CN108490238B - 汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法 - Google Patents
汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108490238B CN108490238B CN201810195889.1A CN201810195889A CN108490238B CN 108490238 B CN108490238 B CN 108490238B CN 201810195889 A CN201810195889 A CN 201810195889A CN 108490238 B CN108490238 B CN 108490238B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- generator
- current
- bearing bush
- shaft
- steam turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,所述处理装置包括:设置于汽轮机(60)中的第一互感器(1)和第二互感器(2);设置于汽轮机(60)与发电机(61)之间的第三互感器(3);设置发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴接地电路上的第四互感器(4);与第一互感器(1)、第二互感器(2)、第三互感器(3)、第四互感器(4)、大轴(63)以及发电机(61)相连的监控装置(5),根据采集到的电流电压信号按照预设规则定位所述发电机(61)或所述汽轮机(60)中的故障发生点和分析故障发生的原因。在本发明中,可以持续监测发电机和汽轮机中所有与轴电流相关的电流电压参数,根据预设规则精确找到故障发生点。
Description
技术领域
本发明涉及发电机领域,尤其涉及一种汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法。
背景技术
发电机在正常运行期间,会因为定转子不同心、转子剩磁等原因,在转子大轴上感应出电压,称轴电压。图1示出了汽轮发电机的结构组成,包括依次安装在大轴63上的汽轮机60、发电机61和励磁机62,汽轮机60包括推力瓦600、第一轴瓦601、第二轴瓦602、第三轴瓦603、第四轴瓦604、第五轴瓦605、第六轴瓦606、高中压缸607、第一低压缸608、第二低压缸609、7个油膜和7个轴承箱,高中压缸607、第一低压缸608和第二低压缸609依次安装在大轴63上,每个轴瓦与轴承箱之间都会有一层油膜相隔组成一个结构整体依次安装在每个压缸的左右两侧,由第一轴瓦601和第二轴瓦602组成的两个结构整体分别安装在高中压缸607的左右两侧,由第三轴瓦603和第四轴瓦604组成的两个整体分别安装在第一低压缸608的左右两侧,由第五轴瓦605和第六轴瓦606组成的两个整体分别安装在第二压缸609的左右两侧;发电机61包括第七轴瓦610和第八轴瓦611;励磁机62包括励磁机转子620和励磁机定子621。为限制轴电压幅值,在靠近汽轮机60的一端即汽端第七轴瓦610处大轴设轴接地碳刷64,此处大轴接近0电位。所第七轴瓦610处的轴承座不需要设置绝缘,与地之间仅有一层油膜绝缘,第八轴瓦611处因承受电压,所以轴瓦、密封瓦、外油档等各部件设置对地绝缘,以防止轴电压通过第八轴瓦611接地形成环流而损坏轴瓦。汽轮机在正常运行期间,会因为蒸汽与叶片、汽缸摩擦等原因产生直流感应电,汽缸和大轴63均接地,使得感应电压通常幅值很小,不会击穿油膜,因此第一轴瓦至第六轴瓦轴承对轴承箱不设置绝缘,大轴63与地之间仅有一层油膜绝缘。
在接地碳刷64的接地电路上连接一个双绕组式电流互感器65以精确测量整个轴系的接地电流,即轴电流,来反应轴系是否有第二个接地点使轴电压或感应电形成了环流,若形成的轴电流高于电流有效值0.2A并持续10秒以上,则发出轴电流高一段报警(GEX611KA),若形成的轴电流瞬时高于电流有效值0.2A,则发出轴电流高二段报警(GEX612KA)。
图1分别以第一轴瓦601处大轴对轴承箱接地和第八轴瓦611处大轴对发电机61的外壳接地故障为示例,从图中可知引起轴电流高的原因是大轴63上出现了第二个接地点从而通过第七轴瓦610处大轴的接地电缆构成环流。从结构上来看,引起环流的因素包括:(1)发电机61励端第八轴瓦611处的绝缘部件接地;(2)汽轮机60推力瓦600和第一至第六轴瓦处的大轴油膜被击穿从而接地。
然而,这个故障点是动态的,在实际故障中,第二故障接地点通过只持续数秒,长的也不过几分钟,若等维修人员到达现场检查时,故障点常常已经消失,所有参数都恢复正常,这给以后尤其是大修期间为安排故障查找带来了困难。由于汽轮机60有6个轴瓦和一个推力瓦,发电机61有第七轴瓦610和第八轴瓦611,其中第八轴瓦611有5个绝缘部件,因此很难找到具体故障发生点的位置,并且如果不知道到底是汽轮发电机哪部分出现问题,那么这个问题可能会持续数年得不到解决,为汽轮发电机的安全和寿命带来影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对相关技术中不能及时、准确找出汽轮发电机具体故障发生点的缺陷,提供一种汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,所述处理装置包括:
设置于汽轮机60第二轴瓦602和第三轴瓦603之间的第一互感器1,用于检测流过自身的轴电流I2;
设置于所述汽轮机60第四轴瓦604和第五轴瓦605之间的第二互感器2,用于检测流过自身的轴电流I4;
设置于所述汽轮机60和发电机61之间的第三互感器3,用于检测来自所述汽轮机60的总轴电流I6;
设置于所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴接地电路上的第四互感器4,用于检测所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地;
与所述第一互感器1、所述第二互感器2、所述第三互感器3、所述第四互感器4、所述大轴63以及所述发电机61相连的监控装置5,包括多个采集接口,用于采集所述第一互感器1、所述第二互感器2、所述第三互感器3和所述第四传感器4检测到的轴电流以及所述大轴63和所述发电机61的对地电压,将采集到的电流电压信号根据预设规则定位所述发电机61或所述汽轮机60中的故障发生点和分析故障发生的原因。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,所述第一互感器(1),用于检测流过自身的轴电流I2进一步包括:用于检测来自所述汽轮机(60)第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2;所述第二互感器(2),用于检测流过自身的轴电流I4进一步包括:用于检测来自所述汽轮机(60)第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4;
所述第一互感器1、所述第二互感器2和所述第三互感器3是带有开口的环形电流互感器,所述第四传感器4为电流钳。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,所述监控装置5与所述大轴63相连进一步包括:所述监控装置5与所述第七轴瓦610和第八轴瓦611处大轴相连,分别用于采集所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7和所述发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8;
所述监控装置5与所述发电机61相连进一步包括:所述监控装置5与所述发电机61内部的第八轴瓦611、密封瓦过渡环612和外油档613相连,分别用于采集所述第八轴瓦611的对地电压U瓦、所述密封瓦过渡环612的对地电压U密以及所述外油档613的对地电压U外。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,
所述多个采集接口的采样率大于等于每秒10000次,包括:
采集接口I地,用于采集所述第七轴瓦610处大轴的接地电流I地;
采集接口U7,用于采集所述第七轴瓦610处大轴的对地电压U7;
采集接口I6,用于采集所述汽轮机60的总轴电流I6;
采集接口I4,用于采集所述第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4;
采集接口I2,用于采集所述第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2;
采集接口U密,用于采集所述密封瓦过渡环612的对地电压U密;
采集接口U瓦,用于采集所述发电机61励端第八轴瓦611的对地电压U瓦;
采集接口U外,用于采集所述外油档613的对地电压U外;
采集接口U8,用于采集所述发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,
所述监控装置5还包括:
内存单元51,用于暂时记录所述多个采集接口采集到的电流电压信号;
存储器52,用于存储MCU50筛选出的故障信号;
显示器53,用于显示所述MCU50分析定位出的故障发生点及故障发生的原因。
