[发明专利]汽轮发电机组转子振动反相矢量稳态性实时辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于旋转机械振动状态监测与故障诊断领域，特别涉及大型汽轮发电机组振动状态实时在线自动监测的一种汽轮发电机组转子振动反相矢量稳态性实时辨识方法。

背景技术

汽轮发电机组振动状态是机组安全运行的一项重要指标。机组运行中振动稳定性是涉及机组安全可靠运行的首要问题之一。对振动状态的监测分析不及时，可能导致机组发生局部或整体的严重故障。由于机组振动情况恶化，经常发生减负荷运行，或停机处理，或紧急强迫停机。

汽轮发电机组在工作转速下长期运行，对振动稳定性要求较高。如果汽轮发电机组转子二阶临界转速振动过大，会对工作转速下的振动状态造成较大的影响，在工作转速下存在较大的振动反相矢量。

现有的汽轮发电机组轴系转子振动反相矢量稳态性判别工作需要由具有一定现场振动故障诊断经验的专家完成，客观性较差，对专家的主观性依赖程度较高，并且无法做到振动反相矢量稳态性实时自动在线监测、分析及判别。因此，提出一种汽轮发电机组转子振动反相矢量稳态性实时辨识方法就显得十分重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽轮发电机组转子振动反相矢量稳态性实时辨识方法。

该方法基于汽轮机运行中转子的轴相对振动幅值及相位数据，结合计算机程序计算自动实现。

本发明采用的技术方案是：一种汽轮发电机组转子振动反相矢量稳态性实时辨识方法，其特征是，它包括：

(1)数据采集，实时采集机组转子两侧支持轴承附近测得的轴相对振动数据、转子的转速信号以及键相信号；

(2)反相矢量实时运算及存储，针对机组转子两侧的轴相对振动数据，利用FFT频谱分析方法，实时同步计算转子A、B两侧轴相对振动工频振动幅值a^ra、a^rb(幅值单位为μm)和相位p^ra、p^rb数据(相位单位为°)。根据转子A、B两侧轴相对振动工频振动幅值a^ra、a^rb和相位p^ra、p^rb数据，计算转子A、B两侧轴振工频振动的反相矢量其中分别为转子A、B两侧轴振工频振动矢量。存储转子两侧轴相对振动反相矢量的实部R^real、虚部R^imagi，其中FFT为快速傅立叶变换；

(3)反相矢量统计量值实时计算，根据已存储的当前时刻T₁前的转子A、B两侧轴振工频振动反相矢量的幅值S^amp数据，从T₁时刻向前截取至T₀时刻的转子A、B两侧轴振工频振动的反相矢量的实部R^real、虚部R^imagi数据，按照数据存储时间先后顺序，分别地将反相矢量的实部R^real、虚部R^imagi数据，分为m组，每组n个数据，计算反相矢量实部R^real的组内均值组内标准偏差及虚部R^imagi的组内均值组内标准偏差将上述数据分别地按照组号排成序列。

分别计算反相矢量实部R^real的组内均值序列的逆序数组内标准偏差序列的逆序数及虚部R^imagi的组内均值序列的逆序数组内标准偏差序列的逆序数其中，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；逆序数是指一个数据序列中逆序的总数。

(4)反相矢量稳态参数实时计算，根据反相矢量实部R^real的组内均值序列的逆序数组内标准偏差序列的逆序数及虚部R^imagi的组内均值序列的逆序数组内标准偏差序列的逆序数计算反相矢量的实部R^real的稳态参数以及虚部R^imagi的稳态参数

(5)轴系转子振动反相矢量稳态性判定，依据上述计算，如果反相矢量的实部R^real数据满足条件及并且反相矢量的虚部R^imagi数据满足条件及那么可以判定反相矢量具备稳态性；否则，反相矢量不具备稳态性。N_1-α/2(0，1)是概率为(1-α/2)的标准正态分布变量值，设定α/2＝2.5％，可知N_0.975(0，1)＝1.9604。。