基于数据驱动的汽轮发电机组非线性振动故障诊断技术研究进展

汽轮发电机组的精准、快速地故障诊断对提高其安全性、经济性具有重要意义。随着汽轮发电机组运行数据的积累与数据驱动技术的发展，基于数据驱动的汽轮发电机组非线性振动故障诊断技术成为了该领域内的研究重点。首先统计了汽轮发电机组振动故障的概率分布，阐述了主要的非线性振动故障机理；其次综述了振动故障的非线性特征提取技术、基于数据驱动的非线性振动故障诊断方法的研究进展；最后展望了汽轮发电机组非线性振动故障诊断技术的发展方向：将虚拟现实、数字孪生、人工智能、数据挖掘深度融合，实现汽轮发电机组非线性振动故障诊断。     

汽轮发电机组振动故障诊断数据库管理系统

随着监测一故障诊断系统在汽轮发电机组中的广泛应用，大量的振动信息需要数据库管理系统进行处理、分类和排序，然后提取振动特征值，供故障诊断系统进行分析和诊断，以便及早发现故障根源，将故障消除在萌芽状态。基于FoxPro 2．5 for Windows数据库管理系统的开发工具．开发了汽轮发电机组振动故障诊断数据库系统．实现了动态数据交换(DDE)；快速进行维护和检索；趋势分析；升降速幅频特性图(波特图)；报表打印等等。该未统的实现为汽轮发电机组转子的科学管理和故障诊断系统的应用奠定了基础。     

汽轮发电机组故障智能诊断方法研究

该文针对汽轮发电机组故障特点，研究了用于故障智能诊断的神经网络结构，对传统的BP神经网络进行了改进，提出了神经网络的逐层优化法，优化后的神经网络更加适用于故障诊断。通过对汽轮发电机组常见故障的分析，提出了适用于汽轮机故障诊断的原因-征兆表，在此基础上对某热电厂的汽轮发电机组故障进行了诊断，诊断结果表明，该方法能够正确地诊断出存在的故障，具有实用价值。     

汽轮机低压转子振动故障分析

汽轮机低压转子振动故障是影响汽轮发电机组安全稳定运行的主要原因之一.根据多台汽轮发电机组振动故障的测试处理实践,结合低压系统的结构特点,总结分析了低压转子振动故障的原因;针对故障类别,提出了相应的对策,有利于准确及时地判断故障和防止事故进一步扩大.     

25MW抽汽机组状态监测和故障处理

汽轮发电机组的工作状况可以通过对各种运行参数的变化进行监测，而振动测量又是最基本的、故障信息量最大、也较难解决的问题。通过现场试验分析，找出了25MW抽汽式汽轮发电机组的故障原因，并在检修中进行了有效处理。     

汽轮发电机组油膜振荡故障的分析诊断与处理

汽轮发电机组轴系失稳是关系到设备安全运行的重要振动故障。介绍了一台汽轮发电机组典型油膜振荡振动故障的分析处理过程。给出了振动特征、分析方法、处理措施,为现场类似故障的分析处理提供参考。     

汽轮发电机组轴承油膜劣化故障研究及工程实践

分析了汽轮发电机组轴承油膜劣化后对轴系动特性和静特性参数的影响,提出了汽轮发电机组轴承油膜劣化故障的原因和特征,并介绍了各种油膜故障的实际工程案例。轴承温度、轴振动和顶轴油压力表示数是油膜状态的直接反映,可以利用这些参数对油膜故障进行诊断。     

300MW大型发电机组保护出口方式的分析探讨

大型汽轮发电机组由于造价昂贵，如果发生故障，不仅机组本身受到损坏，而且对系统产生严重的影响，这些都要带来很大的社会及经济损失。为此，当发电机组发生故障时，其保护不但要能迅速地将故障切除，而且应当能够保证故障切除后，不会引起汽轮机超速。这样就对发电机组保护的出口方式提出了新的要求。本文将对此进行分析探讨，并提出了确实可行的改进措施。     

