本發明涉及一種水輪發電機組故障診斷方法。更具體地說，本發明涉及一種基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法。
背景技術：
水輪發電機組的推力頭松動指推力頭內孔和軸頸間存在間隙。當推力頭松動時，機組振動、擺度的特點為：機組運行時的動態軸線姿態會發生突然變化，機組的振動、擺度忽大忽小，呈不穩定狀態。而且，推力頭松動也會給機組盤車帶來困難。
但是，目前大多數監測診斷系統都集中在汽輪機以及其他旋轉機械設備的監測與故障診斷，針對水電機組的應用很少。這主要由于水電機組轉速低，對機組的安全運行沒有給予足夠的重視，使得水電機組在線監測和故障診斷技術的研究落后于其他(大型)旋轉機械。水輪發電機組的分析診斷，需要通過對在線實時數據進行監測分析，通過人工選取幾個特征參數，手動繪制出特征參數的趨勢圖、相關趨勢圖等特性曲線，人工對量化參數進行計算，并手動添加報告等。這種診斷方式既沒有數學模型的支持，也沒有算法的精確，不但浪費人力、時間，同時在數據選取的客觀性和數據的準確性上均存在一定的缺陷，對系統的分析診斷結果也存在一定的誤差。
技術實現要素：
本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。
本發明還有一個目的是提供一種基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法，其能夠自動選取推力頭松動的相關數據，進行自動分析和統計判斷，并給出分析評價診斷結果。整個分析過程系統能夠自動完成而無需人工操作。
為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法。研究發現，推力頭松動會帶來軸線姿態的突變，機組擺度、振動的突變，尤其在推力軸承載荷發生改變的時刻，比如開機升速過程、變負荷過程，具體表現在在上述變化過程中機組擺度、徑向振動的測值會發生突變，而且1X分量的相位也會發生突變。這個特征是推力頭松動與其他故障主要區別之一。因此本發明對推力頭松動故障的辨識也主要通過對擺度、徑向振動的1X測值和相位來回擺動變化分析完成。本發明所述基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法包括以下步驟：
1)通過在線監測記錄數據，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數據記錄，所述數據記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據數據記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；
3)根據步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量以及1X相位在2min內的最大擺動量分別與預設值進行對比，根據比較結果診斷是否存在機組推力頭松動故障。
優選的是，所述步驟2)中計算時所用的數據記錄為30％額定轉速以上的數據記錄。
優選的是，所述步驟4)中，選擇機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量分別與預設值進行對比，根據比較結果診斷機組推動頭松動故障。
優選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程變化幅值下限。
優選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程變化幅值下限。
優選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程變化幅值下限。
優選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程最大擺動量下限。
優選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程最大擺動量下限。
優選的是，所述步驟4)中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程最大擺動量下限。
優選的是，所述基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法，包括以下步驟：
1)通過在線監測記錄數據，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數據記錄，所述數據記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據機組轉速在30％額定轉速以上的數據記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；所述數據記錄不包括30％額定轉速以下的數據記錄；
3)根據步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量分別與預設值進行對比，根據比較結果診斷是否存在機組推力頭松動故障。
5)生產報告并顯示報告內容，報告可以自動轉換為WORD、PDF、JPG等格式。
本發明至少包括以下有益效果：本發明所述基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法轉速達到30％以上時的數據，可排除其他原因造成的擺度、振動突變。本發明所述方法具備以下特點：
(1)易于操作。使用人員無需進行設置、選擇數據等復雜操作，采用“一鍵完成”式的軟件操作。
(2)數據選擇、計算、判定過程自動化。所有篩選數據和根據故障或缺陷模型計算的過程、分析推理、判定的過程由計算機完成，無需操作人員中間交互操作。
(3)報告中提供明確的分析診斷結論和可能的檢修建議。
(4)以報告的形式輸出到用戶界面。
本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發明所述基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不排除一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
如圖1所示，本發明提供一種基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法，包括以下步驟：
1)通過在線監測記錄數據，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數據記錄，所述數據記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據數據記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；計算時所用的數據記錄為30％額定轉速以上的數據記錄。在此轉速下，導軸承油膜已形成，可排除其他原因造成的擺度、振動突變。
3)根據步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量以及1X相位在2min內的最大擺動量分別與預設值進行對比，根據比較結果診斷是否存在機組推力頭松動故障。所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程變化幅值下限，通常選擇0.4到0.8倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程變化幅值下限，通常選擇0.4到0.8倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程變化幅值下限，通常選擇
為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程最大擺動量下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程最大擺動量下限，通常選擇0.3倍到0.6倍相關國標運行振動幅值。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程最大擺動量下限，通常選擇，
在其中一個實施例中，所述基于在線數據的水輪發電機組推力頭松動故障的診斷方法，包括以下步驟：
1)通過在線監測記錄數據，獲取正常開機過程、停機過程以及變負荷過程中機組擺動的數據記錄，所述數據記錄包括擺度、徑向振動的1X分量值和1X分量的相位；
2)根據機組轉速在30％額定轉速以上的數據記錄逐條計算：機組擺動的擺度、徑向振動的峰峰值、1X分量值、1X分量相位、徑向振動的峰峰值擺動量、1X分量值擺動量和相位擺動量；所述數據記錄不包括30％額定轉速以下的數據記錄；
3)根據步驟2獲取的正常開機、停機以及變負荷過程中機組擺動的相關參數，計算得出開機過程、停機過程、變負荷過程中機組擺動的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量、徑向振動的峰峰值最大擺動量、1X分量值最大擺動量、1X相位在2min內的最大擺動量；
4)通過步驟3所得出的徑向振動的峰峰值最大變化量、1X分量最大變化量、1X相位最大變化量分別與預設值進行對比，根據比較結果診斷是否存在機組推力頭松動故障。在實際的過程中，往往通過在實際正常條件下開機、停機、變負荷過程的最大變化量確定的，以避免誤判。其中，所述對比包括：
其中，為最小的能容忍的擺度、機架振動的峰峰值在全過程變化幅值下限。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X值在全過程變化幅值下限。
為最小的能容忍的擺度、機架振動的1X相位在全過程變化幅值下限。
5)所述診斷結果以報告的形式輸出到用戶界面，報告可以自動轉換為WORD格式。
盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。