水电站机组噪声监测分析系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水电站机组噪声监测分析系统，包括噪声数据预处理单元、噪声采集单元、液晶显示屏、键相传感器和多个噪声传感器；所述噪声采集单元与键相传感器、噪声传感器电性连接，向键相传感器和噪声传感器供电，并接收键相传感器和噪声传感器的信号；所述噪声采集单元与噪声数据预处理单元电性连接，噪声数据预处理单元连接液晶显示屏；所述噪声数据预处理单元通过网线连接光纤交换机。本实用新型专利技术利用噪声采集单元和噪声传感器来采集发电机重要部位的噪声信号，利用噪声数据预处理单元提取噪声特征，得到反映声音特性的各种参数，分析判断噪声是否存在异常，实现机组运行状态的实时监测。组运行状态的实时监测。组运行状态的实时监测。

【技术实现步骤摘要】
水电站机组噪声监测分析系统


[0001]本技术涉及水电站机组监测
，特别涉及水电站机组噪声监测分析系统。

技术介绍

[0002]大型混流机组是一个非常复杂的系统，是水电站的核心设备。对机组进行实时在线监测，对状态的变化进行及时预警和分析，是保证机组长期安全稳定运行、实现精准检修维护的重要技术手段。现有水电站各台机组安装了机组状态在线监测系统，对机组的振动、摆度、压力脉动、发电机空气间隙以及局部放电等进行实时监测，为分析和评价机组状态，指导机组运行和检修提供了一定的技术支撑。但是，由于部分旋转或密闭的设备无法安装传感器，缺乏监测手段，对机组状态的监测仍然存在一些盲点。
[0003]机组在运行过程中会产生各种各样的声音，机组状态的劣化以及故障的发生通常都伴随有异响。监测和分析噪声，也能够发现和识别机组状态的变化，可以有效弥补传统监测手段的不足，更全面地反映机组状态。此外，振动、摆度、压力脉动等和噪声联系紧密，通过这些参数的联合分析和综合应用，互相佐证，能够提高分析结论的准确性。
[0004]目前电力行业内很少对水轮发电机组的噪声进行在线监测，异响主要是巡检时通过人“听”来发现。随着人工智能及声音识别技术的发展，通过机器来模拟人的听觉，自动对机组异常声音进行识别，进而对故障进行诊断和定位的技术已经日趋成熟，这为建立机组噪声在线监测系统提供了技术条件。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术提供了水电站机组噪声监测分析系统，通过对机组重要部位的噪声信号的采集及特征提取，实现机组运行状态的实时监测。
[0006]为此，本技术的技术方案是：水电站机组噪声监测分析系统，包括噪声数据预处理单元、噪声采集单元、液晶显示屏、键相传感器和多个噪声传感器；所述噪声采集单元与键相传感器、噪声传感器电性连接，向键相传感器和噪声传感器供电，并接收键相传感器和噪声传感器的信号；所述噪声采集单元与噪声数据预处理单元电性连接，噪声数据预处理单元连接液晶显示屏；所述噪声数据预处理单元通过网线连接光纤交换机。
[0007]键相传感器和多个噪声传感器安装在水电站机组上，键相传感器用于控制数据采集并获取机组转速；噪声传感器选择ICP供电传声器，用于监测机组各点位的噪声。噪声采集单元用于对来自噪声传感器的输出信号进行高速采样，通过A/D将模拟信号转换成数字信号，为评价噪声特性提供精确的数据。噪声数据预处理单元用于对噪声数据采集单元采集过来的噪声原始数据进行傅立叶变换(FFT)，提取噪声特征，得到反映声音特性的各种参数，包括dBA和dBL、主要频率、主频幅值、100Hz幅值、低频幅值、高频幅值、超高频幅值等，分析判断噪声是否存在异常，对异常噪声进行识别并存储异常记录。液晶显示屏用于进行现地实时监测、分析及系统维护使用。噪声数据预处理单元通过光纤交换机与上位机进行数
据传输。
[0008]优选地，所述噪声采集单元连接键相传感器和14个噪声传感器；所述噪声采集单元电性由电源模块供电，电源模块将220V交流电转换成24V直流电；噪声采集单元通过RS485通讯连接噪声数据预处理单元。14个噪声传感器分别用于监测发电机机头噪声(1个)、发电机上风洞噪声(4个)、发电机下风洞噪声(3个)、水车室噪声(3个)、蜗壳进人门噪声(1个)、尾水进人门噪声(2个)，全方位监测机组。
