定子铁心压紧状态故障检测装置、检测方法、发电机组监测系统及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及发电机运行在线监测技术领域，具体涉及一种定子铁心压紧状态故障检测装置、检测方法、发电机组监测系统及计算机可读存储介质。

背景技术

发电机运行时，定子铁心受到机械力、热应力及电磁力的综合作用。长期运行条件下，定子铁心压紧力会在多种因素共同作用下逐渐减小，如果得不到及时的监测和有效的预警和控制，将引起定子铁心松动，并导致发电机组振动、噪声，甚至冲片断齿、烧损及线棒破压等事故，造成机组非正常停机，产生巨大经济损失。

现阶段，发电机定子铁心的压紧状态监测及检修方法，主要方式有两种：

1、依靠电厂的周期检修，人工排除定子铁心松动的隐患。这种方法一方面没有针对性，工作效率低；另一方面，无法实时掌握定子铁心压紧状态和进行预警。

2、采用压力传感器，存在有通过获取定子铁心片间压力，用以对定子铁心压紧状态进行检测，这种方法一方面受限于安装空间狭小，使安装不便；另一方面，该监测方式需要监测片相互贴合并以铁心轴线为中心形成环形检测组，并沿定子铁心轴向布置多层，系统复杂。此外，该种监测方式也有针对性不强的问题，因为定子铁心松动主要是最先出现在定子铁心边段齿部。

发明内容

本申请实施例提供一种定子铁心压紧状态故障检测装置、检测方法、发电机组监测系统及计算机可读存储介质，能够获取到存在异常的穿心螺杆更加准确的定位信息，进而提高后期的检修效率。

一方面，本实施例提供一种定子铁心压紧状态故障检测方法，包括以下步骤：以测点组中存在异常信息的测点为疑似测点，判断疑似测点的相邻测点状况是否存在异常信息；如疑似测点的相邻测点无异常信息，则判定疑似测点处的穿心螺杆异常；如疑似测点的相邻测点存在异常信息，则判定疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内的穿心螺杆异常；其中，测点组包括分别设置于不同穿心螺杆处的多个测点，每个测点被配置为测量若干穿心螺杆的轴向力，相邻测点之间的距离为不相关的最近距离。

在其中一些实施例中，在判定疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内的穿心螺杆异常之后，还包括以下步骤：获取疑似测点处的穿心螺杆的轴向力改变量的百分比t1；获取疑似测点相邻测点处的穿心螺杆的轴向力改变量的百分比t2；根据t1和t2确定异常穿心螺杆所在的区域。

在其中一些实施例中，根据t1和t2确定异常穿心螺杆所在的区域包括：异常穿心螺杆距离疑似测点和疑似测点相邻测点的距离比值为t2/t1·c％,其中c％为修正值。

在其中一些实施例中，还包括以下步骤：将异常穿心螺杆所在的区域定义为理论异常穿心螺杆所在的区域；判定理论异常穿心螺杆所在的区域内是否实际存在穿心螺杆；当理论异常穿心螺杆所在的区域内的实际穿心螺杆数量为0时，则判定疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区内存在至少两个异常穿心螺杆。

在其中一些实施例中，当实际穿心螺杆距离理论异常穿心螺杆范围的距离≤L时，仍判定实际穿心螺杆位于理论异常穿心螺杆所在的区域。

在其中一些实施例中，还包括以下步骤：选取至少两个测点组中相邻测点距离最远的一组测点为正常检测组；当正常检测组检测到疑似测点异常信息，并且判定存在异常的穿心螺杆位于疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内时，则启用相对正常检测组，相邻测点距离较近的其他组测点；其中，启用的其他组测点中至少一个测点位于疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内。

在其中一些实施例中，任意位置的穿心螺杆最多设有一个测点。

另一方面，本实施例提供一种定子铁心压紧状态故障检测装置，包括：判断模块，被配置为执行以下操作：以测点组中存在异常信息的测点为疑似测点，判断疑似测点的相邻测点状况是否存在异常信息；如疑似测点的相邻测点无异常信息，则判定疑似测点处的穿心螺杆异常；如疑似测点相邻测点存在异常信息，则判定疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内的穿心螺杆异常。

本实施例还提供一种发电机组监测系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一项的定子铁心压紧状态故障检测方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器进行加载，以执行上述实施例中任一项的定子铁心压紧状态故障检测方法。

有益效果：

(1)本实施例提供的定子铁心压紧状态故障检测方法，通过对存在异常的穿心螺杆位置的进一步寻找，能够进一步将出现异常的穿心螺杆进行定位，获取到更加精准的信息，同时，又能够对监测组件进行辅助验证，避免因监测组件本身出现异常，造成监测信息的不准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一些实施例提供的定子铁心压紧状态故障检测方法的流程图；

图2是本申请一些实施例提供的定子铁心压紧状态故障检测方法的局部流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

