一种汽机超速保护系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110529203A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910847218.3(22)申请日2019.09.02(71)申请人杭州众工电力科技有限公司地址310053浙江省杭州市滨江区东信大道66号E座238室(72)发明人张永军张建江陈卫(51)Int.Cl.F01D21/02(2006.01)F01D21/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种汽机超速保护系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种汽机超速保护系统，包括旋转轴转速检测传感器，用于检测汽轮机转速；一次油压传感器，用于检测汽轮机的一次油压；旋转轴径向振动传感器，用于检测旋转轴的径向振动的振幅和频率；超速判定模块，根据旋转轴转速检测传感器、一次油压传感器和旋转轴径向振动传感器的监测信号对汽轮机运行状态进行判断；停机保护模块，与超速判定模块通讯连接，若超速判定模块发出汽机超速判定信号，停机保护模块执行停机操作。本发明能够改进现有技术的不足，提高了超速保护系统判定的准确度。CN110529203ACN110529203A权利要求书1/2页1.一种汽机超速保护系统，其特征在于：包括，旋转轴转速检测传感器(1)，用于检测汽轮机转速；一次油压传感器(2)，用于检测汽轮机的一次油压；旋转轴径向振动传感器(3)，用于检测旋转轴的径向振动的振幅和频率；超速判定模块(4)，根据旋转轴转速检测传感器(1)、一次油压传感器(2)和旋转轴径向振动传感器(3)的监测信号对汽轮机运行状态进行判断；停机保护模块(5)，与超速判定模块(4)通讯连接，若超速判定模块(4)发出汽机超速判定信号，停机保护模块(5)执行停机操作。2.一种权利要求1所述的汽机超速保护系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：A、旋转轴转速检测传感器(1)对汽轮机转速进行检测，得到转速信号v；B、一次油压传感器(2)对汽轮机的一次油压进行检测，得到一次油压信号P；C、旋转轴径向振动传感器(3)对汽轮机旋转轴的径向振动进行检测，得到径向振动的振幅信号A和频率信号F；D、超速判定模块(4)采集转速信号v、一次油压信号P、振幅信号A和频率信号F，根据如下条件对汽轮机是否超速进行判定，①转速信号v一直不高于设定阈值vT，判定汽轮机没有超速；②转速信号v出现高于设定阈值vT的脉冲信号，且在检测时间段内高于设定阈值vT的时长占比小于5％；将频率信号F和振幅信号A分别与转速信号v进行对比，若频率信号F与转速信号v的相似度大于相似度阈值，且振幅信号A与转速信号v的脉冲信号的振幅成正比，则判定汽轮机超速，否则判定汽轮机没有超速；③转速信号v出现高于设定阈值vT的脉冲信号，且在检测时间段内高于设定阈值vT的时长占比大于等于5％且小于等于50％；将频率信号F和振幅信号A分别与转速信号v进行对比，若频率信号F与转速信号v的相似度大于相似度阈值，且振幅信号A与转速信号v的脉冲信号的振幅成正比，则判定汽轮机超速；将频率信号F和振幅信号A分别与转速信号v进行对比，若频率信号F与转速信号v的相似度大于相似度阈值，或振幅信号A与转速信号v的脉冲信号的振幅成正比，对一次油压信号P进行分析；若一次油压信号P与转速信号v为正相关关系，且一次油压信号P在检测时间段内的平均值大于一次油压信号P的初始值，则判定汽轮机超速；否则判定汽轮机没有超速；④转速信号v出现高于设定阈值vT的脉冲信号，且在检测时间段内高于设定阈值vT的时长占比大于50％，判定汽轮机超速；E、当超速判定模块(4)发出汽轮机超速信号时，停机保护模块(5)执行停机操作。3.根据权利要求2所述的汽机超速保护系统的控制方法，其特征在于：步骤A中，对采集到的转速信号v进行如下处理，A1、将采集到的离散转速信号拟合为转速曲线x；A2、建立滑动窗口，滑动窗口的长度大于任意两个离散转速信号的间隔；A3、计算滑动窗口内的转速曲线段的平均值，以滑动窗口中的离散转速信号作为参考2CN110529203A权利要求书2/2页值，若滑动窗口内有多个离散转速信号，则以所有离散转速信号的平均值作为参考值；A4、根据平均值与参考值的偏差值对转速曲线段进行调整；若偏差值为0，则不作调整，否则，按照以下方式选择调整基点，调整基点的时间轴坐标与所有离散转速信号时间轴坐标的差值绝对值的和最小，以调整基点为起始点，对调整基点两侧的转速曲线段进行调整，使得调整后的偏差值为0，调整过程中保证调整基点上转速曲线的一阶导数存在，且调整前后转速曲线段的差值的绝对值在时间轴上的积分结果最小。4.根据权利要求3所述的汽机超速保护系统的控制方法，其特征在于：步骤B中，对采集到的一次油压信号P进行如下处理，B1、在转速曲线x上