专利名称：汽轮发电机组低频振动与润滑油温相关性实时分析方法
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，尤其涉及一种汽轮发电机组 低频振动与润滑油温相关性实时分析方法。
背景技术：
汽轮发电机组径向滑动轴承作为汽轮发电机组转子的支承部件，承受着转子本身 的重量及其所产生的各种激振力，其润滑油温度参数直接影响径向滑动轴承的工作性能。 受温度影响的润滑油黏度影响轴颈在轴承中的工作状况；在其他条件相同的情况下，轴承 润滑油温度提高，油黏度降低，促进轴颈的偏心率增大，提高转子运动的稳定性，可以使低 频振动减小。在电站现场，经常用改变油温的方法试验分析机组存在的低频振动是否与轴 承润滑油温度相关，从而判断低频振动与油膜失稳故障的关联性。汽轮发电机组轴系转子低频振动与轴承润滑油温度的相关性分析工作，通常由具 有一定现场运行经验的专业人员完成，由此带来分析结果客观性较差、对人员的主观性依 赖程度较高等问题，并且无法做到转子低频振动与轴承润滑油温度相关性的实时自动在线 监测、分析及判别。因此，提出一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温相关性实时分析方法 就显得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温相关性实时分析 方法，利用汽轮发电机组运行中转子轴相对振动数据与轴承润滑油温度数据，实时自动在 线监测并诊断低频振动与润滑油温的相关性，为汽轮发电机组的安全运行提供保障。技术方案是，一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析方法，其 特征是包括下列步骤步骤1 设定时长T和步进的长度t ；步骤2 利用高速振动数据采集卡实时采集汽轮发电机组转子一侧支持轴承的轴 相对振动数据、转子的转速信号以及键相信号；利用数据采集卡采集汽轮发电机组转子同 侧支持轴承的润滑油温度数值；步骤3 每隔一个步进的长度t，根据每一采集时刻的振动频率计算当前时刻的低 频振动幅值熵并进行存储；同时，存储当前时刻采集的汽轮发电机组转子同侧支持轴承的 润滑油温度数值；步骤4 当到达设定时长T时，计算转子轴承润滑油温度的递增趋势参数和低频振 动幅值熵的递减趋势参数；步骤5 根据转子轴承润滑油温度的递增趋势参数和低频振动幅值熵的递减趋势 参数，判定低频振动与润滑油温度的相关性。所述根据每一采集时刻的振动频率计算当前时刻的低频振动幅值熵具体包括步骤101 利用快速傅立叶变换频谱分析方法，计算每一采集时刻从低频到高频
4的振动频率所对应的振动幅值序列；步骤102 在振动幅值序列中，截取所有的小于机组工作转速频率的振动频率所 对应的振动幅值，得到最终振动幅值序列；步骤103 利用公式Ε =严)2)]计算当前时刻的低频振动幅值熵；
权利要求
1.一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析方法，其特征是包括下列 步骤步骤1 设定时长T和步进的长度t ；步骤2 利用高速振动数据采集卡实时采集汽轮发电机组转子一侧支持轴承的轴相对 振动数据、转子的转速信号以及键相信号；利用数据采集卡采集汽轮发电机组转子同侧支 持轴承的润滑油温度数值；步骤3 每隔一个步进的长度t，根据每一采集时刻的振动频率计算当前时刻的低频振 动幅值熵并进行存储；同时，存储当前时刻采集的汽轮发电机组转子同侧支持轴承的润滑 油温度数值；步骤4 当到达设定时长T时，计算转子轴承润滑油温度的递增趋势参数和低频振动幅 值熵的递减趋势参数；步骤5 根据转子轴承润滑油温度的递增趋势参数和低频振动幅值熵的递减趋势参 数，判定低频振动与润滑油温度的相关性。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述根据每一采集时刻的振动频率计算当前时刻的低频振动幅值熵具体包 括步骤101 利用快速傅立叶变换频谱分析方法，计算每一采集时刻从低频到高频的振 动频率所对应的振动幅值序列；步骤102 在振动幅值序列中，截取所有的小于机组工作转速频率的振动频率所对应 的振动幅值，得到最终振动幅值序列；步骤103 利用公式五
3.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述计算转子轴承润滑油温度的递增趋势参数具体包括步骤201 将每一个步进的长度t时刻的润滑油温度数值按照存储时间先后顺序排序，得到轴承润滑油温度数据序列
4.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述低频振动幅值熵的递减趋势参数具体包括步骤301 将每一个步进的长度t时刻的低频振动幅值熵按照数据存储时间先后顺序排序，得到低频振动幅值熵数据序列Ei,其中B Kf ； 步骤302 低频振动幅值熵数据序列Ei的逆序数Re ；步骤303 利用公式ΔΕ = RE/Rfull计算低频振动幅值熵的递减趋势参数ΔΕ，其中，Rfull 是低频振动幅值熵数据序列的逆序数最大值，Rfull = m(m-1) /2，m = f。
5.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述设定时长T = 200秒。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述步进的长度t = 1秒。
7.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述判定低频振动与润滑油温的相关性具体是，如果转子轴承润滑油温度 递增趋势参数严大于等于第一设定阈值D1，并且低频振动幅值熵的递减趋势参数ΔΕ大于 等于第二设定阈值D2，则判定轴承润滑油温度升高与低频振动减弱的相关性明显；否则，判 定轴承润滑油温度升高与低频振动减弱的相关性不明显。
8.根据权利要求7所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述第一设定阈值D1 = 0.6。
9.根据权利要求7所述的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温度相关性实时分析 方法，其特征是所述第二设定阈值A = 0. 6。
全文摘要
本发明公开了旋转机械振动状态监测与故障诊断领域中的一种汽轮发电机组低频振动与润滑油温相关性实时分析方法。包括实时采集轴相对振动数据、转子的转速信号、键相信号和轴承的润滑油温度数值；每隔步进的长度，计算当前时刻的低频振动幅值熵并进行存储；同时，存储轴承的润滑油温度数值；当到达设定时长时，计算转子轴承润滑油温度的递增趋势参数和低频振动幅值熵的递减趋势参数；最后判定低频振动与润滑油温度的相关性。本发明提高了低频振动与润滑油温相关性辨识的准确率，为汽轮发电机组安全运行提供了保证。
文档编号G01K13/00GK102095492SQ20101056477
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者宋光雄 申请人:华北电力大学