贯流式机组运行状态监测信息熵的设备健康特征提取及评估

何 滔 汪广明 曹 峰

(国家能源大渡河沙坪发电有限公司，四川 乐山 614300)

1 概 述

灯泡贯流式机组作为贯流式水轮发电机组的主要类型之一，具有运行水头低、建设周期短等特点，在开发低水头水力资源方面具有显著优势。由于机组的特殊结构、安装工艺及所处环境外在影响等因素，运行过程中极易引发振动和摆度值超标，威胁机组安全稳定运行。机组状态在线监测系统作为监测机组实时运行工况的平台，集数据采集与分析于一体，能够及时反映出机组的振摆情况。

信息熵能够有效检测振动信号时间序列的动力学特性，基于时频熵(TFE)、样本熵(SE)和排列熵(PE)的分析方法对于机械系统特征提取及故障诊断有较好的效果[1]。贯流式机组运行过程中监测采集的摆度、振动、压力脉动、发电机空气间隙、水力动力特性信息数据，为贯流式机组运行状态监测信息熵的设备健康特征提取及评估提供了条件。

本文在振摆、水力动力特性信号多维表达的基础上结合信息熵的基本分析方法，以大渡河沙坪二级水电站灯泡贯流式机组为例，将在线监测平台采集到的各状态数据进行信息熵分析，提取特征数据，评估健康状态，用以指导机组发电运行。

2 运行状态监测系统构成及设备配置

2.1 系统构成

沙坪二级机组运行状态监测系统由现地传感器、数据采集站、上位机等构成。现地传感器将采集到的数据通过电缆送往数据采集站，数据采集站对数据进行分析处理后通过光纤与上位机通信，使运行人员既能通过上位机实时观测机组运行情况，也能通过历史数据分析等手段总结规律。……