本文關(guān)鍵詞：水電站機(jī)組及廠房振動(dòng)信號(hào)精細(xì)分頻分析　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 水電站 振動(dòng) 精細(xì)分頻 小波分析 密集模態(tài)分離

【摘要】：水電站機(jī)組振動(dòng)及其誘發(fā)的廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)是涉及水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大問題。已投產(chǎn)的大型水電站都出現(xiàn)了不同程度的振動(dòng)問題,對(duì)電站的正常運(yùn)行和工作人員的安全造成了威脅;隨著現(xiàn)代水輪機(jī)組向高水頭方向發(fā)展,其動(dòng)力學(xué)特性會(huì)出現(xiàn)一些新的特點(diǎn),對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響的未知因素也會(huì)相應(yīng)增多。因此,對(duì)水電站機(jī)組和廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,可以為以后水電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供參考,是水電建設(shè)工作中十分有價(jià)值的研究課題。本文結(jié)合一高水頭、長(zhǎng)隧洞的引水發(fā)電電站,通過對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)真機(jī)試驗(yàn)采集振動(dòng)信號(hào),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行精細(xì)分頻分析,達(dá)到研究其振動(dòng)規(guī)律的目的。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論包括:(1)通過對(duì)該電站振源的分析,發(fā)現(xiàn)其機(jī)組及廠房的振動(dòng)信號(hào)具有頻域范圍廣、振源頻率較明確、各振源能量懸殊等特點(diǎn);針對(duì)以上特點(diǎn),結(jié)合小波變換和小波包變換理論,建立了一種精細(xì)分頻的分析方法。(2)采用精細(xì)分頻方法,對(duì)該電站變負(fù)荷真機(jī)試驗(yàn)的機(jī)組和廠房結(jié)構(gòu)各個(gè)關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了分析,將其分解成多個(gè)在頻率域上相對(duì)單一的振動(dòng)信號(hào),以解釋該水電站機(jī)組及廠房的振動(dòng)原因。分析結(jié)果表明,0~1Hz頻帶在多數(shù)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)中占據(jù)了主要能量,尤其表現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)順河向和垂向的低負(fù)荷工況的振動(dòng)信號(hào)中;低頻的水力振源是引起該類電站振動(dòng)的主要原因。(3)在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)該電站壓力管道水體的振動(dòng)特性進(jìn)行了研究,分析了其產(chǎn)生水體共振的可能性。分析結(jié)果表明,該電站壓力管道水體自振頻率為0.45~0.9Hz,與尾水渦帶0.463~0.927Hz的頻率范圍存在部分重合區(qū)域;因此,該電站存在水體共振的可能性。(4)通過對(duì)密集模態(tài)判別方法的總結(jié),以及對(duì)仿真信號(hào)模態(tài)識(shí)別的試驗(yàn),選出了對(duì)信號(hào)加逆衰減指數(shù)窗,再進(jìn)行精細(xì)分頻這一適合密集模態(tài)分離的方法,對(duì)所研究的水電站廠房的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了模態(tài)識(shí)別。
[Abstract]:The vibration of hydropower unit and its induced vibration of powerhouse structure is an important problem which involves the safe and stable operation of hydropower station. The large hydropower stations that have been put into production have different degrees of vibration problems. Posed a threat to the normal operation of the power station and the safety of the staff; With the development of modern hydraulic turbine unit towards high water head, some new characteristics will appear in its dynamic characteristics, and the unknown factors which will affect the safe and stable operation of the unit will increase accordingly. The research on vibration law of hydropower unit and powerhouse structure can provide reference for the design and operation of hydropower station in the future and is a very valuable research topic in hydropower construction. In the power station of long tunnel, vibration signals are collected by real machine test in the field, and the signal is analyzed by fine frequency division. The main research contents and conclusions include: 1) through the analysis of the vibration source of the power station, it is found that the vibration signal of the unit and workshop has a wide range of frequency domain and the frequency of vibration source is clear. The characteristics of energy disparity of each vibration source; According to the above characteristics, combining the theory of wavelet transform and wavelet packet transform, an analysis method of fine frequency division is established. The vibration signals of each key measuring point of the unit and powerhouse structure of the power station with variable load are analyzed and decomposed into several relatively single vibration signals in the frequency domain. In order to explain the vibration reason of the unit and powerhouse of the hydropower station, the analysis results show that the 1Hz frequency band occupies the main energy in the vibration signals of most measuring points. Especially in the vibration signal of the low load condition along the river and the vertical direction of the measuring point; Low frequency hydraulic vibration source is the main cause of the vibration of this kind of power station. Based on the previous research, the vibration characteristics of the water body of the pressure pipeline of the power station are studied. The possibility of water resonance is analyzed. The results show that the natural vibration frequency of the water body of the power station is 0.45 ~ 0.9Hz. There is a partial overlap region with the frequency range of 0.463 ~ 0. 927 Hz in the tailwater vortex zone. Therefore, the possibility of water resonance in the power station. (4) through the summary of the method of dense modal identification and the experiment of simulation signal modal identification, the signal with inverse attenuation exponent window is selected. Then fine frequency division, which is suitable for intensive modal separation, is used to identify the vibration data of hydropower plant.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TV734

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本文編號(hào)：1396428