所述MCU50,用于根据预设分析规则对所述内存单元51中临时记录的所述接地电流I地进行条件判断分析,筛选出故障信号并发送至所述存储器52;根据预设运算规则对所述存储器52中的故障信号进行运算得到所述发电机61的轴电流Ig、所述汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及所述汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34;根据预设发电机定位规则对所述发电机61的轴电流Ig和所述发电机61的对地电压进行条件判断分析,定位所述发电机61中的故障发生点;根据预设汽轮机定位规则对所述汽轮机60的总轴电流I6、所述汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及所述汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34进行条件判断分析,以定位所述汽轮机60中的故障发生点;根据预设频谱分析规则对所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行成分条件判断,以分析故障发生的原因。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,所述预设规则包括:所述预设分析规则、所述预设运算规则、所述预设发电机定位规则、所述预设汽轮机定位规则以及所述预设频谱分析规则,
所述预设分析规则进一步包括:对所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行条件判断分析,满足I地>0.8A且持续2秒以上和I地>2A当中的任一条件,则将本次采集到的信号数据及前10分钟所述内存单元51临时记录的信号数据存储到所述存储器52中,直到上述条件都不满足,则将触发完成后的信号数据也存储10分钟;
所述预设运算规则进一步包括:用所述第七轴瓦610处大轴的接地电流I地减去所述汽轮机60的总轴电流I6得到所述发电机61的轴电流Ig,即I地-I6=Ig;用所述汽轮机60的总轴电流I6减去来自所述第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4得到所述汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56,即I6-I4=I56;用来自所述第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4减去来自所述第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2得到所述汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34,即I4-I2=I34;
所述预设发电机定位规则进一步包括:判断所述发电机61的轴电流Ig是否大于0.4A,若是,则进一步依次判断所述发电机61密封瓦过渡环612的对地电压U密、所述发电机61励端第八轴瓦611的对地电压U瓦、所述发电机61外油档613的对地电压U外和所述发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8是否小于100mV,若是则相应地显示所述发电机中密封瓦过渡环612或所述第八轴瓦611或所述外油档613或第八轴瓦611处大轴接地;
所述预设汽轮机定位规则进一步包括:判断所述汽轮机10的总轴电流I总是否大于0.4A,若是,则进一步判断所述汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56是否大于0.4A,若是,则显示相应所述汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606接地;若否,则进一步判断所述汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34是否大于0.4A,若是,则显示所述汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104接地;若否,则显示所述汽轮机60第一轴瓦(601)、第二轴瓦602或推力瓦600接地;
所述预设频谱分析规则进一步包括:分别判断所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地的主要成分是否为直流、25Hz以及50Hz或150Hz,若接地电流I地的主要成分为直流,则显示频谱主要为直流,报警是由所述汽轮机60静电;若接地电流I地的主要成分为25Hz,则显示频谱主要为25Hz,报警是由所述汽轮机60旋转引起;若接地电流I地的主要成分为50Hz或150Hz,则显示频谱主要为所述发电机61感应引起。
本发明还构造了一种汽轮发电机轴电流报警数据处理方法,所述方法包括:
步骤A、分别采集汽轮机60中第一互感器1的轴电流I2、汽轮机60中第二互感器2的轴电流I4、汽轮机60的总轴电流I6、发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地以及大轴63和所述发电机61的对地电压;
步骤B、将采集的电流电压信号根据预设规则定位所述发电机61或所述汽轮机60中的故障发生点和分析故障发生的原因。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理方法中,在所述步骤A中,所述汽轮机60中第一互感器1的轴电流I2进一步包括:汽轮机60中第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2;
所述汽轮机60中流过第二互感器2的轴电流I4进一步包括:汽轮机60中第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4;
采集大轴63的对地电压进一步包括:采集所述发电机61汽端七轴瓦610处大轴的对地电压U7和所述发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8;
采集所述发电机61的对地电压进一步包括:采集所述发电机61内部的第八轴瓦611的对地电压U瓦、所述密封瓦过渡环612的对地电压U密以及所述外油档613的对地电压U外。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理方法中,所述步骤B包括:
临时记录采集的所述电流电压信号;
根据预设分析规则对临时记录的所述接地电流I地进行条件判断分析,筛选出故障信号;
存储所述筛选出的故障信号;
根据预设运算规则对所述筛选出的故障信号进行运算得到所述发电机61的轴电流Ig、所述汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及所述汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34;
根据预设发电机定位规则对所述发电机61的轴电流Ig和所述发电机61的对地电压进行条件判断分析,定位所述发电机61中的故障发生点;
根据预设汽轮机定位规则对所述汽轮机60的总轴电流I6、所述汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及所述汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34进行条件判断分析,以定位所述汽轮机60中的故障发生点;
根据预设频谱分析规则对所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行成分条件判断,以分析故障发生的原因;
对所述存储的故障信号进行波形回放以及显示故障发生点和故障发生的原因。
优选地,在本发明所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理方法中,所述预设规则包括:所述预设分析规则、所述预设运算规则、所述预设发电机定位规则、所述预设汽轮机定位规则以及所述预设频谱分析规则,
所述预设分析规则进一步包括:对所述发电机61中第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行条件判断分析,满足I地>0.8A且持续2秒以上和I地>2A当中的任一条件,则将本次采集到的信号数据及前10分钟所述内存单元51临时记录的信号数据存储到所述存储器52中,直到上述条件都不满足,则将触发完成后的信号数据也存储10分钟;
所述预设运算规则进一步包括:用所述第七轴瓦610处大轴的接地电流I地减去所述汽轮机60的总轴电流I6得到所述发电机61的轴电流Ig,即I地-I6=Ig;用所述汽轮机60的总轴电流I6减去来自所述第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4得到所述汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56,即I6-I4=I56;用来自所述第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4减去来自所述第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2得到所述汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34,即I4-I2=I34;
所述预设发电机定位规则进一步包括:判断所述发电机61的轴电流Ig是否大于0.4A,若是,则进一步依次判断所述发电机61密封瓦过渡环612的对地电压U密、所述发电机61励端第八轴瓦611的对地电压U瓦、所述发电机61外油档613的对地电压U外和所述发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8是否小于100mV,若是则相应地显示所述发电机中密封瓦过渡环612或所述第八轴瓦611或所述外油档613或第八轴瓦611处大轴接地;
