发电机组运行数据记录器及记录方法
【技术领域】
[0001]本发明关于旋转机械设备的运行数据处理技术，具体地讲是一种用于处理来自发电机组产生的运行数据的记录器及记录方法。
【背景技术】
[0002]大型发电机组是电力系统中的关键设备，近年来随着其额定电压和容量的不断提高，大型发电机组在运行过程中受到更多的电、热、机械应力及环境因素的影响，这些因素就会直接或间接地使发电机组中的某个部分在运转过程中出现故障，就很可能中断生产，造成巨大的经济损失，甚至带来灾难性的后果。为保证电力系统安全、经济、稳定运行，对电力生产设备的可靠性、经济性以及稳定性提出了更高的要求。这就务必实时监控发电机组的各种运行数据，其中，关系到发电机组运行状态检测及故障诊断方案的科学合理性。
[0003]在发电机组故障诊断的发展过程中，最重要、也是最困难的问题之一就是故障特征信号的特征提取。从某种意义上说，特征提取可以说是当前发电机组故障诊断研究中的瓶颈问题，它直接关系到故障诊断的准确性、故障早期预报的可靠性和变量的可能发展趋势。
[0004]目前，业界急需解决的关键问题是:发电机组的故障维修不再局限某一部件或故障点，而是基于整体可能存在的问题进行分析解决，把以往会忽略或发现不了的隐藏故障一次性解决，用以消除续发损坏隐患。
[0005]以往，依赖发电机控制器来进行运行数据的监控工作，该控制器仅仅是监控电压与电流参数，无法检测众多机械部件的情况。而且，传统技术的发电机控制器只能记录发生随机故障信号的瞬间的数据，后续无法根据该数据开展对发电机组进行一个系统的故障诊断工作；另一种情况是:传统技术的发电机控制器通过对发电机全程的运行数据进行记录，来达到获取随机故障数据目的，该记录方案不够科学合理，所记录到的数据量非常庞大，故障特征提取困难。
[0006]综上所述，避免不必要的停机检修也是重要的。因为过去的经验已经表明，停机期间或停机后的瞬间最容易产生突发事件，发电机组产生随机故障时，通常伴随出现电流电压异常，瞬时高温以及产生外力破坏。而发电机控制器中的电气部分因此会处于恶劣的环境中，易受瞬间高电压和强电流烧毁，或者，控制系统中的数据存储设备在受到强烈的外力破坏时，易造成所记录的运行数据被损毁。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种发电机组运行数据记录器及记录方法，以解决发电机组运行数据记录的局限性与庞大的冗余数据量问题，以及在发电机组发生随机故障时能够为所记录到的运行数据提供保护。
[0008]本发明的目的之一是，提供一种发电机组运行数据记录器，其用于发电机组运行中产生的随机故障数据的记录与数据保护，所述记录器包括:循环数据缓存模组，循环数据缓存模组与发电机组的主控系统数据连接，用于将所述主控系统变送来的实时数字信号缓存在数据存储器中，且在所述数据存储器中循环缓存一段预先设定数据长度，并包含最新的实时数字信号的发电机组运行数据；主动监测比较模组，用于将所述主控系统同步变送来的数字信号与预先设定的检测阀值进行对比，进行判断出随机故障信号作业，为采取进一步措施提供依据，并提供实时预警信息；记录模组，连接在触发电路上，并通过触发电路与所述循环数据缓存模组和主动监测比较模组电连接，记录模组受控于主动监测比较模组，用于在主动监测比较模组判断出所述随机故障信号时，接收保存所述发电机组运行数据在非易失性存储器单元中，随之对非易失性存储器单元进行数据输入隔离；其中，所述触发电路的触发源为所述随机故障信号；其中，记录模组设有用于与PC端建立数据交互的数据端口 ；所述数据端口为通用USB接口、RS232接口或RS485接口 ；所述记录模组包括:隔离数据传输1C，用于连通或隔离微控制单元与所述非易失性存储器单元之间的数字信号连接，为光电隔离模块；隔离电源模块，用于为所述微控制单元提供备用电源，保护所述非易失性存储器单元中的数据不因电源异常而受破坏；保护外壳，用于将所述微控制单元、非易失性存储器单元、隔离数据传输IC和隔离电源模块密封保护，保护外壳的内表面设有防火绝热层，保护外壳为耐高温和抗外力破坏设计。
[0009]本发明的目的之一是，提供一种对发电机组运行中产生的随机故障数据进行记录与数据保护的记录方法，所述发电机组中设有与记录器建立数据连接的主控系统，所述的记录方法包括:使循环数据缓存模组与主动监测比较模组同时进行采样工作，不间断获取发电机组中反映各组件实时运行状态的实时数字信号，进行采样循环；缓存所述实时数字信号，并同时缓存一段预先设定数据长度且与最新的实时数字信号相连续的历史数据，同步进行不间断更新所述历史数据，使在缓存设备中总保留一段最新的发电机组运行数据，用于向后续单元传送；同步将所述实时数字信号与预先定义的检测阀值进行主动对比，判断随机故障数据，生成故障数据存储触发指令，并提供实时预警信息；根据所述故障数据存储触发指令通过硬件触发电路，使缓存设备中所述发电机组运行数据自动写入记录设备中；所述记录设备根据故障数据存储触发指令进行数据输入隔离保护；记录设备上通过数据端口与PC端建立数据交互；将记录设备封装在能防止记录设备受到外部环境中高温与外力作用下破坏的保护外壳内；所述实时预警信息以预先定义的通知策略通过展示界面或邮件发送或短信通知的方式，通过预警输出模块发出；所述实时数字信号包含发电机组的运行时间信息；所述实时数字信号包括:发电机组的三相电流有效值、三相电压有效值、励磁电流平均值、励磁电压平均值、发电机频率、各定子绕组和各旋转部件的温度值；所述旋转部件的温度值包括发电机组中多个轴承的工作温度值；所述检测阀值包括:故障数据存储触发指令下限和上限值；将所述实时数字信号中的数值与预先定义的故障数据存储触发指令下限和上限值进行对比，判断随机故障数据，产生并存储实时预警信息；所述采样循环的采样周期时间小于或等于一秒。
[0010]本发明的有益效果为:本发明适合应用在较大功率(1丽以上)的发电机组上，用于对发电机组产生的随机故障数据进行主动提取记录以及数据保护，并且，本发明构造成能抗外部环境高温与外力破坏，用于保护内部电气元件避免在恶劣环境中受到损坏，达到保护发电机组运行数据目的，相当于数据黑匣子模块。
[0011]其中，由于所记录保存的发电机组运行数据只包含一段预先设定数据长度必要的故障信息，数据量大大缩减，无需海量存储设备以及产生庞大的冗余数据量问题。大大降低了设备总体拥有成本。
[0012]其中，所提取保存的发电机组运行数据构成有导致产生随机故障数据的历史数据，即是随机故障的导因，以及最新的实时数字信号所包含的故障信息；发电机组运行数据便于进行故障数据技术分析，以对变量的可能发展趋势做进一步的预测。通过对发电机组运行数据进行技术分析与预测，能达到系统解决发电机组现有问题与潜在问题目的。而且，本发明通过对发电机组关键项目的连续监测可以