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汽轮发电机故障在线综合诊断系统的研究

蒲莹

  大型汽轮发电机的故障诊断对于发电机的安全、稳定、经济运行具有重要的意义。它的目的是根据监测所获得的信息,对发电机的故障进行分析和判断,确定故障的性质、类别、程度、原因、部位,指出故障发展的趋势和后果,提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修、治理的对策,并加以实施,最终使设备恢复到正常状态。论文结合上海外高桥发电厂“300MW汽轮发电机故障在线综合诊断系统”的开发而开展相关的研究工作。它是一个集故障诊断、诊断处理、仿真培训、系统服务和管理于一体的多功能的系统。利用包括在线实时、在线非实时、离线数据和历史诊断信息在内的多种数据源,对发电机本体和氢、油、水系统的上百个故障进行综合诊断,并针对故障的诊断方法、发展趋势、处理和预防措施给出相关的专家建议。考虑到所研制的专家系统是在一个现代化的大型发电厂实际运行的大型软件系统,而且,在开发过程中,国内外又缺少先例,所以结合开发工作而从事相应的研究就显得十分必要。论文在研究过程中主要完成了以下工作:1.参与大型汽轮发电机故障在线综合诊断系统的总体设计、详细设计、程序实现及现场安装调试的全过程,重点参与研究了系统各功能模块的划分,各模块的协调工作,大型系统的诊断数据流及运行控制。2.在主要专家提出的故障物理模型的基础上,与课题组成员共同研究了故障的诊断策略。针对推理过程中的推理信息多样性、节点匹配冲突和诊断实时性等问题,提出了诊断推理的搜索和控制策略。并参与了建立知识库的工作,包括诊断知识和控制知识的表示、存贮和检验等问题。3.完成诊断信息预处理子系统的功能和结构的总体设计、详细设计与实现。重点研究了诊断信息的获取和征兆的提取方法。系统的诊断信息包括在线实时、在线非实时、离线数据和历史诊断信息等在内的多种数据源。本文根据数据的来源和特点,分类提取征兆。其中,征兆的阈值包括静态值和由数学模型计算得到的动态值两类。4.定子热故障诊断的研究。为了给定子绕组热故障的早期诊断提供判据,对水-氢-氢冷却的汽轮发电机定子绕组各测点温度标准值(线圈出口水温度和线棒槽内检温计温度)的确定方法进行了研究。其特点是既反映不同运行工况的影响,又反映不同线棒空间位置、结构及冷却条件的差别。本文先从理论上建立了各测点温度与发电机结构、运行参数之间的统一模型,然后以正常运行时不同稳定工况下的大量实际数据为基础,分别用人工神经网络和最小二乘法对模型参数进行了辨识,得到精度较高的、适合于工程实际的模型、参数。……   
[关键词]:汽轮发电机;在线;故障诊断;专家系统;诊断模型;预处理;征兆提取;知识库;辨识;人工神经网络;最小二乘法
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华北电力(北京)大学2001年
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