本申请中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

一方面，本实施例提供一种定子铁心压紧状态故障检测方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

S10：获取疑似测点；S20：判断疑似测点的相邻测点状况是否存在异常信息；S30：如疑似测点的相邻测点无异常信息，则判定疑似测点处的穿心螺杆异常；S40：如疑似测点的相邻测点存在异常信息，则判定疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内的穿心螺杆异常；其中，测点组包括分别设置于不同穿心螺杆处的多个测点，每个测点被配置为测量若干穿心螺杆的轴向力，相邻测点之间的距离为不相关的最近距离。

在上述实施例中，S10中，以测点组中存在异常信息的测点为疑似测点，可以是布置的所有测点中的任一测点或者多个测点，系统对测点组中多个测点同时进行监测，用以实现对整个定子铁心压紧状态的监测；疑似测点的相邻测点是指沿定子铁心表面，在多个方向上距离疑似测点最近的一个或多个测点。S30中，疑似测点的相邻测点无异常信息，是指疑似测点的一个或多个相邻测点不存在异常信息，则说明发生异常的穿心螺杆不存在于疑似测点的相邻测点的监测区内，进而得到判定结果为疑似测点处的穿心螺杆出现异常。S40中，疑似测点的相邻测点存在异常信息，此时疑似测点相邻测点的数量至少为一个；当疑似测点的相邻测点数量为一个时，则能够判定存在异常的穿心螺杆位于疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区内；当疑似测点的相邻测点存在多个测点出现异常时，则能够判定存在异常的穿心螺杆位于疑似测点，以及多个疑似测点相邻测点的共同监测区内。其中，测点组包括获取若干穿心螺杆的轴向力的测点，其中，一根穿心螺杆的轴向力检测位点为一个测点，测点处设有轴向力检测组件，用以获取对应穿心螺杆的轴向力，测点组包括多个测点；在布置时，测点组中的任意两个相邻测点不相关，是指其中一个测点对应的穿心螺杆发生松动时，相邻测点所对应的穿心螺杆的轴向力不会发生改变。定子铁心上的每个测点能够监测以该测点为圆心，直径为一定距离形成的圆形范围内的所有定子铁心的松动情况。相邻测点之间的距离为不相关的最近距离，假定其中一根穿心螺杆与测点距离小于不相关的最近距离时，该穿心螺杆与测点处的穿心螺杆相关，该穿心螺杆发生松动，与该穿心螺杆的距离小于不相关的最近距离的测点的穿心螺杆也会受到影响，然后被轴向力检测组件检测出来。测点组的布置方式如上所述，在不同的示例中，可根据该布置方式设置多个测点组，每个测点组包括多个测点。

上述实施例能够在定子铁心发生松动时，更加精确的获取到发生松动的穿心螺杆所在的位置区域，进而能够有效得做出相应的预防措施，并且能够更快找到异常的来源，提高设备检修的效率。

在其中一些实施例中，在判定疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内的穿心螺杆异常之后，还包括以下步骤：

S50：获取疑似测点处的穿心螺杆的轴向力改变量的百分比，定义为t1；S60：获取疑似测点相邻测点处的穿心螺杆的轴向力改变量的百分比，定义为t2；S70：根据t1和t2确定异常穿心螺杆所在的区域。

在其中一些实施例中，S70的的具体确定方法包括以下步骤：

在稳定工况下，异常穿心螺杆距离疑似测点和疑似测点相邻测点的距离比值为t2/t1·c％，其中c％为修正值。

在不稳定工况下，异常穿心螺杆距离疑似测点和疑似测点相邻测点的距离比值可能会存在非线性的一一对应关系，通过预先实验得到一一对应关系，并根据该对应关系建立相关模型，在对应不稳定的工况下时，根据获取的t1和t2值，并选定相应的修正值，得到常穿心螺杆距离疑似测点和疑似测点相邻测点的距离比值。

当出现异常信息的疑似测点相邻测点为一个时，定义上述疑似测点相邻测点为第二测点，此时获取疑似测点处的穿心螺杆的轴向力改变量的百分比为t1，并获取第二测点处的穿心螺杆的轴向力改变量的百分比为t2，此时t2/t1·c％为存在异常的穿心螺杆与疑似测点的距离，和存在异常的穿心螺杆与第二测点的距离的比值。假定t1为30％，t2为10％，则此时，存在异常的穿心螺杆与疑似测点的距离，和存在异常的穿心螺杆与第二测点的距离的比值为10％/30％＝1:3，此时，以疑似测点和第二测点连接成一条线段，存在异常的穿心螺杆位于形成的线段的四等分点并与形成的线段垂直的线上，或者附近。c％为修正值，在实际测量中，根据发电机组不同的工况和使用情况，具体测量得到的结构会存在一定的偏差，比如存在异常的穿心螺杆与理论测点的值存在一定的偏差，通过引入该修正值进行修正，得到更加准确的结果；需要注意的是，在不同的时期，c％的具体值不一定相同。

在另外一些示例中，当出现异常信息的疑似测点相邻测点数量为两个或两个以上时，分别获取疑似测点和每一个疑似测点相邻测点的距离比值，最终通过多组数据，得到更加精确的存在异常的穿心螺杆的所在区域。

