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水轮发电机组状态监测与故障诊断系统设计与应用

作　者: 孔祥彬
导　师: 张靠社；洪镝
学　校: 西安理工大学
专　业: 水利工程
关键词: 水轮发电机组状态监测故障诊断振动传感器
分类号: TV734.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着国民经济的快速发展,我国电力工业已进入大电网、大机组、高电压、高自动化的发展阶段,对电力系统稳定性和电能质量提出了更高的要求。随着,水力机组容量的不断增加,机组对系统的稳定性影响也日益增强。因此,对水轮发电机组的状态监测和故障诊断技术提出了更高的要求。本论文设计开发了水轮发电机组状态监测与故障诊断系统,该系统成功应用在某水电厂3号机组的现场测试和诊断工作中,并给出了诊断结论,该结论对于水力发电厂的检修和运行都具有一定的实际指导意义。第一部分绪论,结合中国水电发展概况,综合性的阐述了水轮发电机组状态监测与故障诊断的重要性和实际意义,重点阐述了状态监测与故障诊断技术的研究现状与发展趋势,并对水轮发电机组状态监测与故障诊断系统的应用前景做了进一步分析。第二部分详细阐述并分析水轮发电机组状态监测的对象和具体检测内容以及故障诊断的常用方法。第三部分中重点对振动理论进行了深入的研究,并总结出机组振动故障的根源。第四部分根据系统设计的目标、原则及标准,对系统检测点布置、传感器选型与系统硬件组成做了系统的研究。包括测点布置的原则,传感器的选型原则及选型,重点介绍了振动传感器和接触式振动传感的选择。在此基础上提出了某水电厂水轮发电机组状态监测和故障诊断系统的体系结构。第五部分是将本文设计的状态监测与故障诊断系统应用到某水电厂3号机组进行状态监测,根据检测结果,对机组状态进行了分析,并给出了诊断结果。第六本分是本文的结论和水轮发电机组的状态监测和故障诊断技术的展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-19
  1.1 中国水电发展与展望  10-13
    1.1.1 中国水电开发规模不断迈上新台阶  10-11
    1.1.2 大型、巨型机组国产化水平显若提高  11-12
    1.1.3 巨型水电站建设推动了大容、远距离、高电压输电技术层攀新高峰  12
    1.1.4 中国水电发展展望  12-13
  1.2 课题研究背景  13-14
  1.3 水电机组状态监测与故障诊断的意义  14
  1.4 国内外水电机组状态监测与故障诊断技术发展现状  14-18
    1.4.1 国外发展现状  14-15
    1.4.2 国内发展现状  15-16
    1.4.3 水轮发电机组故障诊断技术研究现状与存在的问题  16-17
    1.4.4 水轮发电机组故障诊断技术发展展望  17-18
  1.5 本文的主要内容  18-19
第二章水轮发电机组状态监测和故障诊断内容  19-27
  2.1 水轮发电机组监测技术研究  19-22
    2.1.1 水轮发电机组状态监测的内容  19-22
  2.2 水轮发电机组故障诊断技术研究  22-25
    2.2.1 水轮发电机组故障诊断定义  22-23
    2.2.2 水轮发电机组故障特点  23-24
    2.2.3 水轮发电机组故障诊断方法  24-25
  2.3 本章小结  25-27
第三章水轮发电机组振动理论研究  27-33
  3.1 引言  27
  3.2 立式水轮发电机组结构及主要特点  27-28
    3.2.1 混流式水轮发电机组  27-28
    3.2.2 轴流式水轮发电机组  28
    3.2.3 可逆式水轮发电机组  28
  3.3 水轮发电机组振动机理  28-29
  3.4 水轮发电机组振动故障的根源  29-31
    3.4.1 机械方面  29
    3.4.2 水力方面  29-31
    3.4.3 电气方面  31
  3.5 水轮发电机组振动典型故障  31-32
  3.6 小结  32-33
第四章系统监测点布置、传感器选型与硬件组成  33-43
  4.1 引言  33
  4.2 系统监测点的布置  33-36
  4.3 常用传感器介绍  36-38
    4.3.1 电涡流传感器  36-37
    4.3.2 振动传感器  37
    4.3.3 压力传感器  37
    4.3.4 差压变送器  37-38
    4.3.5 平板电容式位移传感器  38
  4.4 传感器的选择  38-39
    4.4.1 传感器的选型原则  38-39
    4.4.2 振动传感器的选择  39
    4.4.3 接触式振动传感器的选型  39
  4.5 水轮发电机组状态监测与故障诊断系统组成  39-43
    4.5.1 系统设计基本原则  39-40
    4.5.2 系统体系结构  40-42
    4.5.3 系统实现的主要功能  42
    4.5.4 本章小结  42-43
第五章某水电厂3#机现场测试分析及处理  43-83
  5.1 某水电厂机组参数  43-44
  5.2 某水电厂3#机性能曲线  44-64
    5.2.1 运行稳定性曲线  44-54
    5.2.2 水力参数性能曲线  54-58
    5.2.3 瓦温性能曲线  58-61
    5.2.4 过渡过程性能曲线  61-64
    5.2.5 性能曲线小结  64
  5.3 某水电厂3#机振动评价  64-71
    5.3.1 轴径向振动运行标准曲线  65-66
    5.3.2 固定支持部件振动标准曲线  66-67
    5.3.3 被测机组运行标准  67-68
    5.3.4 被测机组实测参数及评价  68-71
  5.4 某水电厂3#机振动原因分析  71-82
    5.4.1 分析的目的和方法  71-73
    5.4.2 主要振动现象及分析描述  73-78
    5.4.3 转频成分分析  78-81
    5.4.4 振动分析与评价  81-82
  5.5 本章小结  82-83
第六章结论与展望  83-84
  6.1 结论  83
  6.2 展望  83-84
致谢  84-85
参考文献  85-87

水轮发电机组状态监测与故障诊断系统设计与应用

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