本發(fā)明涉及基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障的診斷方法。

背景技術(shù)：

水電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)診斷直接關(guān)系到水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行、電力質(zhì)量和電力生產(chǎn)成本等重要的經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，其社會(huì)效益巨大。隨著電站規(guī)模和監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，機(jī)組的控制和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息量越來(lái)越大，運(yùn)行操作人員對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)有效監(jiān)控、對(duì)設(shè)備故障做出迅速而準(zhǔn)確地判斷變得越來(lái)越困難，因此，研究開發(fā)智能水電機(jī)組故障診斷系統(tǒng)是非常必要的。水電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中難免發(fā)生各種各樣的異常情況，同一異常現(xiàn)象可能有不同的產(chǎn)生原因，并且出現(xiàn)的故障具有隨機(jī)性，其中許多事電站工作人員無(wú)法預(yù)先、直接檢測(cè)到的，一般要根據(jù)工作人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析來(lái)查找故障發(fā)生的原因及部位，因而有一定的主觀性和局限性。因此，為保障水電機(jī)組的正常安全運(yùn)行，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障征兆，做到“預(yù)測(cè)性檢修”防患于未然是工程界夢(mèng)寐以求的理想，也是大型電站機(jī)組檢修的發(fā)展方向。水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷是近幾年興起的一門識(shí)別機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的科學(xué)，是一個(gè)復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，涉及的專業(yè)范圍廣。及時(shí)準(zhǔn)確地診斷出水電機(jī)組的狀態(tài)和故障，對(duì)提高水電機(jī)組工作穩(wěn)定性、安全可靠性具有重大意義。傳統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)組的故障診斷主要有以下4種方法

1、基于信號(hào)處理的診斷方法

基于信號(hào)處理的診斷方法是各種診斷方法的基礎(chǔ)和前提，作為一種傳統(tǒng)的故障診斷方法，根據(jù)系統(tǒng)可測(cè)信號(hào)的特征值，如幅值、相位、頻率、方差等，以及信號(hào)之間的相關(guān)性，與故障源之間存在的某種關(guān)系，通過(guò)信號(hào)處理和特征提取，找出其與故障源之間的映射關(guān)系來(lái)進(jìn)行運(yùn)行設(shè)備的故障診斷。目前常用的信號(hào)處理方法包括時(shí)域分析法、頻域分析法、時(shí)頻域分析法等。

2、基于解析模型的診斷方法

基于解析模型的診斷方法是以控制理論為基礎(chǔ)的診斷方法。把設(shè)備看成一個(gè)具有一定輸入、輸出關(guān)系的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的輸入，輸出關(guān)系建立數(shù)學(xué)表達(dá)或解析表達(dá)模型，利用觀測(cè)器、濾波器、等價(jià)空間方程、參數(shù)模型估計(jì)與辨識(shí)等方法產(chǎn)生殘差，根據(jù)模型的殘差來(lái)判斷發(fā)生故障的可能性。水電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜的非線性時(shí)變系統(tǒng)，建立比較準(zhǔn)備的數(shù)學(xué)模型往往很難得到，這也限制了基于解析模型的診斷方法在水電機(jī)組故障診斷的應(yīng)用。目前常用的解析模型方法包括參數(shù)估計(jì)方法、狀態(tài)估計(jì)方法、等價(jià)空間方法等。

3、基于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的診斷方法

涉及研究領(lǐng)域的知識(shí)表達(dá)、處理和應(yīng)用的方法，統(tǒng)稱為基于知識(shí)的診斷方法，如故障征兆樹方法、專家系統(tǒng)方法等，他們的特點(diǎn)是將專業(yè)知識(shí)通過(guò)語(yǔ)義和框架的方式進(jìn)行表達(dá)，故障的診斷則采用推理和推理過(guò)程進(jìn)行，如產(chǎn)生式規(guī)則推理、邏輯推理、模糊知識(shí)推理等。目前常用的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的診斷方法包括符號(hào)有向圖分析方法、故障樹分析方法、專家系統(tǒng)診斷法等。

