[发明专利]一种核电汽轮发电机健康状态评估方法及系统有效

专利信息
申请号: 202110009311.4 申请日: 2021-01-05
公开(公告)号: CN112834224B 公开(公告)日: 2023-05-23
发明(设计)人: 杨中卿;夏玉秋;王晓;林沛;唐志熙;徐大亮;黄立军;张圣;凌霜寒;李林;克立石 申请(专利权)人: 广东核电合营有限公司;苏州热工研究院有限公司;中国广核集团有限公司;中国广核电力股份有限公司
主分类号: G01M15/00 分类号: G01M15/00;G01R31/34;G01D21/02
代理公司: 深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙) 44314 代理人: 张亚菊;张秋红
地址: 518026 广东省深圳市福田*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 核电 汽轮发电机 健康 状态 评估 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种核电汽轮发电机健康状态评估方法,其特征在于,包括:

S1、通过本地采集端对发电机进行本地监测以同步获取若干不同检测项目对应的若干监测数据;

S2、按照预设格式封装所述若干监测数据以生成对应的通信数据并传输至处理端;

S3、通过所述处理端根据所述检测项目从所述监测数据获取与所述若干监测数据分别对应的特征值;

S31、对所述特征值进行判定,以在所述特征值正常时执行步骤S4;

S4、通过所述处理端获取所述检测项目对应的故障模式,基于所述故障模式对所述检测项目的所述特征值进行聚类分析以得到所述特征值的聚类结果以根据所述聚类结果获取所述发电机的健康状态;

在所述步骤S1中,所述通过本地采集端对发电机进行本地监测以同步获取若干不同检测项目对应的若干监测数据,包括:

获取所述发电机的绝缘过热监测数据、轴系振动监测数据、端部振动监测数据、扭系振动监测数据、轴电压监测数据、轴电流监测数据、匝间短路监测数据和局部放电监测数据;

在所述步骤S2中,所述按照预设格式封装所述若干监测数据以生成对应的通信数据并传输至处理端;包括:

依照预设顺序排列所述若干监测数据以形成数据序列,并根据所述数据序列设置预留序列以生成属性序列,根据所述属性序列和所述数据序列生成所述通信数据,所述属性序列包括根据所述数据序列的采集信息生成的周期采样点数、采样频率、采样长度和采样时间信息;

在所述步骤S4中,所述通过所述处理端获取所述检测项目对应的故障模式,基于所述故障模式对所述检测项目的所述特征值进行聚类分析以得到所述特征值的聚类结果以根据所述聚类结果获取所述发电机的健康状态,包括:

S41、获取预设时间段内的历史特征值以根据所述历史特征值进行聚类计算以得到初始聚类模型;

S42、获取故障模式对应的历史故障模式数据,基于所述初始聚类模型和分类与离群算法验证聚类结果的有效性并修正聚类结果,以得到故障模式对应的有效聚类模型;

S43、获取实时特征值,并基于所述有效聚类模型和离群检测算法获取所述实时特征值的离群度,以根据所述离群度获取所述发电机的健康状态。

2.根据权利要求1所述的核电汽轮发电机健康状态评估方法,其特征在于,在所述步骤S3中,所述通过所述处理端根据所述检测项目从所述监测数据获取与所述若干监测数据分别对应的特征值;包括:

提取所述绝缘过热监测数据中的绝缘过热电离电流峰值、绝缘过热电离电流平均值和气体成分为所述绝缘过热监测数据的特征值;

提取所述轴系振动监测数据中的、与至少一个轴系振动频率所对应的振动峰峰值和振动相位为所述轴系振动监测数据的特征值;

提取所述端部振动监测数据中的、与至少一个端部振动频率所对应的端部振动峰峰值、端部振动幅值和端部振动相位为所述端部振动监测数据的特征值;

提取所述扭系振动监测数据中的扭振频谱为所述扭系振动监测数据的特征值;

提取所述轴电压监测数据中的轴电压信号频谱为所述轴电压监测数据的特征值;

提取所述轴电流检测数据中的轴电流信号频谱为所述轴电流监测数据的特征值;

提取所述匝间短路监测数据中的磁通数值、磁通状态和槽差值为所述匝间短路监测数据的特征值;

提取所述局部放电监测数据中的放电脉冲幅度、放电脉冲数量、正放电数值和负放电数值为所述局部放电监测数据的特征值。

3.根据权利要求1所述的核电汽轮发电机健康状态评估方法,其特征在于,所述方法还包括:

在接收所述处理端的采集指令时,执行所述步骤S2。

4.根据权利要求1所述的核电汽轮发电机健康状态评估方法,其特征在于,在所述步骤S43中,所述离群检测算法为LOF离群监测算法。

5.根据权利要求1所述的核电汽轮发电机健康状态评估方法,其特征在于,在所述步骤S43中,基于所述有效聚类模块和离群检测算法获取所述实时特征值的离群度,以根据所述离群度获取所述发电机的健康状态,包括:

获取所述实时特征值的离群度,并在所述离群度超出预设阈值时,判定所述发电机异常。

6.一种核电汽轮发电机健康状态评估系统,其特征在于,包括:

获取单元,用于对发电机进行本地监测以同步获取若干不同检测项目对应的若干监测数据;

通信单元,用于按照预设格式封装所述若干监测数据以生成对应的通信数据并传输至处理端;

第一执行单元,用于通过所述处理端根据所述检测项目从所述监测数据获取与所述若干监测数据分别对应的特征值对所述特征值进行判定,以在所述特征值正常时,获取所述检测项目对应的故障模式,基于所述故障模式对所述检测项目的所述特征值进行聚类分析以得到所述特征值的聚类结果;

第二执行单元,用于根据所述聚类结果获取所述发电机的健康状态;

其中,

所述获取若干不同检测项目对应的若干监测数据,包括:获取所述发电机的绝缘过热监测数据、轴系振动监测数据、端部振动监测数据、扭系振动监测数据、轴电压监测数据、轴电流监测数据、匝间短路监测数据和局部放电监测数据;

所述按照预设格式封装所述若干监测数据以生成对应的通信数据;包括:依照预设顺序排列所述若干监测数据以形成数据序列,并根据所述数据序列设置预留序列以生成属性序列,根据所述属性序列和所述数据序列生成所述通信数据,其中,所述属性序列包括根据所述数据序列的采集信息生成的周期采样点数、采样频率、采样长度和采样时间信息;

所述第一执行单元获取聚类结果的过程包括:获取预设时间段内的历史特征值以根据所述历史特征值进行聚类计算以得到初始聚类模型;

获取故障模式对应的历史故障模式数据,基于所述初始聚类模型和分类与离群算法验证聚类结果的有效性并修正聚类结果,以得到故障模式对应的有效聚类模型;

获取实时特征值,并基于所述有效聚类模型和离群检测算法获取所述实时特征值的离群度为所述特征值的聚类结果。

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