风机故障监测与诊断系统的研究与制作

武汉科技大学硕士学位论文风机故障监测与诊断系统的研究与制作姓名：刘晓波申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：周凤星20090510风机故障监测与诊断系统的研究与制作作者：刘晓波学位授予单位：武汉科技大学相似文献(10条)1.期刊论文周云龙.孙斌.杨静.ZhouYunlong.SunBin.YangJiang25MW锅炉水循环可靠性在线监测与故障诊断-仪器仪表学报2005,26(z1)论述了运用所开发的锅炉水循环在线监测与故障诊断系统在25MW电站锅炉上所作的水循环安全在线监测与故障诊断.在线监测与故障诊断的目的主要是检验该锅炉水循环的可靠性.监测与诊断结果表明:锅炉经常发生在炉膛四角爆管的事故,是由于水循环工况不良而引起的.同时提出了水循环系统的改进措施.2.学位论文赵彤有载分接开关机械状态的在线监测与故障诊断技术研究2008变压器有载调压分接开关(On-loadTapChanger，OLTC)在电力系统中发挥着稳定负荷中心电压、调节无功潮流、增加电网调度灵活性等重要作用，而机械故障是其主要故障类型。在线监测OLTC的机械运行性能，对保障电力系统的安全、稳定与可靠运行具有重要意义。针对OLTC机械状态在线监测与故障诊断技术的研究现状和尚待解决的关键技术课题，本文开展了系统的研究工作，重点集中在以下几个方面：基于非介入性传感技术，研究多路信号的监测方法，进而构成OLTC在线监测的硬件系统；从混沌动力学的角度去研究能反映OLTC操作时不同振动模式变化的特征参数提取方法，并建立相应的故障诊断策略；将应用于语音识别领域的隐马尔可夫模型(HiddenMarkovModel，HMM)引入到OLTC机械性能的故障诊断中，从新的角度发展OLTC的机械故障诊断方法；分析复合式SYJZZ型有载分接开关的常见故障与发生机理，构建OLTC机械性能的综合式故障诊断专家系统；基于图形化编程和虚拟仪器技术，设计开发OLTC机械性能的在线监测软件系统。通过论文的研究工作，取得了如下主要成果：将非介入性与多传感器式综合量测技术应用到OLTC的机械状态监测中，在不影响变压器正常运行的条件下，有效获取反映设备运行状况的多路传感信号——机械振动信号、局部过热高频噪声信号、驱动电机电流信号与旋转角度信号，使得机械状态特征的提取多样化并更加有效。通过监测驱动电机的旋转角度与电流信号，可间接反映OLTC操作过程中电机驱动力矩的变化，继而结合瞬态频率分析与小波分析等算法，提出一种评估OLTC操动机构机械运行状态的特征提取方法，为实现故障诊断提供了一个有效依据。针对OLTC操作时的机械振动模式进行混沌动力学分析，研究一种基于多维坐标空间的相轨图几何特征提取方法；进一步提出将模糊集理论引入到OLTC的机械故障诊断中，建立各状态模糊集的正态型隶属函数，并针对单个待测样本与待测样本集两种情况，分别应用最大隶属度原则与择近原则进行模糊推理，最终实现OLTC的机械故障诊断。通过振动功率谱的区间化、归一化和矢量量化，建立了一种振动信号离散谱矢量的特征提取方法。针对提取的振动信号特征向量，进一步提出了基于HMM的OLTC机械故障诊断新方法。通过不断积累现场监测的原始数据，可实现HMM标准状态训练和模式库的自动更新，提高OLTC机械故障诊断的成功率。大量的实验模拟和现场测试表明，该故障诊断方法具有非常优异的故障分类功能。通过分析复合式SYJZZ型OLTC的常见故障与发生机理，总结了在线监测信号的故障特征变化规律。在前述的各种特征提取方法和故障诊断算法的基础上，构建了基于决策树推理与监测信号综合分析相结合的OLTC机械性能综合式故障诊断专家系统。该专家系统既能发挥决策树擅于处理非数值型数据和推理迅速的优点，又能发挥各个诊断子程序对监测信号的多角度分析与综合故障诊断能力。研制成功综合式网络化的“有载分接开关机械性能的在线监测与故障诊断系统”，并在山东电网获得了实际推广应用。