4、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的診斷方法

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法就是利用設(shè)備長(zhǎng)期積累的在線或離線的狀態(tài)數(shù)據(jù)，而不需要精確的數(shù)學(xué)解析模型，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析模式進(jìn)行識(shí)別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或支持向量機(jī)模型分類等方法，通過(guò)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)和建模，將設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和分類，最終得到系統(tǒng)可能存在的故障。目前常用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法、支持向量機(jī)診斷方法、統(tǒng)計(jì)分析診斷方法、模糊診斷方法等。

水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障是一種常見故障，會(huì)引起水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)或擺度，是一種不可避免的、非常有害的現(xiàn)象，它不但產(chǎn)生噪音，使機(jī)組各連接部件松動(dòng)，使各轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間產(chǎn)生摩擦甚至損壞，還加速結(jié)構(gòu)部件的疲勞破壞，降低機(jī)組的服役期限，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障診斷技術(shù)的缺陷：

國(guó)內(nèi)在故障診斷技術(shù)方面的研究起步較晚，二十世紀(jì)70年代末開始研究和嘗試應(yīng)用診斷技術(shù)，二十世紀(jì)90年代開始進(jìn)行智能化故障診斷的研究工作，研究方法集中在模糊邏輯法、故障樹分析法、專家系統(tǒng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，其中專家系統(tǒng)技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是應(yīng)用的熱點(diǎn)。許多監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)也開始投入使用，但大都集中在汽輪機(jī)以及其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測(cè)與故障診斷，針對(duì)水電機(jī)組的應(yīng)用很少。這主要由于水電機(jī)組轉(zhuǎn)速低，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行沒有給予足夠的重視，使得水電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的研究落后于其他(大型)旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

傳統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障診斷中，主要采用3種方法。

第一種是3次試重法，是比較常用的方法。3次試重法首先在機(jī)組空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)測(cè)量原始振動(dòng)值，然后再發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上3個(gè)半徑相同且互成120°的點(diǎn)上一次固定試重塊，每次固定好試重塊后啟動(dòng)機(jī)組到額定轉(zhuǎn)速，在機(jī)組導(dǎo)軸承所在的機(jī)架上分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的徑向振動(dòng)值，根據(jù)這4個(gè)振動(dòng)值求出配重大小及方位。

第二種是時(shí)頻分析法，采用時(shí)域分析和頻域分析相結(jié)合的方法來(lái)確定不平衡力的方向和大小。根據(jù)時(shí)域波形圖確定不平衡力的相位，由頻譜圖中的轉(zhuǎn)頻分量來(lái)確定不平衡力的大小。

第三種是影響系數(shù)法，是目前轉(zhuǎn)子系統(tǒng)常用的平衡方法，廣泛應(yīng)用在汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)以及其他各類轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，可以在多個(gè)校正面及平衡轉(zhuǎn)速下對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)平衡校正。通過(guò)測(cè)得校正面振動(dòng)值，解方程組得到平衡塊的大小和方位。

上述的三種方法，都存在一定的缺陷。其中，3次試重法最早，不需測(cè)量振動(dòng)的相位，計(jì)算公式簡(jiǎn)單，但是實(shí)際中難以準(zhǔn)確地將轉(zhuǎn)子圓周劃分為120°的等分角度，且劃分好的區(qū)域未必適合安裝配重塊；振動(dòng)數(shù)據(jù)需人觀察誤差較大，導(dǎo)致試驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)工；時(shí)域分析法在高轉(zhuǎn)速機(jī)組中，由于無(wú)法忽略轉(zhuǎn)子振動(dòng)的機(jī)械滯后角，故不能直接根據(jù)振動(dòng)波形的最高點(diǎn)確定方位，必須經(jīng)過(guò)一次試重才能確定方位；影響系數(shù)法，校正面?zhèn)€數(shù)和振動(dòng)測(cè)點(diǎn)數(shù)相同有唯一確定解，如配重面?zhèn)€數(shù)少于振動(dòng)測(cè)點(diǎn)數(shù)，將無(wú)確定解。并且影響系數(shù)法需要選擇能使振動(dòng)測(cè)點(diǎn)幅值有較大變化的部位進(jìn)行試重。大中型機(jī)組角度難以精確測(cè)量，如果位置不佳將導(dǎo)致計(jì)算誤差大，配重效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障的診斷方法，步驟包括：

1)選擇最近一次開機(jī)過(guò)程或停機(jī)過(guò)程在線記錄數(shù)據(jù)；

2)選擇90～95％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)計(jì)算得出高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