大型汽轮发电机组轴系扭振仿真与分析

基于场路耦合方法，对大型汽轮发电机组轴系扭振进行了仿真与分析，考虑了动态饱和特性和转子本体涡流特性的影响。对一台６００ＭＷ汽轮发电机组在单机无限大系统中，由于突然短路故障，非同期并网以及重合闸管电力系统扰动引起的轴系扭振进行了仿真计算，结果令人满意。     

小波分析在汽轮机振动故障诊断中的应用研究

针对常见的汽轮发电机组频率突变的振动故障,采用傅立叶变换和小波变换对同一汽轮发电机组振动信号进行傅立叶变换和小波分解。结果表明傅立叶变换无法检测出信号的瞬态变化,只适用于分析平稳信号;而小波分析可以有效的提取信号的瞬态变化特征,能准确的检测出信号的奇异点位置,利用小波分析有利于提取汽轮发电机组振动信号的故障特征。此外,对汽轮发电机组的混合信号进行小波分解,可以将信号有效的分离,为确定故障种类提供了依据。     

基于四端网络法的扭振监测与分析仪研制

简要论述了汽轮发电机组轴系扭振监测研究及扭振仪现状,阐明了四端网络法的基本原理和该算法的优点,并对应用广泛的用于测量旋转轴扭振的时间脉冲法进行了概要说明.基于四端网络模型和时间脉冲法,文中详细介绍了本扭振监测与分析仪的系统结构和系统功能.该分析仪集扭振数据采集与分析于一体,实时监测扭振状况,并对扭振故障进行在线分析,将对汽轮发电机组安全运行带来短期的和长期的利益.     

电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振响应

电网故障引起的电磁转矩波动易造成风电机组轴系扭振疲劳损耗,严重时会造成轴系故障,有必要研究不同类型电网故障下风电机组传动链扭振响应及其对关键部件的影响。首先,采用集中质量法,考虑叶片柔性建立了风电机组传动链四质量块模型,基于小信号模型,采用模态分析法对风电机组传动链扭振特性进行分析。其次,为了表征不同故障类型对风电机组传动链轴系扭振的影响,在双馈发电机电磁暂态模型的基础上,推导了电网对称与不对称故障下电磁转矩表达式。最后,基于四质量块传动链模型,仿真分析了单相、两相和三相接地电网故障对机组传动链扭振响应的影响。结果表明,不同类型电网故障会影响不同传动链扭振频率及其不同关键部件;三相接地电网故障引起的传动链扭振幅值大,齿轮箱和发电机转子间轴上传递转矩可以较全面反映扭振响应频率;与传动链其他部件相比,发电机转子受到电网故障影响更大。     

双馈式风电机组机网扭振的建模与仿真

建立了双馈式风力机组机网扭振的小信号分析模型,包括风力机的机械旋转系统模型、发电机模型、控制模型及电网模型.其中机械旋转系统包括风力机的桨叶、高速轴、齿轮箱、低速轴和发电机转子,等效为三个集中质量块-弹簧模型;发电机、电网及控制模型均在 dq 坐标系下建立.推导了整个模型的状态方程.在电磁暂态仿真软件 EMTP 中建立...     

定桨恒频风电机组机网扭振的建模与机理

报告了风力机组机网扭振问题的研究现状,指出了研究并网大型风力机组机网扭振问题的必要性。针对定桨恒频双速异步风力发电机,建立了研究风力发电机和电网之间扭振相互作用的统一机电动态模型:利用有限元分析法对风机叶片进行了建模,将风力机机械部分(包括叶片、低速轴、齿轮箱、高速轴、转子组成的旋转系统)等效为柔性连接的三质量块模型,计算了机械旋转系统的固有频率;对电气部分(包括发电机定子和电网)在dq0坐标系下进行了建模。在电磁暂态仿真软件中了建立了仿真模型,通过在输电线路始端设置三相接地短路故障,激发了风力发电机的机网扭振现象。对扭振曲线进行频域分析,发现了扭振频率与计算得出的机械旋转系统固有频率相吻合,验证了模型的准确性。     