所述预设汽轮机定位规则进一步包括:判断所述汽轮机10的总轴电流I总是否大于0.4A,若是,则进一步判断所述汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56是否大于0.4A,若是,则显示相应所述汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606接地;若否,则进一步判断所述汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34是否大于0.4A,若是,则显示所述汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104接地;若否,则显示所述汽轮机60中第一轴瓦601、第二轴瓦602或推力瓦600接地;
所述预设频谱分析规则进一步包括:分别判断所述发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地的主要成分是否为直流、25Hz以及50Hz或150Hz,若接地电流I地的主要成分为直流,则显示频谱主要为直流,报警是由所述汽轮机60静电;若接地电流I地的主要成分为25Hz,则显示频谱主要为25Hz,报警是由所述汽轮机60旋转引起;若接地电流I地的主要成分为50Hz或150Hz,则显示频谱主要为所述发电机61感应引起。
本发明通过为汽轮发电机设置轴电流报警数据处理装置,其所达到的有益效果如下:
(1)可以持续监测发电机和汽轮机中所有与轴电流相关的电压和电流参数,一旦轴电流有波动并达设定值,则自动存储本次波动、前一段时间及后一段时间的信号数据以供故障定位分析。该功能既避免了记录大量无用信号数据导致的存储器满,又不依靠人工到达现场再手工操作保存信号数据而丢失波形。并且若不能自动保存,将因保存时间过长而只能采用低精渡采样,而本发明可以实现高精渡采样;
(2)本装置与目前国内、国际上只监测发电机不同,还同时监测汽轮机,增加了监测范围,提高定位精渡;
(3)通过多个环形电流互感器互相运行的方法,将轴电流引起报警的部位范围尽可能缩小,进一步提高定位精渡;
(4)通过分析轴电流波形频谱的特点,可以自动提示是发电机还是汽轮机发出的报警;
(5)通过分析励端轴瓦电压特点,可以自动提示故障点发生点是轴瓦的哪个部位。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是现有技术中汽轮发电机形成环流的结构示意图;
图2是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置的结构示意图;
图3是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置的电路图;
图4是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中监控装置的模块图;
图5是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法中的预设分析规则流程图;
图6是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法中的预设定位规则流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
在此以图1的汽轮发电机为例进行说明,图1示出了具有各种组件的汽轮发电机,但是应理解的是,该汽轮发电机中的组件仅是举例,在实际中可替代地实施更多或更少的组件。
图2是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置的结构示意图,如图2所示:
本发明构造了一种汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,处理装置包括:
设置于汽轮机60第二轴瓦602和第三轴瓦603之间的第一互感器1,用于检测流过自身的轴电流I2;设置于汽轮机60第四轴瓦604和第五轴瓦605之间的第二互感器2,用于检测流过自身的轴电流I4;设置于汽轮机60和发电机61之间的第三互感器3,用于检测来自汽轮机60的总轴电流I6;设置于发电机61汽端第七轴瓦610处大轴接地电路上的第四互感器4,用于检测发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地;与第一互感器1、第二互感器2、第三互感器3、第四互感器4、大轴63以及发电机61相连的监控装置5,包括多个采集接口,用于采集第一互感器1、第二互感器2、第三互感器3和第四传感器4检测到的轴电流以及大轴63和发电机61的对地电压,将采集到的电流电压信号根据预设规则定位发电机61或汽轮机60中的故障发生点和分析故障发生的原因。其中,预设规则包括:预设分析规则、预设运算规则、预设发电机定位规则、预设汽轮机定位规则以及预设频谱分析规则。
在本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,所述第一互感器(1),用于检测流过自身的轴电流I2进一步包括:用于检测来自所述汽轮机(60)第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2;所述第二互感器(2),用于检测流过自身的轴电流I4进一步包括:用于检测来自所述汽轮机(60)第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4;第一互感器1、第二互感器2和第三互感器3是带有开口的环形电流互感器,第四传感器4为电流钳;
具体地,本装置包括第一环形电流互感器1、第二环形电流互感器2、第三环形电流互感器3以及第四电流传感器4,环形电流互感器的特征是直径大,可达一米或更长,带有开口可以很方便断开,开口直径约为10mm,在不拆开汽轮机60各轴的情况下,甚至是在运行中也可以很方便地从开口断开绕轴一圈后连接起来,再引起信号检测。每个环形电流互感器将流过自身的电流信号感应到二次侧,用标准的4-20mA信号送到监控装置5的采集接口。第四传感器4也为电流互感器,采用普通电流钳。
在本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,监控装置5与大轴63相连进一步包括:监控装置5与第七轴瓦610和第八轴瓦611处大轴相连,分别用于采集发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7和发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8;
监控装置5与发电机61相连进一步包括:监控装置5与发电机61内部的第八轴瓦611、密封瓦过渡环612和外油档613相连,分别用于采集第八轴瓦611的对地电压U瓦、密封瓦过渡环612的对地电压U密以及外油档613的对地电压U外。
在本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,多个采集接口的采样率大于等于每秒10000次,包括:采集接口I地,用于采集发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地;采集接口U7,用于采集发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7;采集接口I6,用于采集汽轮机60的总轴电流I6;采集接口I4,用于采集第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4;采集接口I2,用于采集第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2;采集接口U密,用于采集密封瓦过渡环612的对地电压U密;采集接口U瓦,用于采集第八轴瓦611的对地电压U瓦;采集接口U外,用于采集外油档613的对地电压U外;采集接口U8,用于采集第八轴瓦611处大轴的对地电压U8。
具体地,监控装置5设置有采集接口I地,与发电机61汽端第七轴瓦610处大轴接地电路上的第四电流互感器4电路连接,用于采集来自发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地;采集接口U7,与发电机61汽端第七轴瓦610处大轴电路连接,用于采集发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7;采集接口I6,与汽轮机60第六轴瓦606和发电机61汽端第七轴瓦之间的第三环形电流互感器3电路连接,用于采集来自汽轮机60的总轴电流I6;采集接口I4,与汽轮机60第四轴瓦604和汽轮机60第五轴瓦605之间的第二环形电流互感器电路连接,用于采集来自汽轮机60第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4;采集接口I2,与汽轮机60第二轴瓦602和汽轮机60第三轴瓦603之间的第一环形电流互感器1电路连接,用于采集来自汽轮机60第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2;采集接口U密,与发电机61内的密封瓦过渡环612电路连接,用于采集密封瓦过渡环612的对地电压U密;采集接口U瓦,与发电机61励端第八轴瓦611电路连接,用于采集第八轴瓦611的对地电压U瓦;采集接口U外,与发电机61内的外油档613电路连接,用于采集外油档613的对地电压U外;采集接口U8,与发电机61励端第八轴瓦611处的大轴电路连接,用于采集发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8。采集的电流电压信号如表1所示:
表1
图3是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置的电路图,如图3所示:推力瓦600一端与第一轴瓦601相连,第一轴瓦601一端通过高中压缸607与第二轴瓦602相连,第二轴瓦602一端通过第一环形电流互感器1与第三轴瓦603相连,第三轴瓦603一端通过第一低压缸608与第四轴瓦604相连,第四轴瓦604一端通过第二环形电流互感器2与第五轴瓦605相连,第五轴605一端通过第而低压缸609与第六轴瓦606相连,第一至第六轴瓦分别连接一个润滑油等效绝缘并联连接,第六轴瓦606一端通过第三环形电流互感器3与第七轴瓦610相连;在发电机61端盖内,内油档中的第一密封油等效绝缘与内油档绝缘串联连接,密封瓦过渡环612中的第二密封油等效绝缘与密封瓦过渡环内绝缘、密封瓦过渡环外绝缘串联连接,第八轴瓦611中的第一润滑油等效绝缘与轴瓦内绝缘、轴瓦外绝缘串联连接,外油档613中的第二润滑油等效绝缘与外油档绝缘串联连接,并且内油档、密封瓦过渡环612、第八轴瓦611以及外油档613分别并联连接;