3)選擇35～45％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)計(jì)算得出低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

4)選擇65～75％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)計(jì)算得出中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

5)根據(jù)步驟2～4計(jì)算出的所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，所述低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量和所述中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量計(jì)算得出1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次；

6)在轉(zhuǎn)速30～95％的額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，逐點(diǎn)計(jì)算上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的空間相位，并計(jì)算最大相位變化量；

7)將步驟1所得出高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，步驟5所得出的1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次和步驟6所得出的最大相位變化量分別與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比較情況判斷出水輪發(fā)電機(jī)組是否發(fā)生質(zhì)量不平衡故障。

優(yōu)選方案是：通過(guò)fft計(jì)算所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，所述低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量和所述中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量。

優(yōu)選方案是：步驟7的判斷方法如下：

其中，

1)al_1x為最小的能容忍的擺度、機(jī)架振動(dòng)的1x幅值下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關(guān)國(guó)標(biāo)運(yùn)行振動(dòng)幅值，a1x為所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

2)ol_1x、oh_1x為能認(rèn)可的幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次，通常ol_1x≥1.6，oh_1x≤2.4，o1x為步驟5計(jì)算出的所述1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次；

3)δφl(shuí)_1x為能認(rèn)可的過(guò)程中最大相位變化，通常選則，δφl(shuí)_1x≤40°，δφ1x為步驟6計(jì)算出的最大相位變化量；當(dāng)同時(shí)滿足上述3個(gè)條件時(shí)，判斷水輪發(fā)電機(jī)組存在質(zhì)量不平衡故障。

優(yōu)選方案是：如果被確認(rèn)為質(zhì)量不平衡故障，那么最終的超重角方位為φ1x,而配種角則應(yīng)該是φ1x+180°。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)易于操作。使用人員無(wú)需進(jìn)行設(shè)置、選擇數(shù)據(jù)等復(fù)雜操作，采用“一鍵完成”式的軟件操作。

(2)數(shù)據(jù)選擇、計(jì)算、判定過(guò)程自動(dòng)化。所有篩選數(shù)據(jù)和根據(jù)故障或缺陷模型計(jì)算的過(guò)程、分析推理、判定的過(guò)程由計(jì)算機(jī)完成，無(wú)需操作人員中間交互操作。

(3)報(bào)告中提供明確的分析診斷結(jié)論和可能的檢修建議。

(4)以報(bào)告的形式輸出到用戶界面，而且報(bào)告可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換為word等格式。

附圖說(shuō)明

圖1為水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障特征曲線圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；

圖3為本發(fā)明自動(dòng)分析診斷報(bào)告的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

1、質(zhì)量不平衡的故障機(jī)理

一個(gè)剛性單盤子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的不平衡力是指其轉(zhuǎn)動(dòng)部分的機(jī)械不平衡力，是由旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量分布不對(duì)稱造成的不對(duì)稱離心力，它遵守下列離心力關(guān)系：

fl＝mω²e

式中fl為離心力，m為不平衡質(zhì)量，ω為旋轉(zhuǎn)角速度，e為不平衡質(zhì)量的偏心距。上式告訴我們，單純由質(zhì)量分布不對(duì)稱引起的機(jī)械不平衡力和轉(zhuǎn)速頻率的平方成比例，和不平衡質(zhì)量及不平衡質(zhì)量的位置半徑成線性關(guān)系。