[0009]优选地，所述噪声数据预处理单元、噪声采集单元、液晶显示屏设置在数据采集柜内，数据采集柜内还设有防潮加热器、散热风机和照明灯，散热风机由温度控制器控制，防潮加热器由湿度控制器、温度控制器共同控制。每台机组配数据采集站一个，数据采集站设备安装在机柜内；机柜内装有防潮加热器和散热风机，可控制柜内的温度和湿度，确保空气循环流畅，并在过热状态时不会损坏设备；盘柜内装照明插座设备，以方便运行和维修。
[0010]优选地，所述数据采集柜包括矩形柜体和柜门，柜体上设有门控开关，门控开关与柜门配合工作；所述柜体内设有6个断路器、插座、湿度控制器和温度控制器。照明灯设计成由封闭门的门控开关控制。
[0011]优选地，数据采集柜连接电源输入端，电源输入端通过第二断路器、第三断路器、第四断路器、第五断路器分别连接噪声数据预处理单元、液晶显示屏、电源模块和光纤交换机；电源输入端通过第六断路器连接插座、照明灯、防潮加热器和散热风机，所述照明灯与门控开关串联，防潮加热器与湿度控制器串联，湿度控制器、散热风机与温度控制器电性连接。电源输入端连接220V交流电，通过断路器连接各个部件，照明灯、防潮加热器、散热风机的电源由同一断路器控制。
[0012]优选地，所述电源输入端上设有第一断路器，电源输入端电性连接失电报警继电器。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：利用噪声采集单元和噪声传感器来采集发电机机头、风洞、水车室、蜗壳进人门、尾水进人门等重要部位的噪声信号，利用噪声数据预处理单元对噪声原始数据进行傅立叶变换，提取噪声特征，得到反映声音特性的各种参数，分析判断噪声是否存在异常，对异常噪声进行识别并存储异常记录，实现机组运行状态的实时监测。
附图说明
[0014]以下结合附图和本技术的实施方式来作进一步详细说明
[0015]图1为本技术的结构框图；
[0016]图2为数据采集柜的结构示意图；
[0017]图3为数据采集柜的内部布置示意图；
[0018]图4为数据采集柜内电源接线原理图；
[0019]图5为噪声采集单元的接线原理图；
[0020]图6为噪声传感器的安装分布图。
[0021]图中标记为：噪声数据预处理单元1、噪声采集单元2、液晶显示屏3、光纤交换机4、机柜5、温度控制器6、湿度控制器7、门控开关8、断路器9、插座10、继电器20、电源模块21；
[0022]发电机机头噪声传感器11、发电机上风洞噪声传感器12、发电机下风洞噪声传感
器13、水车室噪声传感器14、蜗壳进人门噪声传感器15、尾水进人门噪声传感器16、键相传感器17。
具体实施方式
[0023]在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。
[0024]此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本技术描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水电站机组噪声监测分析系统，其特征在于：包括噪声数据预处理单元、噪声采集单元、液晶显示屏、键相传感器和多个噪声传感器；所述噪声采集单元与键相传感器、噪声传感器电性连接，向键相传感器和噪声传感器供电，并接收键相传感器和噪声传感器的信号；所述噪声采集单元与噪声数据预处理单元电性连接，噪声数据预处理单元连接液晶显示屏；所述噪声数据预处理单元通过网线连接光纤交换机。2.如权利要求1所述的水电站机组噪声监测分析系统，其特征在于：所述噪声采集单元连接键相传感器和14个噪声传感器；所述噪声采集单元电性由电源模块供电，电源模块将220V交流电转换成24V直流电；噪声采集单元通过RS485通讯连接噪声数据预处理单元。3.如权利要求1所述的水电站机组噪声监测分析系统，其特征在于：所述噪声数据预处理单元、噪声采集单元、液晶显示屏设置在数据采集柜内，数据采集柜内还设有防潮加热器、散热风机和照明灯，散热风机由温度控制器控制，防潮加热器由湿度控制器、温度控制器共同控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仕元，朱玉良，苏江，陈泽阳，尹祥，黄竞，彭守强，万芳清，
申请(专利权)人：云南华电金沙江中游水电开发有限公司阿海发电分公司，
类型：新型
国别省市：