一种发电机气隙静态偏心故障方位及故障程度的检测方法

文档序号:9248578
一种发电机气隙静态偏心故障方位及故障程度的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种测定发电机内部气隙静态偏屯、故障方位及故障程度的方法,属检 测技术领域。
【背景技术】
[0002] 大多数发电机都不同程度地存在定转子气隙偏屯、的现象,当偏屯、程度超过一定限 度时即认为发电机存在气隙偏屯、故障,此类故障会导致发电机轴承工作状态恶化,同时加 剧定转子振动,造成定子铁屯、变形、绕组磨损和绝缘破坏。
[0003] 气隙偏屯、可分为静偏屯、、动偏屯、W及动静混合偏屯、等S种,其中,气隙的静态偏屯、 是指发电机定子中屯、与转子的旋转中屯、不重合,但转子中屯、与旋转中屯、重合,相当于导轴 承中屯、从定子中屯、向某个方向偏移,使转子在此方向相对于定子偏屯、,定转子气隙发生变 化,如图1所示,相对静偏屯、值W6表示。
[0004] 目前对于气隙偏屯、的研究集中在根据发电机定转子机械振动特征、定子并联支路 环流电气特征,将发电机的气隙偏屯、故障从转子短路故障W及气隙偏屯、和转子短路复合故 障中区分出来。但对于气隙静偏屯、故障,由于其故障的发生位置W及偏屯、的程度大小无法 从其定转子的振动特征、并联支路环流等电气特征中简单求出,给发电机的维护和维修带 来很大困难。
[0005] 综上所述,如何测定发电机气隙静偏屯、故障的发生方位W及故障的程度,依旧是 本领域亟待解决的问题。