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組而言，質(zhì)量不平衡是一個(gè)發(fā)電機(jī)經(jīng)常會(huì)遇見的問(wèn)題，也是最容易判定的故障。對(duì)于轉(zhuǎn)速較低的水輪發(fā)電機(jī)組而言，軸系是一個(gè)剛性軸系，可以將轉(zhuǎn)子軸系系統(tǒng)近似看作一個(gè)單盤子結(jié)構(gòu)的剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡可以用上式近似描述。由質(zhì)量不平衡引起的擺度、振動(dòng)變化與轉(zhuǎn)速的平方接近正比關(guān)系，而其變化成分的頻率必定是轉(zhuǎn)速頻率(1x)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組而言，轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡故障主要通過(guò)在靠近轉(zhuǎn)子的機(jī)組擺度測(cè)點(diǎn)(比如上導(dǎo)擺度)和機(jī)架振動(dòng)的1x分量(上機(jī)架振動(dòng)、下機(jī)架振動(dòng))的特征辨識(shí)，其特征規(guī)律如下：在機(jī)組開機(jī)升速過(guò)程、停機(jī)降速過(guò)程或變轉(zhuǎn)速試驗(yàn)中，擺度和機(jī)架振動(dòng)的1x分量隨轉(zhuǎn)速上升而變大，且1x分量與轉(zhuǎn)速接近平方關(guān)系。在上述過(guò)程中，擺度、機(jī)架振動(dòng)的1x分量相位不應(yīng)該發(fā)生突變。圖1是一個(gè)典型的機(jī)組質(zhì)量不平衡故障特征曲線：機(jī)架振動(dòng)的1x分量幅值與機(jī)組轉(zhuǎn)速接近平方關(guān)系。

2、質(zhì)量不平衡的故障特征及參數(shù)辨識(shí)算法

在實(shí)際的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)選擇機(jī)組正常的自動(dòng)開機(jī)、自動(dòng)停機(jī)過(guò)程數(shù)據(jù)、以及變轉(zhuǎn)速試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行故障辨識(shí)，在采用機(jī)組正常自動(dòng)開機(jī)、自動(dòng)停機(jī)過(guò)程數(shù)據(jù)時(shí)通常選擇30％-95％轉(zhuǎn)速下的數(shù)據(jù)，在此轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁未投入，并且導(dǎo)軸承油膜已形成，正常條件下不存在卡頓或者摩擦問(wèn)題，是判定質(zhì)量不平衡故障的最好條件。

本發(fā)明提供了基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障的診斷方法，步驟包括：

1)選擇最近一次開機(jī)過(guò)程或停機(jī)過(guò)程在線記錄數(shù)據(jù)；

2)選擇90～95％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)計(jì)算得出高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

3)選擇35～45％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)計(jì)算得出低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

4)選擇65～75％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)計(jì)算得出中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

5)根據(jù)步驟2～4計(jì)算出的所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，所述低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量和所述中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量計(jì)算得出1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次；

6)在轉(zhuǎn)速30～95％的額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，逐點(diǎn)計(jì)算上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的空間相位，并計(jì)算最大相位變化量；

7)將步驟1所得出高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，步驟5所得出的1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次和步驟6所得出的最大相位變化量分別與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比較情況判斷出水輪發(fā)電機(jī)組是否發(fā)生質(zhì)量不平衡故障。

優(yōu)選方案是：通過(guò)fft計(jì)算所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，所述低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量和所述中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量。

優(yōu)選方案是：步驟7的判斷方法如下：

其中，

1)al_1x為最小的能容忍的擺度、機(jī)架振動(dòng)的1x幅值下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關(guān)國(guó)標(biāo)運(yùn)行振動(dòng)幅值，a1x為所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

2)ol_1x、oh_1x為能認(rèn)可的幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次，通常ol_1x≥1.6，oh_1x≤2.4，o1x為步驟5計(jì)算出的所述1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次；

3)δφh_1x為能認(rèn)可的過(guò)程中最大相位變化，通常選則δφh_1x≤40°，δφ1x為步驟6計(jì)算出的最大相位變化量；

當(dāng)同時(shí)滿足上述3個(gè)條件時(shí)，判斷水輪發(fā)電機(jī)組存在質(zhì)量不平衡故障。

優(yōu)選方案是：如果被確認(rèn)為質(zhì)量不平衡故障，那么最終的超重角方位為φ1x,而配種角則應(yīng)該是φ1x+180°。

實(shí)施例

本發(fā)明提供了基于在線數(shù)據(jù)的水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量不平衡故障的診斷方法，步驟包括：

1)選擇最近一次開機(jī)過(guò)程或停機(jī)過(guò)程在線記錄數(shù)據(jù)；

2)選擇95％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)fft計(jì)算計(jì)算得出高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量a1x；

3)選擇40％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)fft計(jì)算得出低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量a1x_40；

4)選擇70％的額定轉(zhuǎn)速，無(wú)勵(lì)磁條件下原始時(shí)域波形記錄，通過(guò)fft計(jì)算得出中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量a1x_70；

