水轮发电机温度状态分析与特性辨识方法研究

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1、华中科技大学硕士学位论文水轮发电机温度状态分析与特性辨识方法研究姓名：孙监湖申请学位级别：硕士专业：系统分析与集成指导教师：李朝晖;艾友忠20090105摘要随着水电事业的发展，传统计划检修中“维修不足”、“维修过剩”的缺陷日益明显，状态检修的实施越来越迫切。水轮发电机是水电厂的关键设备，其发热与冷却系统关系到机组运行的可靠性和设备的使用寿命，实现该系统的状态检修有利于提高机组运行的稳定性和电厂的经济效益。基于此，论文结合“长江电力最优维护信息系统”项目，对机组内部的温度进行了状态分析与特性辨识的方法研究。由于水轮发电机内的温度与诸多影响因素之间表现出一种动态的强耦合、大滞后、严重非线性

2、关系，建立精确的数学模型有相当大的难度。论文在概述了机组内热传递的基本方式和基本规律，比较了当前各种电机温度分析方法后，基于统计与回归拟合方法建立了关于运行状态参量的简化温度模型。该模型可靠性高、复杂度低、实用性强。论文按照数据挖掘过程，首先根据系统结构和工作原理建立了目标数据集，并对其中的温度量进行了有效性验证；然后参考现场经验确定了系统内发热与冷却达到平衡所需时间和运行状态量的稳定条件，提取了温度等相关状态量均保持稳定时的数据，即热稳态数据；最后以稳态数据为基础，对温度量进行了状态分析，统计了相关温度量与运行状态参量之间的关系，建立了二次函数温度模型，提供了稳定工况下温度量的参考值，

3、并在时间纵向上比较了相同运行状态下的温度值，达到了反映系统运行性能变化的目的，从而为电厂的状态检修提供了参考平台和判断依据。关键词：水轮发电机状态检修数据挖掘发热与冷却状态分析特性辨识IAbstractWiththedevelopmentofhydropower,theshortcomingsofconventionalscheduledmaintenancearemoreandmoreobvious,suchassuperfluousanddeficientmaintenance.ThedemandofCondition-BasedMaintenanceismoreandmoreurg

4、ent.Theheatingandcoolingsystemofhydroelectricgenerator,whichisvitaltohydropowerplants,isstronglyinfluentialtothereliabilityofoperationandservicelifeofequipment.Realizingcondition-basedmaintenanceofthesystemisquitehelpfultoimproveboththestabilityofhydroelectricgeneratorandtheeconomicbenefitsofhydr

5、opowerplant.Thus,combinedwiththeprojectnamed“YangtzeHydropowerOptimalMaintenanceInformationSystem”,methodologystudieshavebeendoneonthetemperaturestateanalysisandcharacteristicsidentificationofhydroelectricgenerator.Becausetherelationshipbetweentemperatureandavarietyofrelativefactorshasdistinction

6、ssuchasdynamicfeature,strongcoupling,largedelayandhighnonlinearityetc,it’sdifficulttobuildprecisemathematicalmodels.Thispaperinitiallysummarizesthebasicwayandthebasiclawofheattransferinsidehydroelectricgenerator,andthencomparescurrentanalysismethodsontemperaturewithoneanother.Afteralltheabove,asi

7、mplifiedtemperaturemodel,whichisbasedonthemethodsofstatisticsandregressionfitting,associatedwithoperatingstateparametersisproposed.Themodelisadvancedinhighreliability,lowcomplexityandstrongpracticality.Inaccordtothepro