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基于小波分析的水电机组在线监测与故障诊断的研究

关注热度:72   来源:新能源学术论文  作者:张彦宁
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【摘要】: 水电机组的振动以及其它故障是影响机组安全、稳定运行的主要因素。对机组振动、摆度、温度以及其它影响机组运行的参数的监测就显得至关重要。机组的在线监测和故障诊断也是提高水电厂运行效益和水电厂供电有效保障的主要措施。 本文首先叙述了开展水电机组的在线监测与故障诊断的意义,接着对水电机组的主要故障做了分析,分析了振动的种类和每种振动的振动特性,对各类振动的产生信号做了很深入的研究。然后对水电机组的在线监测和故障诊断系统的分类和组成部分进行了分析,提出了几种适合于水电机组故障诊断系统的诊断方法。 针对水电机组监测数据的非平稳性、故障信号具有突变性的特性,应用现代小波分析理论对机组监测和诊断系统的信号进行处理,包括信号采样、信噪分离、奇异信号的提取、分段信号的提取与分析、弱信号的提取、信号压缩。应用小波分析实现了从信号的采样到信号的压缩及分析整个信号处理过程。对信号处理的每一过程,提出了小波分析的应用步骤,并利用算法编制了一套实用的小波分析应用软件。 最后,结合一些实际机组数据和模拟信号对小波应用的几个方面,给出了分析计算的实例。说明了小波分析在水电机组的在线监测与故障诊断系统的应用中具有很大的优势和潜力。
【关键词】:水电机组 在线监测 故障诊断 小波分析
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TV737
【目录】:
  • 1. 综述8-18
  • 1.1 立题意义8-11
  • 1.2 国内外发展状况11-14
  • 1.3 基于小波变换的水电机组在线监测与故障诊断系统14-16
  • 1.4 水电机组在线监测与故障诊断系统的发展趋势16-18
  • 2. 水电机组的在线监测与故障诊断18-38
  • 2.1 水电机组的主要故障及其特点18-24
  • 2.1.1 振动18-22
  • 2.1.2 水轮机的空蚀与空化22-24
  • 2.2 水电机组在线监测24-29
  • 2.2.1 振动监测技术25-26
  • 2.2.2 发电机气隙监测技术26-27
  • 2.2.3 发电机定子绝缘监测27
  • 2.2.4 水轮机空化和气蚀监测27-28
  • 2.2.5 水轮机效率监测28
  • 2.2.6 压力脉动监测28-29
  • 2.2.7 流量监测29
  • 2.2.8 温度监测29
  • 2.3 水电机组故障诊断系统29-38
  • 3. 小波变换原理38-58
  • 3.1 预备知识38-39
  • 3.2 连续小波变换39-44
  • 3.3 离散小波变换44-48
  • 3.4 二进制小波变换48-49
  • 3.5 多分辨分析与正交小波49-54
  • 3.5.1 多分辨分析49-53
  • 3.5.2 信号的正交小波变换快速算法(Mallat算法)53-54
  • 3.6 常用小波54-58
  • 4. 小波包原理58-63
  • 4.1 小波包变换原理58-60
  • 4.2 小波包的图形表示以及小波基最优搜索60-63
  • 5. 机组故障诊断系统信号处理的小波应用63-79
  • 5.1 小波采样63-65
  • 5.2 信号去噪65-69
  • 5.3 机组异常信号突变点的检测69-70
  • 5.4 机组运行趋势的识别70-72
  • 5.5 机组监测系统的信号压缩72-74
  • 5.6 机组弱信号的提取74-75
  • 5.7 机组故障特征的提取75-77
  • 5.8 利用小波包对信号进行去噪77-79
  • 6. 小波变换在水电机组故障诊断系统中的应用程序及算例分析79-98
  • 6.1 程序79-82
  • 6.2 应用算例分析82-98
  • 6.2.1 应用小波分析进行信号去噪82-86
  • a. 算例一82-85
  • b. 算例二85-86
  • 6.2.2 分段分析及弱信号的提取86-90
  • a. 算例一87-89
  • b. 算例二89-90
  • 6.2.3 奇异点的检测90-95
  • a. 算例一91-93
  • b. 算例二93-95
  • 6.2.4 利用小波变换对机组运行进行预测95-98
  • a. 算例一95-96
  • b. 算例二96-98
  • 7. 结论98-100
  • 致谢100-101
  • 参考文献101-107
  • 附录107


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关键词: 水电机组

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