风力发电机组轴系扭振模式稳定性分析

针对带串联补偿装置的并网双馈风力发电机组轴系扭振模式的稳定性,搭建了风力发电机轴系的三质量块等效模型,用小扰动法分析了轴系不同质块间的扭振模式。基于矩阵束算法辨识串联补偿度对风电场发电机组轴系扭转模式稳定性的影响,分析表明在故障情况机组轴系可能发生暂态扭矩放大。在PSCAD/EMTDC中搭建了某实际风电场中风力机轴系和发电机电磁暂态模型以及电网其它部分模型。仿真结果表明:电网故障会引发轴时系扭振模式不稳定现象,同时验证了串联补偿影响轴系扭振模式的稳定性。     

汽轮发电机组轴系扭振多指标非线性协调控制

为减少机电扰动对汽轮发电机组轴系扭振的影响,在单机无穷大系统中,建立了汽轮发电机组轴系、励磁和调速的六阶非线性状态空间数学模型。基于反馈精确线性化理论,设计了发电机组励磁和调速的多指标非线性协调控制(MINC)策略。同时与线性最优控制(LOC)方法做对比,仿真表明:采用MINC方法,当系统受到短路故障,调功和调压扰动时,不仅能更好地抑制汽轮机和发电机之间功角位移偏差的振荡,减少轴系扭振事故的发生,还可以兼顾各状态量的动、静态性能,提高电力系统稳定运行水平。     

基于联合仿真的风电机组低电压穿越传动链扭振抑制研究

针对双馈风电机组传动链电网故障过程中可能存在的扭振问题,采用弹簧阻尼质量建模方法,建立了能够反映柔性特性的传动链模型,得出了其自然振荡频率与阻尼系统解析表达式,揭示了柔性传动链的欠阻尼系统本质。通过故障期间发电机电磁转矩特性分析,说明了通过发电机电磁转矩突变量与高频脉动控制减弱传动链机械扭振的不可行性。在此基础上,提出了电网故障期间传动链的虚拟变阻尼控制策略,通过发电机附加转矩控制等效增大传动链阻尼,抑制了电网故障期间传动链的扭振。通过风电机组Bladed+Matlab联合仿真模型仿真分析,证明了理论分析与虚拟变阻尼扭振抑制策略的有效性。     

大型风电场机网扭振分析与抑制研究

风能作为可再生型和环境友好型能源,风力发电技术已经迅速在全世界范围内到了发展。随着风电的快速发展,大型风电场并网安全问题也越来越受到关注。主要针对由变速恒频风电机组组成的大型风电场,研究其并入在含有串联补偿线路的电网后,在严重电网故障情况下机网扭振情况。扭振现象对于风电机组的零部件和电网安全稳定运行构成严重的威胁。建立建立风力机的四质量块模型和感应发电机数学模型,采用等值机形式,构建了9 MW的大型风电场。首先验证了在三相短路故障情况下,大型并网风电场中存在机网扭振现象。然后,通过改进传统的串联补偿环节,提出了利用晶闸管控制的可控串联补偿装器（TCSC）对机网扭振进行抑制。利用Matlab软件仿真进行实时仿真,并且进行了频谱分析,结果验证了可控串联补偿器可以减少机网扭振。     

基于虚拟仪器技术的汽轮发电机组扭振测试系统

利用虚拟仪器技术设计和构建了扭振信号采集和分析系统的框架,开发了一种能有效测量和分析扭振的汽轮发电机组扭振测试系统。采用PXI数据采集系统实现了系统的硬件,采用LabVIEW图形化编程语言编制了系统的软件。系统利用汽轮发电机组机端的转速信号,使用零相位数字滤波器直接从转速信号中提取扭振分量。从扭振分量中分离出扭振模态并分析它们的特性。系统已多次应用于电厂的实际调试,实测数据分析显示,该扭振测试系统灵活易用,能满足实际应用的需求。     

汽轮发电机组轴系扭振的激光测试技术

介绍了一种先进的激光扭振测试技术。简要地介绍了激光扭振测试技术的原理、特点及在实验室的实际应用情况。指出激光扭振测试技术具有宽广的转速适测范围、非接触、全自动、测量精度高和测量方便等优点,应用时不需要改动待测轴系,安全性好、适用面广。该技术在监测汽轮发电机组轴系的扭振、测量机组轴系扭振固有频率、提高机组运行的安全性等方面有良好的应用前景。