在其中一些实施例中，得到异常穿心螺杆距离疑似测点和疑似测点相邻测点的距离比值后，还包括以下步骤：

S80：根据异常穿心螺杆与疑似测点和疑似测点相邻测点的距离比值，得到一个理论异常穿心螺杆所在的区域；S90：判定理论异常穿心螺杆所在的区域内是否实际存在穿心螺杆；S100：当理论异常穿心螺杆所在的区域内的实际穿心螺杆数量为0时，则判定疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区存在至少两个异常穿心螺杆。

在上述实施例中，通过上述实施例得到理论异常穿心螺杆所在的区域，而在该区域内实际上不存在穿心螺杆，则可能是因为疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区内出现多个穿心螺杆异常的情况。将该判定结果发送至系统，继续进行下一步的判定。其中，因为有修正值c％的存在，能够对理论异常穿心螺杆所在的区域与该区域附近的穿心螺杆进行位置的修正，那么在同一时期，通过修正后仍出现理论异常穿心螺杆所在的区域内不存在穿心螺杆，也可得到在疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区内出现多个穿心螺杆异常。在另外一些示例中，为保证安全性，判定在疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区内出现多个穿心螺杆异常的情况是，修正值可采用c％＝1，进行检测，以避免采用的修正值未更新，出现漏检的情况。

在其中一些实施例中，当实际穿心螺杆距离理论异常穿心螺杆范围的距离≤L时，仍判定实际穿心螺杆位于理论异常穿心螺杆所在的区域。在该实施例中，继续预设一个值L进行位置修正，并且可以将L的范围相对扩大，得到多个实际的穿心螺杆的位置，并将这些穿心螺杆均作为疑似异常数值发送至系统，以避免遗漏的情况，使得设备的检修能够更加精确。

在其中一些实施例中，沿穿心螺杆布置若干个测点具体包括以下步骤：

设置一组测点，并用以进行上述实施例中任一项实施例的步骤。

在另外一些实施例中，定子铁心压紧状态故障检测方法还包括以下步骤：

设置至少两组测点；选取相邻测点距离最远的一组测点作为正常检测组；当正常检测组中一个测点检测到异常时，并且判定存在异常的穿心螺杆位于疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内时，则启用相对正常检测组，相邻测点距离较近的其他组测点进行检测，用以实现更加精确的位置判定，并且能够实现异常穿心螺杆的二次验证，得到更加精确的信息；其中，启用的其他组测点中至少一个测点位于疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内。

其中，当正常检测组检测到疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内存在异常穿心螺杆信息时，而在采用第二组测点未检测到存在异常穿心螺杆信息时，则此时得到疑似正常组测点本身存在检测异常。在设备运行过程中，会存在测点本身发生异常，不能够准确的反映测点位置的穿心螺杆轴向力的具体检测情况，因此需要考虑检测穿心螺杆的轴向力的传感器是否存在问题。

在其中一些实施例中，启用的其他组测点至少包括两个测点位于正常检测组中疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内。在正常检测组检测到存在异常穿心螺杆位于疑似测点和疑似测点相邻测点的共同监测区内时，启用第二组测点，并采用与正常检测组相同的检测方法，用以再次进行检测，用以得到更加准确的异常穿心螺杆所在的位置信息，并辅助验证正常检测组的测点本身出现异常。

在其中一些实施例中，任意位置的穿心螺杆最多设有一个测点。在该实施例中，在设置初始位螺杆调节不同的松动等级，得到多组测点时，不存在一个穿心螺杆上设有一个以上的测点，这样设置能够更好的检测定子铁心的松动情况，实现更加全面的监测性能。

在其中一些实施例中，初始位螺杆预紧力改变通过调整至不同的松动等级实现，松动等级包括：第一等级，穿心螺杆10载荷的[85％，100％]；第二等级，穿心螺杆10载荷的[70％，85％)；第三等级，穿心螺杆10载荷的[60％，70％)；第四等级，穿心螺杆10载荷的[10％，60％)；第五等级，穿心螺杆10载荷的[0，10％)。根据不同的松动等级，选择性对初始位螺杆进行预紧力的调节，以保证预紧力的调试效率。在实际的使用情况下，可根据发电机组不同的检测需求，选择性设置测点的组数，在检测需求相对较低时，可采用较少的测点组数，最少可仅使用一组；在检测需求相对较高时，可根据实际情况多设置几组测点。

另一方面，本实施例还提供一种定子铁心压紧状态故障检测装置，判断模块，被配置为执行以下操作：以测点组中存在异常信息的测点为疑似测点，判断疑似测点的相邻测点状况是否存在异常信息；如疑似测点的相邻测点无异常信息，则判定疑似测点处的穿心螺杆异常；如疑似测点相邻测点存在异常信息，则判定疑似测点与疑似测点相邻测点的共同监测区内的穿心螺杆异常。

本实施例还提供一种发电机组监测系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项的定子铁心压紧状态故障检测方法。

在其中一些实施例中，该发电机组监测系统可以应用于水轮发电机组。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器进行加载，以执行上述实施例中任一项所述的定子铁心压紧状态故障检测方法。

以上对本申请实施例所提供的一种定子铁心压紧状态故障检测装置、检测方法、发电机组监测系统及计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。