[發(fā)明專利]一種發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106768274B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊敏震;菅云峰;周軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江中電智能科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01M7/02
• 代理公司: 上海智力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，包括發(fā)電機(jī)、第一加速度傳感器、顯示器、工控機(jī)、監(jiān)控主機(jī)，所述第一加速度傳感器沿徑向圓周方向固定在發(fā)電機(jī)汽端和勵磁端的外殼上。本發(fā)明通過將第一加速度傳感器設(shè)置在電機(jī)外殼端部，有效避免了電機(jī)內(nèi)部高壓、高磁場環(huán)境對傳感器的干擾，通過檢測外殼端部的振動幅度，得到定子繞組端部的振動幅度，得到定子繞組端部近似一個完整的繞組端部振動情況，振源監(jiān)測準(zhǔn)確，定位精度高；且加速度傳感器安裝過程中不會對電機(jī)機(jī)身造成損壞，安裝、維修方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動時近年來國內(nèi)受到運(yùn)行單位高度重視的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測新增熱點(diǎn)。在發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行中，大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部由于振動而導(dǎo)致線棒磨損、絕緣損壞甚至造成相間短路、燒毀繞組等故障或事故時有發(fā)生，很多起發(fā)電機(jī)短路故障時由于機(jī)械振動導(dǎo)致絕緣材料損壞引發(fā)的。

發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動是由于發(fā)電機(jī)定子線圈端部與端部的漏磁通相互作用，使得定子繞組端部受到與轉(zhuǎn)速相同的旋轉(zhuǎn)電磁力作用。電磁力的徑向分量是引起繞組端部結(jié)構(gòu)振動的主要激勵力，它具有橢圓分布模式，其頻率等于汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率的兩倍，對轉(zhuǎn)速為3000r/min的汽輪發(fā)電機(jī)來說，電磁力頻率接近或等于100Hz。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組端部兩端（勵端、汽端）橢圓型振型模態(tài)頻率接近或等于100Hz時，定子繞組端部將產(chǎn)生較大振動或共振，這將導(dǎo)致定子繞組端部絕緣磨損、冷卻水管接頭處泄露，相間短路等破壞事故，直接影響電機(jī)組的正常運(yùn)行，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

隨著國內(nèi)大型發(fā)電機(jī)組投運(yùn)的快速發(fā)展，定子端部繞組振動受到越來越高的重視，對定子端部繞組振動的監(jiān)測具有一定的必要性，實(shí)時測量運(yùn)行中的振動幅值，做到早期報警，避免突發(fā)性事故。國家也推出了關(guān)于發(fā)電機(jī)繞組端部振動測量方法及評定準(zhǔn)則的國家標(biāo)準(zhǔn) 《透平型發(fā)電機(jī)定子繞組端部動態(tài)特性和振動試驗(yàn)方法及評定GB/T 20140-2006》。其中對于端部繞組振幅大于250um，小于400um需要做出報警提示，端部繞組振幅大于400um，以及端部繞組振幅變化超過100um時需要做出停機(jī)措施。

由于大型發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的高壓、強(qiáng)電磁場環(huán)境，發(fā)電機(jī)定子繞組端部的在線監(jiān)測技術(shù)一直是難點(diǎn)問題，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的端部測振系統(tǒng)就是基于光纖傳感技術(shù)，將多個光學(xué)傳感探頭直接固定于端部繞組各個方位上，直接采集端部繞組線棒振動信號。由于光纖傳感器不含金屬，傳感探頭沒有任何電子元件，從而避免了電機(jī)內(nèi)部高壓、強(qiáng)電場對監(jiān)測的影響。但是這樣的監(jiān)測系統(tǒng)安裝繁瑣，電機(jī)內(nèi)部傳感探頭的固定較為麻煩，光纖的走線很繁瑣，且在安裝時需要在發(fā)電機(jī)機(jī)身鉆孔以便引線，會對發(fā)電機(jī)機(jī)身造成一定的損害，整體設(shè)備的維護(hù)也較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一種發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，解決了現(xiàn)有測振系統(tǒng)中光學(xué)傳感探頭安裝繁瑣，會對發(fā)電機(jī)的機(jī)身造成損壞、影響發(fā)電機(jī)氣密性的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)、多個用于檢測發(fā)電機(jī)端部外殼振動幅度的第一加速度傳感器、柜體，所述柜體內(nèi)從上往下依次設(shè)置有顯示器、工控機(jī)、監(jiān)控主機(jī)，所述第一加速度傳感器沿徑向圓周方向固定在發(fā)電機(jī)汽端和勵磁端的外殼上，第一加速度傳感器通過電纜信號線將端部外殼的振動信號傳遞給監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)根據(jù)接收的振動信號計(jì)算出端部繞組的振動幅度并將振動數(shù)據(jù)傳遞給工控機(jī)，工控機(jī)將端部繞組的振動數(shù)據(jù)傳遞給顯示器進(jìn)行可視化顯示。

進(jìn)一步地，所述第一加速度傳感器采用壓電式加速度傳感器或磁電式加速度傳感器，通過粘貼或螺栓均勻固定在發(fā)電機(jī)汽端和勵磁端外殼上。

進(jìn)一步地，所述第一加速度傳感器采用分布式光纖傳感器，多圈纏繞在發(fā)電機(jī)汽端和勵磁端的外殼上。

一種發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動監(jiān)測方法，具體包括以下步驟：