监控装置5分别设置有采集接口I地通过电路连接汽端第七轴瓦610处大轴接地电路上的电流互感器4,用于采集汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地;设置有采集接口U7通过电路连接汽端第七轴瓦610处的大轴,用于采集汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7;设置有采集接口I6通过电路连接第六轴瓦606和第七轴瓦610之间的第三环形电流互感器3,用于采集第六轴瓦606及其左侧的轴电流I6,即汽轮机60的总轴电流I6;设置有采集接口I4通过电路连接第四轴瓦604和第五轴瓦605之间的第二环形电流互感器2,用于采集第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4;设置有采集接口I2通过电路连接第二轴瓦602和第三轴瓦603之间的第一环形电流互感器1,用于采集第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2;设置有采集接口U密通过电路连接发电机61内的密封瓦过渡环612,用于采集密封瓦过渡环612的对地电压U密;设置有采集接口U瓦通过电路连接第八轴瓦611,用于采集第八轴瓦611的对地电压U瓦;设置有采集接口U外通过电路连接发电机61内的外油档613,用于接收外油档613的对地电压U外;设置有采集接口U8通过电路连接第八轴瓦611处的大轴,用于接收第八轴瓦611处大轴的对地电压U8;进一步地,监控装置5还设置有电压的公共地点E。
图4是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中监控装置的模块图在本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置中,监控装置5还包括:
内存单元51,用于暂时记录多个采集接口采集到的电流电压信号;
具体地,内存单元51采用高速内存,本发明使用上述多个采集接口以每秒不小于10000次的采样率对各种信号进行临时记录,同时本次产生大量的数据临时存储在高速内存中。
存储器52,用于存储MCU50筛选出的故障信号,采用硬盘进行存储。
显示器53,用于显示MCU50分析定位出的故障发生点及故障发生的原因;
具体地,显示装置53用于显示经过MCU50分析过后的故障发生点位置信息,并且还提供对存储器52存储的信号数据进行波形回放功能,即所有信号数据都可以以时间为横坐标,进行回看、放大和缩小。
MCU50,用于根据预设分析规则对内存单元51中临时记录的接地电流I地进行条件判断分析,筛选出故障信号并发送至存储器52;
具体地,图5是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法中的预设分析规则流程图,如图5所示:预设分析规则进一步包括:为了既不产生大量无用的信号数据,又可以准确保存故障信号数据,对发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行条件判断分析,满足I地>0.8A且持续2秒以上和I地>2A当中的任一条件,则将本次采集到的信号数据及前10分钟内存单元51临时记录的信号数据存储到存储器52中,直到上述条件都不满足,则将触发完成后的信号数据也存储10分钟。
根据预设运算规则对存储器52中的故障信号进行运算得到发电机61的轴电流Ig、汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34;
具体地,上述预设运算规则如如表2所示:
表2
预设运算规则进一步包括:用发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地减去汽轮机60的总轴电流I6得到发电机61的轴电流Ig,即I地-I6=Ig;用汽轮机60的总轴电流I6减去来自第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4得到汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56,即I6-I4=I56;用来自第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4减去来自第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2得到汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34,即I4-I2=I34;
由于励磁机62中的励磁机转子620与励磁机定子621之间有约3mm的气隙,因此不可能通过励磁机62定子接地,只需将故障发生点定位到汽轮机60或发电机61即可。
根据预设发电机定位规则对发电机61的轴电流Ig和发电机61的对地电压进行条件判断分析,定位发电机61中的故障发生点;
具体地,图6是本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法中的预设定位规则流程图,如图6所示:预设发电机定位规则进一步包括:判断发电机61的轴电流Ig是否大于0.4A,若是,则进一步依次判断发电机61密封瓦过渡环612的对地电压U密、发电机61励端第八轴瓦611的对地电压U瓦、发电机61外油档613的对地电压U外和发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8是否小于100mV,若是则相应地显示发电机中密封瓦过渡环612或第八轴瓦611或外油档613或第八轴瓦611处大轴接地;若无故障显示,则显示发电机61故障无法定位。
根据预设汽轮机定位规则对汽轮机60的总轴电流I6、汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34进行条件判断分析,以定位汽轮机60中的故障发生点;
具体地,如图6所示,预设汽轮机定位规则进一步包括:判断汽轮机10的总轴电流I总是否大于0.4A,若是,则进一步判断汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56是否大于0.4A,若是,则显示相应汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606接地;若否,则进一步判断汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34是否大于0.4A,若是,则显示汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104接地;若否,则显示汽轮机60第一轴瓦(601)、第二轴瓦602或推力瓦600接地。
根据预设频谱分析规则对发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行成分条件判断,以分析故障发生的原因;
具体地,如图6所示,预设频谱分析规则进一步包括:分别判断发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地的主要成分是否为直流、25Hz以及50Hz或150Hz,若接地电流I地的主要成分为直流,则显示频谱主要为直流,报警是由汽轮机60静电;若接地电流I地的主要成分为25Hz,则显示频谱主要为25Hz,报警是由汽轮机60旋转引起;若接地电流I地的主要成分为50Hz或150Hz,则显示频谱主要为发电机61感应引起。若无频谱显示,则显示需要人工频谱分析。
进一步地,本发明的监控装置5还提供对数据进行傅里叶变化,频谱分析功能,并且为防止监控装置5供电断电失去监控功能,还提供小型不间断电源(UninterruptiblePower System/Uninterruptible Power Supply,UPS),在正常电源断电后,小型UPS维持装置再工作1小时,同时发报提醒工作人员恢复供电。
本发明还构造了一种汽轮发电机轴电流报警数据处理方法,该方法包括:
步骤A、分别采集汽轮机60中第一互感器1的轴电流I2、汽轮机60中第二互感器2的轴电流I4、汽轮机60的总轴电流I6、发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地以及大轴63和发电机61的对地电压;
步骤B、将采集的电流电压信号根据预设规则定位发电机61或汽轮机60中的故障发生点和分析故障发生的原因。
在本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理方法中,在步骤A中,汽轮机60中第一互感器1的轴电流I2进一步包括:汽轮机60中第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2;
汽轮机60中流过第二互感器2的轴电流I4进一步包括:汽轮机60中第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4;
采集大轴63的对地电压进一步包括:采集发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7和发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8;