【发明内容】

[0006] 针对现有技术的不足,本发明公开了一种发电机气隙静偏屯、故障方位和故障程度 的检测方法,该方法简便易行,能够快捷、可靠地测定发电机内部气隙静偏屯、故障方位及故 障程度,为发电机静偏屯、故障的排除提供数据支持。
[0007] 具体地说,本发明是通过如下技术方案实现的:
[000引一种发电机气隙静态偏屯、故障方位的检测方法,包括下述步骤;1)通过霍尔电压 传感器采集定子圆周四个垂直分布测点上感应线圈的电压信号,并将其输出至采集仪;2) 比较四个测点电压信号,确定静偏屯、故障方位和故障程度。
[0009] 为了保证电压信号采集准确,在步骤1)中,将采集到的电压信号通过运算放大器 将输出电压稳定在采集仪的采集量程内。
[0010] 在本发明公开的方法中,依靠测点的电压信号来判断静偏屯、故障方位,具体的判 断方法为:
[0011] (1)四个测点电压相等且等于正常情况下电压,则发电机运行正常;
[0012] (2)四个测点任意两个相对测点电压相等且等于正常情况下所测电压,另外两个 测点电压分别为最大值和最小值,则为90°气隙静偏屯、故障,故障的最小气隙位于最大电 压值的测点处;
[0013] (3)四个测点任意两个相邻测点电压相等,另外两个相邻测点电压也相等但不等 于前两个测点的电压,正常情况下所测电压的大小介于该两组测点电压之间,则为45°气 隙静偏屯、故障,故障的最小气隙位于电压值较大的两个相等电压的测点中间;
[0014] (4)四个测点所测电压均不相等,则为0角气隙静偏屯、故障,故障的最小气隙位 于电压值最大的测点向电压值第二大测点转过一个0角方向,0° < 0 <45°。
[0015] 为了准确评估故障程度,为维修提供数据支持,在上述基础上,本发明还公开了对 发电机气隙静偏屯、故障程度的检测方法,利用故障时各测点电压与正常情况下的测电电压 的比值计算相对静偏屯、值5s从而评估故障程度。
[0016] 本发明所公开的技术方案,根据定子圆周上垂直分布的四个感应线圈的电压信号 诊断发电机内部气隙静偏屯、故障,不仅能够将气隙静偏屯、故障的最小气隙所在方向,而且 能够准确计算出相对静偏屯、的故障程度。本发明的检测方法,简单易行,可弥补W转子振动 特性为主的传统诊断技术的不足,便于发电机的维护和维修。
【附图说明】
[0017] 图1为发电机气隙静偏屯、故障状态坐标系示意图;
[0018] 图2为本发明的感应线圈电压信号测取方法示意图;
[0019] 图3是气隙中感应线圈布置方式示意图;
[0020] 图4是发电机正常运行判据示意图;
[0021] 图5是发电机90°气隙静偏屯、故障判据不意图;
[0022] 图6是发电机45°气隙静偏屯、故障判据示意图;
[0023] 图7是发电机0角气隙静偏屯、故障判据示意图;
[0024] 图8是发电机静偏屯、故障程度鉴定流程图;
[0025] 图9中的a、b、c、d分别为未出现气隙静偏屯、故障、90°静偏屯、、45°静偏屯、、0角 静偏屯、的发动机状态坐标系示意图。
[0026] 在所提供附图中,标号对应含义分别为1-发电机,2、3、4、5-霍尔电压传感器, 6-轴承座,7-励磁机,8-上位机,9-下位机;
[0027] 各公式中符号对应含义分别为&、&、&、&为各测点电压值扣。为正常情况下电压 值);f(a,t)为正常运行时的气隙磁势(发电机发生的静偏屯、只影响磁导,不影响磁势,故 偏屯、后磁势与正常相等);Ff为主磁势;F,为电枢反应磁势;F1为合成磁势;《t= 2 31ft为 转子机械角频率;ft为转子的机械频率;g为平均气隙;A为气隙磁导;y。为真空磁导率; a为定子机械角(定义W气隙最小处为起点,逆时针方向为正)为发电机内功角;B为 磁感应强度;1为感应线圈切割磁场的长度;V为磁场相对于感应线圈的切割速度,数值上 为化为定子内径);SS为相对静偏屯、值;9为偏屯、角度。
【具体实施方式】
[002引为了更准确、清晰地说明本发明检测方法的具体操作过程,申请人结合附图对本 发明检测方法的原理、实现过程、计算方法进行了说明。如下所公开的具体实施过程仅为示 意性的,并不对本发明构成特别限制。
[0029]参考图2,本发明的检测方法是在传统的发电机机组结构(轴承座6上的发电机1 通过与其同轴的励磁机7从励磁机获得直流电流),在发电机1的定子铁巧垂直和水平方向 上安装四个连接感应线圈的霍尔电压传感器2、3、4、5,采集的信号通过信号传输线传输至 下位机9。下位机将经过滤波去噪预处理后的信号传至上位机8保存,上位机8通过比较 四个测点的电压信号的大小可W判断静偏屯、故障发生的方向;利用推导出的故障程度计算 式,将采集到的电压信号与正常情况下的电压信号代入到公式中,可W计算出静偏屯、故障 程度。
[0030] 参考图3,显示了安装四个霍尔传感器的四个测点20、30、40、50,该些测点在圆周 上垂直分布.
[003U参考图4-7,显示了本发明的检测方法判断过程:采集到的电压信号,可能分别为 如下几种情况:
[003引 ①Ui二U2二U3二U4二UQ;
[003引 ②Ui>。2=。3>。4;。4>。2=。3>Ui;U2>Ui=。4>Ui=。4>
[0034] @Ui=Ua>Ua=U4;U4=Ua>Ua=Ui;U2=Ui>U4=U3;U3=Ui>U4=U2;
[0035] ④Ui>U2>Us>U4;Ui>Us>U2>U4;U2>Ui>U*>U3;U2>U*>Ui>U3;U3 >Ui>U4>U2;U3>U4>Ui>U2;U4>Ua>Ua>Ui;U4>Ua>Ua>Ui〇
[0036] 在上述中,各测点电压平均值W及正常运行时四个感应线圈的平均电压U。由下式 计算:
[0037]
(1)
[003引其中,U巧第i个测点的电压均方根值(有效值),m为采样次数,U。为四个测点 总的电压平均值。
[0039] 为了提高检索所得电压数据的准确性
再多了解一些
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