CN108429406A - 一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法 - Google Patents

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曾广移
巩宇
李德华
郑松远
陈泽阳
彭大鹏
万芳清
杨小龙
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Beijing Huake Tongan Monitoring Technology Co Ltd
Peak and Frequency Regulation Power Generation Co of China Southern Power Grid Co Ltd
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Beijing Huake Tongan Monitoring Technology Co Ltd
Peak and Frequency Regulation Power Generation Co of China Southern Power Grid Co Ltd
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
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Abstract

本发明属于水轮发电机组监测技术领域，特别涉及一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，包括以下步骤：步骤1、在定子内壁安装1个或者多个气隙传感器，监测定转子气隙；步骤2、在定子铁芯外侧中部安装1个或者多个振动传感器，监测定子铁芯振动；步骤3、根据定转子气隙监测数值，计算磁极形貌，分析磁极形貌的均匀性，重点分析磁极形貌中的凸峰，当磁极形貌中有1个凸峰，在定子铁芯振动中便会有1X幅值成分存在；当磁极形貌中有2个凸峰，在定子铁芯振动中便会有2X成分存在，以此类推，凸峰越突出，其对应的频率成分就越大，通过本方法，可以分析定子铁芯振动的根源，为处理定子铁芯异常振动提供依据。

Description

一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法
技术领域
本发明属于水轮发电机组监测技术领域，特别涉及一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法。
背景技术
随着水轮发电机组单机装机容量增加，水电在整个电力系统中的占比越来越大，电力系统对其运行可靠性也提出了更高的要求，为此需确保机组运行的安全、可靠，同时降低设备维护费用，提高机组运行效率。目前开展对水轮发电机组进行在线监测与故障诊断已经成为电力系统生产和科研部门研究热点之一。利用高性能计算机对机组的实时状态进行在线监测，能够及时了解机组的运行参数、当前工作状况，及时发现事故隐患，并能进行报警监测和事故追忆，更能高速瞬时保存大量异常信息，便于进行事故分析。所以，研究水轮发电机组的故障诊断技术，基于相关技术对机组的振动故障进行智能诊断，有助于提高我国水轮发电机组故障诊断水平，并缩小与国外同类技术的差距都具有十分重要的意义。
水轮发电机组正常运行时，如果定子和转子之间的气隙是均匀的，则转子在均匀磁场中运行，此时定转子径向各点所受的磁拉力是均匀的，其在径向上所受合力为零。这种均匀的磁拉力对定转子的刚度有加强作用。由于制造质量或安装不当水会造成定转子相对偏心或运行时转子励磁绕组故障而产生不平衡磁拉力。磁拉力不平衡引起的故障对电机的运行产生较大的影响，将会导致系统产生振动和噪声，引起转轴挠度增大和机组振动等问题，严重时使机组无法正常运行。因此，如何比较准确方便地监测水轮发电机不同工况下的磁拉力不平衡，对于机组设计和转轴振动分析都是十分重要的。
在水轮发电机组中，定子铁芯振动多由磁拉力不均衡引起，磁拉力不平衡的传统算法是利用经验公式及人工分析，根据结构型式不同而得出，这种方法是将不均匀磁拉力简化成与偏心率成正比的线性关系，对各不平衡磁拉力的计算进行分析和对比，这种方法的误差较大，无法精确计算。
综上所述，发展我国水轮发电机组状态监测与故障诊断技术，研究机组故障的智能诊断技术，揭示磁拉力不平衡对机组振动的影响和危害，最终达到对机组故障的预测维修提供评价依据，是摆在本领域技术人员面前的一项紧迫任务。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本发明提供了一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，通过实时对发电机定转子气隙的监测，获得转子磁极形貌，从而分析磁拉力不均衡，监测发电机定子铁芯的异常振动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，包括以下步骤：
步骤1、在定子内壁安装1个或者多个气隙传感器（平板电容传感器），监测定转子气隙；
步骤2、在定子铁芯外侧中部安装1个或者多个振动传感器，监测定子铁芯振动；
步骤3、根据定转子气隙监测数值，计算磁极形貌，分析定子铁芯振动的根源，为处理定子铁芯异常振动提供依据。
本发明的一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，其中，步骤3中分析定子铁芯振动的方法为：通过气隙监测数值，分析磁极形貌的均匀性，重点分析磁极形貌中的凸峰，凸峰的个数和定子铁芯振动的频率成分有对应关系，当磁极形貌中有1个凸峰，在定子铁芯振动中便会有1X幅值成分存在；当磁极形貌中有2个凸峰，在定子铁芯振动中便会有2X成分存在，以此类推，凸峰越突出，其对应的频率成分就越大。
本发明的有益效果是：对比现有技术，本发明的一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振
动的方法，通过监测定转子气隙，计算磁极形貌，可以分析定子铁芯振动的根源，为处理定子铁芯异常振动提供依据。
附图说明
图1是本发明实施例中发电机截面结构示意图。
图2是本发明实施例中转子磁极形貌波形图。
图3是本发明实施例中定子铁芯振动频谱分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，进一步阐明本发明的优点及相对于
现有技术的突出贡献，可以理解的，下述的实施例仅是对本发明较佳实施方案的详细说明，不应该解释为对本发明技术方案的任何限制。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
如图1-3所示的一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，包括以下步骤：
步骤1、在定子（2）内壁安装1个或者多个气隙传感器（3）或平板电容传感器，监测定子（2）与转子（1）之间气隙；
步骤2、在定子（2）铁芯外侧中部安装1个或者多个振动传感器（4），监测定子（2）铁芯振动；
步骤3、根据定转子气隙监测数值，计算磁极形貌，分析定子（2）铁芯振动的根源，为处理定子（2）铁芯异常振动提供依据。
本实施例中，转子磁极形貌中有3个明显的凸峰，标注了a、b、c，其中a和b的高度基
本一致，所以定子铁芯振动中的2X幅值最大；由于有3个凸峰，所以定子铁芯振动中也存在着3X成分。

Claims (2)

1.一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、在定子内壁安装1个或者多个气隙传感器（平板电容传感器），监测定转子气隙；
步骤2、在定子铁芯外侧中部安装1个或者多个振动传感器，监测定子铁芯振动；
步骤3、根据定转子气隙监测数值，计算磁极形貌，分析定子铁芯振动的根源，为处理定子铁芯异常振动提供依据。
2.根据权利要求1所述的一种通过气隙监测分析定子铁芯异常振动的方法，其特征在于：所述步骤（3）中分析定子铁芯振动的方法为：通过气隙监测数值，分析磁极形貌的均匀性，重点分析磁极形貌中的凸峰，凸峰的个数和定子铁芯振动的频率成分有对应关系，当磁极形貌中有1个凸峰，在定子铁芯振动中便会有1X幅值成分存在；当磁极形貌中有2个凸峰，在定子铁芯振动中便会有2X成分存在，以此类推，凸峰越突出，其对应的频率成分就越大。
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