采集发电机61的对地电压进一步包括:采集发电机61内部的第八轴瓦611的对地电压U瓦、密封瓦过渡环612的对地电压U密以及外油档613的对地电压U外。
在本发明汽轮发电机轴电流报警数据处理方法中,步骤B包括:
临时记录采集的电流电压信号,具体包括:汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地、汽端第七轴瓦610处大轴的对地电压U7、第六轴瓦606及其左侧的轴电流I6,即汽轮机60的总轴电流I6、第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4、第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2、密封瓦过渡环612的对地电压U密、第八轴瓦611的对地电压U瓦、外油档613的对地电压U外和第八轴瓦611处大轴的对地电压U8;
根据预设分析规则对临时记录的接地电流I地进行条件判断分析,筛选出故障信号;具体地,预设分析规则进一步包括:为了既不产生大量无用的信号数据,又可以准确保存故障信号数据,对发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行条件判断分析,满足I地>0.8A且持续2秒以上和I地>2A当中的任一条件,则将本次采集到的信号数据及前10分钟内存单元51临时记录的信号数据存储到存储器52中,直到上述条件都不满足,则将触发完成后的信号数据也存储10分钟。
存储筛选出的故障信号;具体地,用硬盘存储通过预设分析规则筛选出的故障信号。
根据预设运算规则对筛选出的故障信号进行运算得到发电机61的轴电流Ig、汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34;具体地,预设运算规则进一步包括:用发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地减去汽轮机60的总轴电流I6得到发电机61的轴电流Ig,即I地-I6=Ig;用汽轮机60的总轴电流I6减去来自第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4得到汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56,即I6-I4=I56;用来自第四轴瓦604及其左侧的轴电流I4减去来自第二轴瓦602及其左侧的轴电流I2得到汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34,即I4-I2=I34;
根据预设发电机定位规则对发电机61的轴电流Ig和发电机61的对地电压进行条件判断分析,定位发电机61中的故障发生点;具体地,预设发电机定位规则进一步包括:判断发电机61的轴电流Ig是否大于0.4A,若是,则进一步依次判断发电机61密封瓦过渡环612的对地电压U密、发电机61励端第八轴瓦611的对地电压U瓦、发电机61外油档613的对地电压U外和发电机61励端第八轴瓦611处大轴的对地电压U8是否小于100mV,若是则相应地显示发电机中密封瓦过渡环612或第八轴瓦611或外油档613或第八轴瓦611处大轴接地;若无故障显示,则显示发电机61故障无法定位。
根据预设汽轮机定位规则对汽轮机60的总轴电流I6、汽轮机60中第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56以及汽轮机60中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34进行条件判断分析,以定位汽轮机60中的故障发生点;具体地,预设汽轮机定位规则进一步包括:判断汽轮机10的总轴电流I总是否大于0.4A,若是,则进一步判断汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606之间的轴电流I56是否大于0.4A,若是,则显示相应汽轮机60第五轴瓦605和第六轴瓦606接地;若否,则进一步判断汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34是否大于0.4A,若是,则显示汽轮机60第三轴瓦103和第四轴瓦104接地;若否,则显示汽轮机60第一轴瓦(601)、第二轴瓦602或推力瓦600接地。
根据预设频谱分析规则对发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地进行成分条件判断,以分析故障发生的原因;具体地,预设频谱分析规则进一步包括:分别判断发电机61汽端第七轴瓦610处大轴的接地电流I地的主要成分是否为直流、25Hz以及50Hz或150Hz,若接地电流I地的主要成分为直流,则显示频谱主要为直流,报警是由汽轮机60静电;若接地电流I地的主要成分为25Hz,则显示频谱主要为25Hz,报警是由汽轮机60旋转引起;若接地电流I地的主要成分为50Hz或150Hz,则显示频谱主要为发电机61感应引起。若无频谱显示,则显示需要人工频谱分析。
对存储的故障信号进行波形回放以及显示故障发生点和故障发生的原因。
具体地,显示经过分析过后的故障发生点位置信息,并且还提供对存储的信号数据进行波形回放功能,即所有信号数据都可以以时间为横坐标,进行回看、放大和缩小。
本发明通过为汽轮发电机设置轴电流报警数据处理装置,其所达到的有益效果如下:
(1)可以持续监测发电机和汽轮机中所有与轴电流相关的电压和电流参数,一旦轴电流有波动并达设定值,则自动存储本次波动、前一段时间及后一段时间的信号数据以供故障定位分析。该功能既避免了记录大量无用信号数据导致的存储器满,又不依靠人工到达现场再手工操作保存信号数据而丢失波形。并且若不能自动保存,将因保存时间过长而只能采用低精度采样,而本发明可以实现高精度采样;
(2)本装置与目前国内、国际上只监测发电机不同,还同时监测汽轮机,增加了监测范围,提高定位精度;
(3)通过多个环形电流互感器互相运行的方法,将轴电流引起报警的部位范围尽可能缩小,进一步提高定位精度;
(4)通过分析轴电流波形频谱的特点,可以自动提示是发电机还是汽轮机发出的报警;
(5)通过分析励端轴瓦电压特点,可以自动提示故障点发生点是轴瓦的哪个部位。
本发明是通过具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外,针对特定情形或具体情况,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (8)
1.一种汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,汽轮机(60)包括依次安装在大轴(63)上的高中压缸(607)、第一低压缸(608)和第二低压缸(609),第一轴瓦(601)和第二轴瓦(602)分别安装在所述高中压缸(607)的左右两侧,第三轴瓦(603)和第四轴瓦(604)分别安装在所述第一低压缸(608)的左右两侧,第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)分别安装在所述第二低压缸(609)的左右两侧,其特征在于,所述处理装置包括:
设置于所述汽轮机(60)第二轴瓦(602)和第三轴瓦(603)之间的第一互感器(1),用于检测流过自身的轴电流I2;
设置于所述汽轮机(60)第四轴瓦(604)和第五轴瓦(605)之间的第二互感器(2),用于检测流过自身的轴电流I4;
设置于所述汽轮机(60)和发电机(61)之间的第三互感器(3),用于检测来自所述汽轮机(60)的总轴电流I6;
设置于所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴接地电路上的第四互感器(4),用于检测所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地;
与所述第一互感器(1)、所述第二互感器(2)、所述第三互感器(3)、所述第四互感器(4)、所述大轴(63)以及所述发电机(61)相连的监控装置(5),包括多个采集接口,用于采集所述第一互感器(1)、所述第二互感器(2)、所述第三互感器(3)检测到的轴电流、所述第四互感器(4)检测到的接地电流I地、以及所述大轴(63)和所述发电机(61)的对地电压,将采集到的电流电压信号根据预设规则定位所述发电机(61)或所述汽轮机(60)中的故障发生点和分析故障发生的原因;
其中,所述预设规则包括:预设分析规则、预设运算规则、预设发电机定位规则、预设汽轮机定位规则以及预设频谱分析规则;
所述监控装置(5)包括:
内存单元(51),用于暂时记录所述多个采集接口采集到的电流电压信号;
存储器(52),用于存储MCU(50)筛选出的故障信号;
显示器(53),用于显示所述MCU(50)分析定位出的故障发生点及故障发生的原因;
所述MCU(50),用于根据预设分析规则对所述内存单元(51)中临时记录的所述接地电流I地进行条件判断分析,筛选出故障信号并发送至所述存储器(52);根据预设运算规则对所述存储器(52)中的故障信号进行运算得到所述发电机(61)的轴电流Ig、所述汽轮机(60)第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56以及所述汽轮机(60)第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)之间的轴电流I34;根据预设发电机定位规则对所述发电机(61)的轴电流Ig和所述发电机(61)的对地电压进行条件判断分析,定位所述发电机(61)中的故障发生点;根据预设汽轮机定位规则对所述汽轮机(60)的总轴电流I6、所述汽轮机(60)第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56以及所述汽轮机(60)第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)之间的轴电流I34进行条件判断分析,以定位所述汽轮机(60)中的故障发生点;根据预设频谱分析规则对所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地进行成分条件判断,以分析故障发生的原因。