该监测与诊断系统由功能完备的硬件和软件子系统构成，实现了基于局域网技术的“虚拟医院”功能。在硬件系统设计中，还提出了橡胶棒式软连接方法用于固定旋转角度传感器，解决了现场安装技术难题，可有效提高测量精度并延长传感器的使用寿命。软件系统开发采用模块化结构，实现了数据采集、分析、存储、检索、打印以及网络传输等丰富功能，可保证大量现场监测信号的准确获取与积累更新，具有较好的可拓展性与可移植性。3.期刊论文周云龙.孙斌.杨静.ZhouYunlong.SunBin.YangJIANG25MW锅炉水循环可靠性在线监测与故障诊断-仪器仪表学报2005,26(8)论述了运用所开发的锅炉水循环在线监测与故障诊断系统在25MW电站锅炉上所作的水循环安全在线监测与故障诊断.在线监测与故障诊断的目的主要是检验该锅炉水循环的可靠性.监测与诊断结果表明:锅炉经常发生在炉膛四角爆管的事故,是由于水循环工况不良而引起的.同时提出了水循环系统的改进措施.4.学位论文杨廷方变压器在线监测与故障诊断新技术的研究2008离线的变压器油中溶解气体分析(DGA)，由于操作复杂、试验周期长、人为影响的误差大，所以无法做到实时了解变压器的内部绝缘状况，很难尽早地发现设备内部存在的潜伏性故障。因此无法采取防范措施以避免突发性事故的发生。而在线监测可以克服传统方法的不足，实现真正的在线检测、分析和诊断一体化，为管理者提供及时、准确、连续的决策依据。目前在我国已经有大量的变压器在线监测装置投入使用了。但是据统计，已安装的在线监测装置有很多发挥的作用不大。不少装置不仅自身的事故率很高，而且其故障诊断的准确率很低。这些都为变压器的在线监测带来了很多负面的影响。因而增强变压器在线监测设备的可靠性和提高变压器故障诊断的准确率，已成为目前变压器在线监测系统所面临的主要任务。本文在深入分析变压器故障征兆与故障机理的复杂关系的基础上，不仅对于变压器故障诊断的方法进行了研究和分析，还基于光谱吸收原理设计了一套光纤气体传感器用于变压器油中溶解气体的在线监测。论文主要包括以下几个方面的内容：第2章针对变压器单一故障诊断方法的局限性，提出了基于Borda模型的多种比值法组合诊断专家系统，将Rogers三比值法、日本电协研法、无编码比值法、改良三比值法、IEC-60599、大卫三角形法这六种成熟的比值法组合起来对变压器故障进行综合诊断。该方法积极的探索了多种方法综合诊断变压器绝缘故障的合作结构和机制，实现了六种比值诊断方法的诊断有机组合，消除了单个方法的诊断偏好对最终诊断和评估结果所产生的影响，解决了多种诊断方法的诊断结果相融合的问题。该方法实现了多种方法协同合作的诊断模式，比单一的诊断方法更可靠。从变压器故障实例的诊断结果来看，该方法比六种单项方法诊断的故障诊断准确率更高。其诊断效果也远优于该六种单项比值诊断法。为了更完整、更充分地利用变压器原始诊断数据中蕴含的有利信息，并考虑到模糊因素对故障诊断的影响，第3章把模糊理论引入到变压器的故障诊断中。将改良三比值法与模糊C-均值聚类算法结合起来对变压器进行故障诊断。并建立了新型的变压器故障聚类诊断模型。还利用Matlab进行了实例仿真和测试。仿真结果表明了该方法基本上解决了比值法中关于“编码缺失”以及边界绝对化的问题。第4章将支持向量机回归理论引入到变压器油中气体浓度预测中，建立了基于支持向量机回归理论的预测模型，以实现变压器故障报警和绝缘故障预报。实验结果表明了该方法能够满足工程实践的要求，有助于变压器运行状态的预测。第5章将BP神经网络、灰色理论、线性回归预测算法和基于支持向量机回归模型这四种单项预测算法综合起来，采用最优加权组合预测模型，对油中溶解气体浓度的发展趋势进行精确的组合预测，为变压器油中溶解气体浓度的预测提供了新的途径。该组合预测方法能很好的综合各种单项预测方法的优势，与四种单项预测方法相比具有更高的预测精度。其可以有效地降低单项预测算法的预测误差，增强预测的稳健性，克服单项预测方法信息缺失以及考虑角度片面性的劣势。