5)根據(jù)步驟2～4計(jì)算出的所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量，所述低速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量和所述中速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量計(jì)算得出1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次o1x；

6)在轉(zhuǎn)速30～95％的額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，逐點(diǎn)計(jì)算上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的空間相位φ1x，并計(jì)算最大相位變化量δφ1x；

7)將步驟1所得出高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量a1x，步驟5所得出的1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次o1x和步驟6所得出的最大相位變化量δφ1x分別與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比較情況判斷出水輪發(fā)電機(jī)組是否發(fā)生質(zhì)量不平衡故障。

步驟7的判斷方法如下：

其中，

1)al_1x為最小的能容忍的擺度、機(jī)架振動(dòng)的1x幅值下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關(guān)國(guó)標(biāo)運(yùn)行振動(dòng)幅值，a1x為所述高速轉(zhuǎn)速下上機(jī)架振動(dòng)、上導(dǎo)擺動(dòng)的1x分量；

2)ol_1x、oh_1x為能認(rèn)可的幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次，通常ol_1x≥1.6，oh_1x≤2.4，o1x為步驟5計(jì)算出的所述1x幅值與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次；

3)δφh_1x為能認(rèn)可的過(guò)程中最大相位變化，通常選則δφh_1x≤40°，δφ1x為步驟6計(jì)算出的最大相位變化量；當(dāng)同時(shí)滿足上述3個(gè)條件時(shí)，判斷水輪發(fā)電機(jī)組存在質(zhì)量不平衡故障。

3)自動(dòng)分析診斷報(bào)告

a、自動(dòng)分析診斷功能是系統(tǒng)根據(jù)故障機(jī)理，自動(dòng)選取合適的數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動(dòng)分析和統(tǒng)計(jì)判斷，并給出分析評(píng)價(jià)診斷結(jié)果。整個(gè)分析過(guò)程系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成而無(wú)需人工操作。

報(bào)告的生成流程基本流程如圖3所示，除選擇啟動(dòng)報(bào)告需要人為選定之外,其他環(huán)節(jié)全部由系統(tǒng)的綜合分析診斷軟件自動(dòng)完成。

b、自動(dòng)分析診斷技術(shù)路線

機(jī)組在停機(jī)過(guò)程中，導(dǎo)葉完全關(guān)閉，勵(lì)磁開關(guān)斷開且轉(zhuǎn)速還沒有明顯下降時(shí)的機(jī)架振動(dòng)和擺度，可認(rèn)為主要由質(zhì)量不平衡和靜態(tài)彎曲綜合引起，靜態(tài)彎曲的大小在整個(gè)停機(jī)過(guò)程中是恒定的，而質(zhì)量不平衡時(shí)隨著轉(zhuǎn)速的升高而加大的，可以通過(guò)矢量合成的方法，確定不平衡質(zhì)量對(duì)機(jī)組擺度、機(jī)架振動(dòng)影響的數(shù)值大小和超重角方位。系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用采集和存儲(chǔ)的完整停機(jī)過(guò)程的高密度數(shù)據(jù)，并自動(dòng)跟蹤檢索導(dǎo)葉完全關(guān)閉、勵(lì)磁開關(guān)斷開后的數(shù)據(jù)，通過(guò)矢量方式計(jì)算機(jī)架振動(dòng)、擺度的變化值，并計(jì)算超重角和失重角，最終給出質(zhì)量不平衡對(duì)機(jī)架振動(dòng)、擺度的影響大小及方位。通過(guò)對(duì)質(zhì)量不平衡對(duì)機(jī)架振動(dòng)的影響大小評(píng)定是否存在質(zhì)量不平衡。

c、最終分析診斷結(jié)論形式及內(nèi)容

以自動(dòng)分析診斷報(bào)告的形式輸出。

報(bào)告的內(nèi)容包括：

1)停機(jī)過(guò)程的機(jī)架振動(dòng)、擺度、轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁開關(guān)、勵(lì)磁電流、導(dǎo)葉開度過(guò)程曲線；

2)計(jì)算得到的質(zhì)量不平衡對(duì)各機(jī)架振動(dòng)、擺度的影響大小；

3)配重角(失重角)；

4)與轉(zhuǎn)速的相關(guān)冪次。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出。