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,其特征在于,所述第一互感器(1),用于检测流过自身的轴电流I2进一步包括:用于检测来自所述汽轮机(60)第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2;
所述第二互感器(2),用于检测流过自身的轴电流I4进一步包括:用于检测来自所述汽轮机(60)第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4;
所述第一互感器(1)、所述第二互感器(2)和所述第三互感器(3)是带有开口的环形电流互感器,所述第四互感器(4)为电流钳。
3.根据权利要求2所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,其特征在于,
所述监控装置(5)与所述大轴(63)相连进一步包括:所述监控装置(5)与所述第七轴瓦(610)和第八轴瓦(611)处大轴相连,分别用于采集所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的对地电压U7和所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)处大轴的对地电压U8;
所述监控装置(5)与所述发电机(61)相连进一步包括:所述监控装置(5)与所述发电机(61)内部的第八轴瓦(611)、密封瓦过渡环(612)和外油档(613)相连,分别用于采集所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)的对地电压U瓦、所述密封瓦过渡环(612)的对地电压U密以及所述外油档(613)的对地电压U外。
4.根据权利要求3所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,其特征在于,所述多个采集接口的采样率大于等于每秒10000次,包括:
采集接口I地,用于采集所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地;
采集接口U7,用于采集所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的对地电压U7;
采集接口I6,用于采集所述汽轮机(60)的总轴电流I6;
采集接口I4,用于采集所述第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4;
采集接口I2,用于采集所述第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2;
采集接口U密,用于采集所述密封瓦过渡环(612)的对地电压U密;
采集接口U瓦,用于采集所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)的对地电压U瓦;
采集接口U外,用于采集所述外油档(613)的对地电压U外;
采集接口U8,用于采集所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)处大轴的对地电压U8。
5.根据权利要求4所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,其特征在于,
所述预设分析规则进一步包括:对所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地进行条件判断分析,满足I地>0.8A且持续2秒以上和I地>2A当中的任一条件,则将本次采集到的信号数据及前10分钟所述内存单元(51)临时记录的信号数据存储到所述存储器(52)中,直到上述条件都不满足,则将触发完成后的信号数据也存储10分钟;
所述预设运算规则进一步包括:用所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地减去所述汽轮机(60)的总轴电流I6得到所述发电机(61)的轴电流Ig,即I地-I6=Ig;用所述汽轮机(60)的总轴电流I6减去来自所述第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4得到所述汽轮机(60)第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56,即I6-I4=I56;用来自所述第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4减去来自所述第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2得到所述汽轮机(60)第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)之间的轴电流I34,即I4-I2=I34;
所述预设发电机定位规则进一步包括:判断所述发电机(61)的轴电流Ig是否大于0.4A,若是,则进一步依次判断所述发电机(61)密封瓦过渡环(612)的对地电压U密、所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)的对地电压U瓦、所述发电机(61)外油档(613)的对地电压U外和所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)处大轴的对地电压U8是否小于100mV,若是则相应地显示所述发电机中密封瓦过渡环(612)或所述第八轴瓦(611)或所述外油档(613)或第八轴瓦(611)处大轴接地;
所述预设汽轮机定位规则进一步包括:判断所述汽轮机(10)的总轴电流I总是否大于0.4A,若是,则进一步判断所述汽轮机(60)第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56是否大于0.4A,若是,则显示相应所述汽轮机(60)第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)接地;若否,则进一步判断所述汽轮机(60)第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)之间的轴电流I34是否大于0.4A,若是,则显示所述汽轮机(60)第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)接地;若否,则显示所述汽轮机(60)第一轴瓦(601)、第二轴瓦(602)或推力瓦(600)接地;
所述预设频谱分析规则进一步包括:分别判断所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地的主要成分是否为直流、25Hz以及50Hz或150Hz,若接地电流I地的主要成分为直流,则显示频谱主要为直流,报警是由所述汽轮机(60)静电;若接地电流I地的主要成分为25Hz,则显示频谱主要为25Hz,报警是由所述汽轮机(60)旋转引起;若接地电流I地的主要成分为50Hz或150Hz,则显示频谱主要为所述发电机(61)感应引起。
6.一种汽轮发电机轴电流报警数据处理方法,其特征在于,基于权利要求1-5任一项所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理装置,所述方法包括:
步骤A、分别采集汽轮机(60)中第一互感器(1)的轴电流I2、汽轮机(60)中第二互感器(2)的轴电流I4、汽轮机(60)的总轴电流I6、发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地以及大轴(63)和所述发电机(61)的对地电压;
步骤B、将采集的电流电压信号根据预设规则定位所述发电机(61)或所述汽轮机(60)中的故障发生点和分析故障发生的原因;
其中,所述预设规则包括:预设分析规则、预设运算规则、预设发电机定位规则、预设汽轮机定位规则以及预设频谱分析规则;
所述步骤B包括:
临时记录采集的所述电流电压信号;
根据预设分析规则对临时记录的所述接地电流I地进行条件判断分析,筛选出故障信号;
存储所述筛选出的故障信号;
根据预设运算规则对所述筛选出的故障信号进行运算得到所述发电机(61)的轴电流Ig、所述汽轮机(60)中第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56以及所述汽轮机(60)中第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)之间的轴电流I34;
根据预设发电机定位规则对所述发电机(61)的轴电流Ig和所述发电机(61)的对地电压进行条件判断分析,定位所述发电机(61)中的故障发生点;
根据预设汽轮机定位规则对所述汽轮机(60)的总轴电流I6、所述汽轮机(60)中第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56以及所述汽轮机(60)中第三轴瓦(103)和第四轴瓦(104)之间的轴电流I34进行条件判断分析,以定位所述汽轮机(60)中的故障发生点;
根据预设频谱分析规则对所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地进行成分条件判断,以分析故障发生的原因;
对所述存储的故障信号进行波形回放以及显示故障发生点和故障发生的原因。
7.根据权利要求6所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理方法,其特征在于,在所述步骤A中,所述汽轮机(60)中第一互感器(1)的轴电流I2进一步包括:汽轮机(60)中第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2;