实例分析也表明了该组合预测方法比单项预测方法具有更高的准确性、可靠性和有效性。由于变压器传统的在线监测系统一般采用色谱柱，需要消耗氧气和载气，而且色谱柱和传感器需定期标定，装置可靠性不高，检测气体成分过程繁琐，因此第6章根据比尔-朗伯特(Beer-Lambert)定律，按照光纤气体差分吸收的原理，设计了一套基于光纤气体传感器的变压器在线监测系统。该系统主要用于监测乙炔，甲烷，乙烯和一氧化碳四种变压器油中溶解气体的浓度，以判断变压器的故障状况。该系统不需要消耗载气和色谱柱等易耗品，且灵敏度高，方便，可靠，快速。并具有环保以及抗电磁干扰能力强的特性。该系统也不需复杂的气路和油路控制回路，能实现多组分气体在线实时分离和检测。第7章总结全文，并提出了有待进一步研究的主要问题。5.会议论文周云龙.孙斌.杨静25MW锅炉水循环可靠性在线监测与故障诊断本文论述了运用所开发的锅炉水循环在线监测与故障诊断系统在25MW电站锅炉上所作的水循环安全在线监测与故障诊断.在线监测与故障诊断的目的主要是检验该锅炉水循环的可靠性.监测与诊断结果表明:锅炉经常发生在炉膛四角爆管的事故,是由于水循环工况不良而引起的.同时提出了水循环系统的改进措施.6.学位论文段珺变电站小四器在线监测与故障诊断方法研究2004变电站高压电气设备越来越趋向于在不可能长时间停役检查和检修的情况下运行,因此必需适时地开展状态检修.这就有必要对运行中的变电设备进行监视和诊断,以便能检测到异常情况的征兆或使用寿命终结的迹象.该文在查阅了大量相关资料的基础上,对变电站高压设备的在线监测和故障诊断技术进行了深入研究.简要综述了电气设备状态检修的现状及其发展;着重讨论了作为状态检修基础的在线监测和故障诊断方法,认为一个安全、可靠、实时的在线监测系统无疑将为变电站电气设备的状态检修提供更为有利的条件.详细阐明了变电站电气设备在线监测的一些基本概念和原理,展望了新兴技术在电气设备在线监测中的应用前景.该文选择变电站高压电容型设备作为在线监测的对象,探讨了高压电气设备在线监测系统的构成,在理论上分析了变电站小四器的绝缘特点,并对其在在线监测和故障诊断中可能出现的误差进行了分析和判断.此外,还介绍了综合智能技术在绝缘在线诊断专家系统中的应用,提出了诊断的分层结构,初步实现了对故障的综合诊断.最后,该文以实例说明在线监测和故障诊断系统对早期潜伏性故障作出预诊判断的可行性和正确率.7.期刊论文李娟.蔡晖.丁晓群电力变压器状态在线监测和故障诊断的新方法-电力自动化设备2002,22(12)介绍一种电力变压器绝缘在线监测和故障诊断的新思路,一方面通过在线油色谱分析仪检测6种故障特征气体含量和产气率,运用模糊理论及专家系统等人工智能技术对电力变压器的绝缘状态进行跟踪监测;另一方面尝试用参数辨识的方法进行变压器三相电气量的在线监测,依据变压器绕组结构及参数在故障前后会改变的原理,用参数辨识的方法,进行变压器绕组故障及其故障部位的识别,实现故障局部定位,提高变压器状态监测和故障诊断的准确性.8.期刊论文周召发.陶建忠.陈雪松.黄先祥.ZHOUZhao-fa.TAOJian-zhong.ChenXue-Song.HUANGXian-xiang基于无线遥测的大型装备在线监测与故障诊断-兵工学报2005,26(4)针对某大型武器装备系统庞大、故障检测难的特点,提出一种基于无线遥测技术的在线监测与故障诊断方案.方案中各检测仪与上位主机之间通过无线通讯来传递信号与命令,且检测仪直接安装于装备上,从而减少了上位主机与各检测仪之间的大量电缆连接,实现了诊断系统的便携、小型化.该方案采用多级分布式检测与单板多机技术相结合方法,实现了检测信号的高速采集,并运用模式识别与神经网络等技术来实现设备工作状态的自动搜索与在线监测.实验表明,该技术方案能实现大型武器装备的快速、准确故障定位与远程监测.9.学位论文朱学彪2800轧机液压系统在线监测与故障诊断2005本文以“2800轧机液压AGC在线监测与故障诊断系统