[發明專利]發電機氣隙監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201611181161.0
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106705873B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 聶峰;王百方
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 11258 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 彭瓊<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種發電機氣隙監測系統及監測方法，涉及電力系統領域。該發電機氣隙監測系統包括：設置在定子和轉子之間的光傳導器件；與光傳導器件連接的光源，光源向光傳導器件輸入光信號；與光傳導器件連接的光檢測裝置，光檢測裝置接收并檢測光傳導器件輸出的光信號；與光檢測裝置連接的處理器，處理器基于光傳導器件輸出的光信號確定發電機氣隙的狀態參數。解決了氣隙事故引起的對風力發電機的損壞的問題。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，尤其涉及一種發電機氣隙監測系統及監測方法。

背景技術

氣隙結構是大型發電機中的重要構造，氣隙的寬度、氣隙中的形變或者溫度的變化都會對發電機的性能造成嚴重影響。

例如，風力發電機是將風能轉化為電能的設備，發電機包括定子和轉子。發電機通常為外轉子內定子結構，或者內轉子外定子結構。圖1為現有技術中的發電機的定子、轉子以及氣隙的結構示意圖，如圖1所示，為了保證轉子11能夠圍繞定子10自由轉動，防止定子和轉子之間摩擦，損壞風力發電機，轉子和定子之間保持有一定距離的氣隙12。

在發電機工作運行時，由于發電機內部部件脫落、發熱或載荷過大，導致定子或轉子發生形變，定子和轉子的相對位置會發生變化，使得定子和轉子之間的氣隙減小，甚至可能使定子和轉子之間產生摩擦，從而產生定轉子吸合故障，損壞定子和轉子的表面，導致風力發電機損壞。

發明內容

本發明實施例提供了一種發電機氣隙監測系統及監測方法，能夠監測到發電機的氣隙的狀態參數情況，使得操作人員能夠及時采取相應措施，避免對發電機的損壞。

第一方面，本發明實施例提供了一種發電機氣隙監測系統，包括：設置在定子和轉子之間的光傳導器件；與光傳導器件連接的光源，光源向光傳導器件輸入光信號；與光傳導器件連接的光檢測裝置，光檢測裝置接收并檢測光傳導器件輸出的光信號；與光檢測裝置連接的處理器，處理器基于光傳導器件輸出的光信號確定發電機氣隙的狀態參數。

在第一方面的一些實施例中，光傳導器件包括光纖光柵組件，光纖光柵組件包括串聯設置的一組或多組光柵；光檢測裝置檢測光纖光柵組件中各組光柵反射輸出的光信號；處理器根據光纖光柵組件的輸入光信號與各組光柵反射輸出的光信號的差別計算發電機氣隙的狀態參數。

在第一方面的一些實施例中，光源包括主光源和備光源，主光源和備光源分別連接至光纖光柵組件的兩端；光檢測裝置連接至光纖光柵組件的兩端；系統還包括與處理器連接的切換控制裝置；其中，光檢測裝置檢測光纖光柵組件反射輸出的主光信號，在處理器根據主光信號確定光纖光柵組件出現斷點的情況下，切換控制器控制主光源和/或備光源切換工作狀態。

在第一方面的一些實施例中，在光檢測裝置檢測到部分光柵反射輸出的主光信號的情況下，切換控制器控制備光源切換為工作狀態；主光源和備光源分別從光纖光柵組件的兩端輸入光信號；光檢測裝置從光纖光柵組件的兩端分別接收斷點兩側的光柵反射輸出的主光信號和備光信號。

在第一方面的一些實施例中，光傳導器件包括光纖；光檢測裝置檢測光纖輸出的光信號的強度；處理器基于光纖輸出的光信號的強度判斷發電機氣隙的當前寬度。

在第一方面的一些實施例中，發電機氣隙的狀態參數包括下列各項中的至少一項：氣隙溫度、氣隙寬度、定子受到的應力、轉子受到的應力、定子形變量、轉子形變量。

在第一方面的一些實施例中，系統還包括設置在轉子或定子外表面上的一個或一個以上的凸起，凸起上設置有凹槽，其中，凸起的高度小于氣隙的標準寬度；光傳導器件設置在凹槽中。

在第一方面的一些實施例中，光傳導器件的直徑大于凹槽的深度。

在第一方面的一些實施例中，凸起沿轉子或定子的圓周周向設置，或者凸起沿轉子或定子轉動軸延伸方向設置。