所述汽轮机(60)中流过第二互感器(2)的轴电流I4进一步包括:汽轮机(60)中第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4;
采集所述大轴(63)的对地电压进一步包括:采集所述发电机(61)汽端七轴瓦(610)处大轴的对地电压U7和所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)处大轴的对地电压U8;
采集所述发电机(61)的对地电压进一步包括:采集所述发电机(61)内部的第八轴瓦(611)的对地电压U瓦、密封瓦过渡环(612)的对地电压U密以及外油档(613)的对地电压U外。
8.根据权利要求7所述的汽轮发电机轴电流报警数据处理方法,其特征在于,
所述预设分析规则进一步包括:对所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地进行条件判断分析,满足I地>0.8A且持续2秒以上和I地>2A当中的任一条件,则将本次采集到的信号数据及前10分钟所述内存单元(51)临时记录的信号数据存储到所述存储器(52)中,直到上述条件都不满足,则将触发完成后的信号数据也存储10分钟;
所述预设运算规则进一步包括:用所述发电机(61)汽端第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地减去所述汽轮机(60)的总轴电流I6得到所述发电机(61)的轴电流Ig,即I地-I6=Ig;用所述汽轮机(60)的总轴电流I6减去来自所述第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4得到所述汽轮机(60)中第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56,即I6-I4=I56;用来自所述第四轴瓦(604)及其左侧的轴电流I4减去来自所述第二轴瓦(602)及其左侧的轴电流I2得到所述汽轮机(60)中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34,即I4-I2=I34;
所述预设发电机定位规则进一步包括:判断所述发电机(61)的轴电流Ig是否大于0.4A,若是,则进一步依次判断所述发电机(61)密封瓦过渡环(612)的对地电压U密、所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)的对地电压U瓦、所述发电机(61)外油档(613)的对地电压U外和所述发电机(61)励端第八轴瓦(611)处大轴的对地电压U8是否小于100mV,若是则相应地显示所述发电机中密封瓦过渡环(612)或所述第八轴瓦(611)或所述外油档(613)或第八轴瓦(611)处大轴接地;
所述预设汽轮机定位规则进一步包括:判断所述汽轮机(10)的总轴电流I总是否大于0.4A,若是,则进一步判断所述汽轮机(60)中第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)之间的轴电流I56是否大于0.4A,若是,则显示相应所述汽轮机(60)中第五轴瓦(605)和第六轴瓦(606)接地;若否,则进一步判断所述汽轮机(60)中第三轴瓦103和第四轴瓦104之间的轴电流I34是否大于0.4A,若是,则显示所述汽轮机(60)中第三轴瓦103和第四轴瓦104接地;若否,则显示所述汽轮机(60)中第一轴瓦(601)、第二轴瓦(602)或推力瓦(600)接地;
所述预设频谱分析规则进一步包括:分别判断所述发电机(61)第七轴瓦(610)处大轴的接地电流I地的主要成分是否为直流、25Hz以及50Hz或150Hz,若接地电流I地的主要成分为直流,则显示频谱主要为直流,报警是由所述汽轮机(60)静电;若接地电流I地的主要成分为25Hz,则显示频谱主要为25Hz,报警是由所述汽轮机(60)旋转引起;若接地电流I地的主要成分为50Hz或150Hz,则显示频谱主要为所述发电机(61)感应引起。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810195889.1A CN108490238B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810195889.1A CN108490238B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108490238A CN108490238A (zh) | 2018-09-04 |
CN108490238B true CN108490238B (zh) | 2020-09-22 |
Family
ID=63338475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810195889.1A Active CN108490238B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108490238B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110076058A (zh) * | 2019-05-02 | 2019-08-02 | 浙江申发轴瓦股份有限公司 | 一种基于防止轴承轴电流的气体火焰式绝缘处理方法 |
CN110703090B (zh) * | 2019-08-30 | 2022-04-19 | 江苏核电有限公司 | 一种发电机轴电流检测装置 |
CN110988481A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 中广核核电运营有限公司 | 发电机励端密封瓦的对地绝缘测量装置及方法 |
CN110954753B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-12-14 | 中广核核电运营有限公司 | 发电机励端密封瓦的对地绝缘测量装置及方法 |
CN111007317A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-14 | 中广核核电运营有限公司 | 发电机励端密封瓦的对地绝缘测量装置及方法 |
CN111103451B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-03-18 | 岭澳核电有限公司 | 核电站汽轮机转子划痕测量信号处理方法和装置 |
CN111983393B (zh) * | 2020-07-03 | 2023-04-07 | 中广核核电运营有限公司 | 一种电压时间法测量发电机密封瓦绝缘的方法及装置 |
CN111983323B (zh) * | 2020-07-03 | 2023-09-19 | 中广核核电运营有限公司 | 一种感应电压法测量发电机密封瓦阻值的方法及装置 |
CN113848476A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-28 | 海南核电有限公司 | 电机在线监测系统 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4644479A (en) * | 1984-07-31 | 1987-02-17 | Westinghouse Electric Corp. | Diagnostic apparatus |
DE19742622A1 (de) * | 1997-09-26 | 1999-04-08 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Wellenströmen und Wellenspannungen in einer Generatorwelle |
US7034706B1 (en) * | 1999-05-06 | 2006-04-25 | Nippes Paul I | Early warning and problem detection in rotating machinery by monitoring shaft voltage and/or grounding current |
CN201611383U (zh) * | 2010-03-25 | 2010-10-20 | 哈尔滨亚源电力有限责任公司 | 发电机轴电压轴电流在线检测装置 |
CN102086784A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-06-08 | 浙江大学 | 大型汽轮发电机组分布式远程振动监测与故障诊断系统 |
CN102213116A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-12 | 上海发电设备成套设计研究院 | 汽轮机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法 |
CN102230399A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-11-02 | 上海发电设备成套设计研究院 | 汽轮发电机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法 |
EP2579057A2 (en) * | 2011-08-31 | 2013-04-10 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring the health of an electrical system |
