[發明專利]汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析方法

無效

• 申請號: 201110034286.1
• 申請日: 2011-02-01
• 公開（公告）號: CN102175307A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 宋光雄
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于旋轉機械振動狀態監測與故障診斷技術領域，尤其涉及一種汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析方法。

背景技術

汽輪發電機組軸系轉子的低頻振動故障機理復雜，主要表現在形成快，振動劇增，且事先無明顯征兆，對機組安全威脅大。劇烈的低頻振動可產生大幅交變應力所形成的力學疲勞環境有可能誘發轉子裂紋，并導致轉子與定子在密封、軸瓦、葉頂等部位發生動靜碰摩、軸瓦烏金脫胎。由于低頻振動機組振動情況惡化，經常發生減負荷運行，或停機處理，或緊急強迫停機，對機組安全性以及可靠性有潛在危害。對機組低頻振動狀態的監測分析不及時，可能導致機組發生局部或整體的嚴重故障。

由機組軸系產生自激振動而引起的低頻振動，其顯著的特點就是低頻振動中存在振幅顯著的低頻成份，譜陣分析是監測低頻振動的重要手段之一。對于機組低頻振動實時分析過程，能夠快速、自動、定量地進行低頻振動譜陣分析具有重要的工程意義和價值。目前，汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析工作需要由具有一定現場振動故障診斷經驗的專家通過觀察三維頻譜圖來完成，客觀性較差，對專家的主觀性依賴程度較高，并且無法做到機組轉子低頻振動譜陣實時自動在線監測、分析及判別。因此，提出一種汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析方法就顯得十分重要。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析方法，對機組軸系轉子的低頻振動進行實時自動在線監測和分析，并判別機組軸系轉子的低頻振動中是否存在振幅顯著的低頻成份，提高汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析效率和準確度。

技術方案是，一種汽輪發電機組低頻振動譜陣實時定量分析方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：設定時長T、步進長度t和序列中的數據個數n；

步驟2：實時采集發電機組轉子一側支持軸承的軸相對振動數據、轉子的轉速信號以及鍵相信號；

步驟3：利用快速傅立葉頻譜分析方法，計算得到當前時刻軸相對振動中從低頻到高頻的振動幅值序列以及振動頻率序列；

步驟4：從振動頻率序列中，截取所有小于機組工作轉速頻率的頻率，形成低頻振動頻率序列并存儲；同時，從振動幅值序列中，截取所有頻率小于機組工作轉速頻率的振幅，形成低頻振動幅值序列并存儲；其中，1＝1，2，...，n；

步驟5：判斷是否達到設定時長T，如果是，則執行步驟6；否則，增加1個步進長度，返回步驟2；

步驟6：計算每個頻率下低頻振動幅值的熵E_i和每個頻率下低頻振動幅值的變化峰度參數

步驟7：判別低頻振動中是否存在振幅顯著的低頻成份，如果存在，則將滿足條件的低頻振動頻率加入振幅顯著的低頻頻率序列中。

所述計算每個頻率下低頻振動幅值的熵E_i采用公式

Ei=Σj=1m[(Aijlfreq)2ln((Aijlfreq)2)]]]>

其中，當時，i＝1，2，L，n，j＝1，2，3，L，m，

所述計算每個頻率下低頻振動幅值的變化峰度參數采用公式