，当前时刻汽轮发电机组轴系转子一侧的低频振动不处于非稳态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设定值爲t=2.32。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二设定值/4.= 2/〃》。
全文摘要
本发明公开了旋转机械振动状态监测与故障诊断技术领域中的一种汽轮发电机组低频振动非稳态在线预警方法。包括设定起始时刻、终止时刻和步进长度；从起始时刻到终止时刻，获取每个步进长度所处时刻的低频振动幅值序列，并由此得到从起始时刻到终止时刻的低频振动幅值序列；分别计算每个频率序号下的低频振动幅值的最大值和每个频率序号下的低频振动幅值的参数；根据每个频率序号下的低频振动幅值的最大值和每个频率序号下的低频振动幅值的参数，判断当前时刻汽轮发电机组轴系转子一侧的低频振动是否处于非稳态。本发明实现了转子低频振动是否处于非稳态的自动判定，提高了大型汽轮发电机组低频振动非稳态实时预警分析工作的效率和准确度。
文档编号G01H17/00GK102879084SQ20121038855
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者宋光雄 申请人:华北电力大学