CN106246247A (zh) * | 2016-09-29 | 2016-12-21 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种火电厂汽轮发电机组润滑油系统及其启停控制方法 |
CN106772049A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 中广核研究院有限公司 | 发电机大轴绝缘监测及定位装置及方法 |
CN206487515U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-09-12 | 大唐武安发电有限公司 | 防止汽轮机轴系磨损的多层过滤式油循环系统 |
-
2018
- 2018-03-09 CN CN201810195889.1A patent/CN108490238B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4644479A (en) * | 1984-07-31 | 1987-02-17 | Westinghouse Electric Corp. | Diagnostic apparatus |
DE19742622A1 (de) * | 1997-09-26 | 1999-04-08 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Wellenströmen und Wellenspannungen in einer Generatorwelle |
US7034706B1 (en) * | 1999-05-06 | 2006-04-25 | Nippes Paul I | Early warning and problem detection in rotating machinery by monitoring shaft voltage and/or grounding current |
CN201611383U (zh) * | 2010-03-25 | 2010-10-20 | 哈尔滨亚源电力有限责任公司 | 发电机轴电压轴电流在线检测装置 |
CN102086784A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-06-08 | 浙江大学 | 大型汽轮发电机组分布式远程振动监测与故障诊断系统 |
CN102213116A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-12 | 上海发电设备成套设计研究院 | 汽轮机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法 |
CN102230399A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-11-02 | 上海发电设备成套设计研究院 | 汽轮发电机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法 |
EP2579057A2 (en) * | 2011-08-31 | 2013-04-10 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring the health of an electrical system |
CN206487515U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-09-12 | 大唐武安发电有限公司 | 防止汽轮机轴系磨损的多层过滤式油循环系统 |
CN106246247A (zh) * | 2016-09-29 | 2016-12-21 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种火电厂汽轮发电机组润滑油系统及其启停控制方法 |
CN106772049A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 中广核研究院有限公司 | 发电机大轴绝缘监测及定位装置及方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
大型汽轮发电机转子轴电压在线监测;黄景云;《科技创新导报》;20101231(第06期);第129、131页 * |
汽轮发电机碳刷故障引起轴电流报警原因分析和应急处理;王建涛 等;《大电机技术》;20161231(第3期);第46-49页 * |
汽轮发电机轴电压轴电流在线监测装置的研制;史德利 等;《大电机技术》;20161231(第4期);第15-18页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108490238A (zh) | 2018-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108490238B (zh) | 汽轮发电机轴电流报警数据处理装置及方法 | |
Tavner et al. | Monitoring generators and large motors | |
US10088506B2 (en) | Method for detecting a fault condition in an electrical machine | |
US5739698A (en) | Machine fault detection using slot pass frequency flux measurements | |
US6460013B1 (en) | Shaft voltage current monitoring system for early warning and problem detection | |
KR100608235B1 (ko) | 유도전동기의 실시간 수명 예측, 결함 감지 방법 및 장치 | |
Thorsen et al. | Condition monitoring methods, failure identification and analysis for high voltage motors in petrochemical industry | |
US6911838B2 (en) | Online detection of shorted turns in a generator field winding | |
Artigao et al. | In-service wind turbine DFIG diagnosis using current signature analysis | |
US20120330871A1 (en) | Using values of prpd envelope to classify single and multiple partial discharge (pd) defects in hv equipment | |
CN108957317B (zh) | 压水堆核电站发电机组轴瓦的检测方法、装置、计算机及存储介质 | |
US7034706B1 (en) | Early warning and problem detection in rotating machinery by monitoring shaft voltage and/or grounding current | |
Lloyd et al. | Continuous on-line partial discharge monitoring of generator stator windings | |
CN108303648A (zh) | 发电机大轴运行状态的监测装置及其监测方法 | |
Pilloni et al. | Fault detection in induction motors | |
Stone et al. | Monitoring of shaft voltages and grounding currents in rotating machines | |
Sarma et al. | Condition monitoring of rotating electrical machines | |
Sasic et al. | Flux monitoring improvement | |
TWI735253B (zh) | 旋轉電機的診斷系統及診斷方法 | |
Ramirez-Niño et al. | Monitoring network for online diagnosis of power generators | |
KR101482511B1 (ko) | 위상 지연과 데이터 분포 형상지수를 이용한 베어링 결함 진단 시스템 및 그 진단 방법 | |
Fenton et al. | Preventative maintenance of turbine-generator stator windings | |
Sadda et al. | Vibration data and analysis of a large rating induction motor with bent shaft: Some aspects | |
Ciszewski et al. | Induction motor bearings diagnostic using MCSA and normalized tripple covariance | |
Tanasescu et al. | Online monitoring and diagnosis system for hydrogenerator condition assessment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |