DE112022001528T5

DE112022001528T5 - Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren

Info

Publication number: DE112022001528T5
Application number: DE112022001528.4T
Authority: DE
Inventors: Yuewu ZHANG; Kunpeng TIAN; Qianyi Zhang; Weihua ZHA; Hong Liu; Xiaohui Cao; Xueliang Wang; Dongbing Liu; Jiamin LI; Chicheng LIU; Zhen Lv; Chen Fan; Miaoye LI; Wen Wei; Zirui Wang
Original assignee: Hangzhou Henuova Tech Co Ltd; Hangzhou Henuova Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Henuova Tech Co Ltd; Hangzhou Henuova Technology Co Ltd
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2024-02-22
Also published as: WO2022233224A1; CN113406540A; CN113406540B

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren bereit, die bzw. das zum technischen Gebiet der zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren durchgeführten Erkennung gehört. In der vorliegenden Erfindung wird durch die Signalquelle und die Zeitsteuerungsschaltung ein bei hohem Potenzial verändertes elektrisches Feld mit stark abfallender Polarisationskante erzeugt. Die symmetrisch, 180° zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen, die durch die parasitäre induktive Stromversorgung erzeugt werden, werden über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode im oder gegen den Uhrzeigersinn gekoppelt. Zur Erzeugung einer ersten Sinuswelle entsteht nacheinander eine gegenseitige Induktivität zwischen der ersten Windung mit positiver Elektrode und der ersten Windung mit negativer Elektrode. Aufgrund der Zeitverzögerung kehrt Energie zur induktiven parasitären Stromversorgung zurück und wird nach und nach zur zweiten Windung geleitet. Die induktive Stromversorgung und die zweite Windung beginnen zirkular zu polarisieren und geben Energie an die erste Windung zurück. Jede Windung wird eine nach der anderen rückgekoppelt und überlagert und jede gekoppelte Windung weist eine Sinuswelle mit derselben Zeitkonstante auf.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren bereit, die bzw. das zum technischen Gebiet der zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren durchgeführten Erkennung gehört.
Stand der Technik
Derzeit werden häufig konzentrierte Parameter für die Erkennung des Rotorwicklungszustands großer Turbogeneratoren mit verborgenen Elektroden im In- und Ausland verwendet, einschließlich Gleichstromwiderstand, Isolationswiderstand, Wechselstromimpedanz, Hochfrequenz-Wechselstromimpedanz usw. Die unter Verwendung von verteilten Parametern durchgeführten Erkennungsmethoden umfassen die Testmethode des offenen Transformators, die Testmethode der verteilten Spannung, die Methode des RSO-Tests und die Testmethode mit einzelnen Wechselstromimpulsen bei großer Spule usw. Diese Methoden zur Erkennung des Zustands zwischen Wicklungswindungen sind relativ grob. Dadurch können die kumulativen Eigenschaften von Rotorwicklungsspulen nur grob beurteilt und die meisten Wellenformen nur als Ganzes analysiert werden. Im besten Fall können große Spulen im Detail analysiert werden. Es ist unmöglich, eine genauere, umfassendere, vollständigere und intuitivere Erkennung der elektromagnetischen Wellen jeder Windung durchzuführen. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es keine entsprechende Theorie und gezielte Erkennungsmethode für die gekoppelten elektromagnetischen Wellen jeder Wicklungswindung. Es ist unmöglich, eine gezielte und genaue Analyse der Wellenformdaten zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile bei der Erkennung zu vermeiden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren zu schaffen, mit der bzw. dem die tatsächlichen elektromagnetischen Eigenschaften jeder vorwärts- oder rückwärtssymmetrischen entsprechenden Windung der positiven und negativen Wicklungen klar, einfach und intuitiv in einer Eins-zu-eins-Entsprechung dargestellt werden können.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren bereit, umfassend eine Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand, wobei die Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand mit einer ultraschnellen Zeitsteuerungsschaltung verbunden ist, die ultraschnelle Zeitsteuerungsschaltung durch die parasitäre induktive Stromversorgung über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit den positiven und negativen Elektroden der Rotorwicklungen verbunden ist und die positiven und negativen Elektroden der Rotorwicklungen über die Operationsverstärkerschaltung mit der ultraschnellen Erfassungsschaltung verbunden sind.
Vorzugsweise sind die Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand und die durchschnittliche Zeitkonstante der zirkularen Polarisationseigenschaften jeder Wicklungswindung aufeinander abgestimmt, wodurch eine Energiebreite der Leistungswelle mit zirkularen Polarisationseigenschaften erzeugt wird, die auf die Konstante der vollständigen Ansprechzeit der Rotorwicklungen abgestimmt ist.
Die parasitäre induktive Stromversorgung koppelt den Ein- und Ausgang der positiven und negativen Elektroden an die zirkular polarisierten Wellen, um einen Kopplungsaustausch der kreisförmigen Wellenleiter zu bewirken.
Die zirkular polarisierten Wellen werden durch die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last an die positiven und negativen Elektroden des Rotors gleichzeitig gekoppelt.
Die gleichzeitig ausgeführten, zirkular polarisierten Sende- und Empfangssignale werden durch die Operationsverstärkerschaltung kombiniert, gekoppelt und verstärkt.
Die ultraschnelle Erfassungsschaltung dient zum Erfassen der Wellenformen, wobei die erfassten Wellenformen eine Kombination aus einer zirkular polarisierten Doppelsignal-Emissionsquelle, einer bei jeder Windung überall induzierten Polarisationsquelle, einer zirkular polarisierten Wellenleiterlast mit doppelter Symmetrie und einer Zeitkonstante für die Energieerhaltung der Signalquelle sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren bereit, bei dem durch eine Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand und eine Zeitsteuerungsschaltung ein bei hohem Potenzial verändertes elektrisches Feld mit stark abfallender Polarisationskante erzeugt wird. Die symmetrisch, 180° zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen, die durch die parasitäre induktive Stromversorgung erzeugt werden, werden über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode im oder gegen den Uhrzeigersinn gekoppelt. Zur Erzeugung einer ersten Sinuswelle entsteht nacheinander eine gegenseitige Induktivität zwischen der ersten Windung mit positiver Elektrode und der ersten Windung mit negativer Elektrode. Aufgrund der Zeitverzögerung kehrt Energie zur induktiven parasitären Stromversorgung zurück und gleichzeitig wird die Energie nach und nach zur zweiten Windung geleitet. Die parasitäre induktive Stromversorgung und die zweite Windung beginnen zirkular zu polarisieren und geben Energie an die erste Windung zurück. Jede Windung wird eine nach der anderen rückgekoppelt und überlagert und jede gekoppelte Windung weist eine Sinuswelle mit derselben Zeitkonstante auf.
Es ist vorteilhaft, dass, wenn die Zirkularpolarisation der positiven Elektrode im Uhrzeigersinn beibehalten wird und die negative Elektrode 180° zirkular polarisiert wird und die Zeit, in der ein unidirektionales Energiefeld übertragen wird, gleichzeitig größer als die Zeit, in der die Wellen der Rotorwicklungen in voller Länge geleitet werden, ist, jede Windung der symmetrischen Wicklungen eine charakteristische Wellenform zweier elektromagnetischer Impulse, bei der sich die Signalquelle und die Last überlagern, aufweist. Durch Selbstinduktivität und Gegeninduktivität kann die durch die aktuelle Windung gebildete zirkular polarisierte Wellenform zeitlich synchron überlagert und gekoppelt werden, was die Änderung des magnetischen Flusses in Vorwärtsrichtung von oben nach unten darstellt. Wenn die Sinuswelle der aktuellen Windung vollständig ist und die Änderung der Zeitkonstante der Wellenlänge gering ist, bedeutet dies, dass die elektromagnetischen Eigenschaften der aktuellen symmetrischen Windung intakt sind. Wenn die Sinuswelle der aktuellen Windung unvollständig ist und die Wellenlänge der vorher und nachher überlagerten Sinuswelle größer als die Standardzeitkonstante ist, bedeutet dies, dass die aktuelle Windung Defekte aufweist, wie z. B. Verformungen, Ölflecken, lose oder verschobene Schlitzkeile oder frühere Kurzschlüsse zwischen den Windungen.
Es ist vorteilhaft, wenn ein unidirektionales Energiefeld mit positiver Zirkularpolarisation gegen den Uhrzeigersinn und mit negativer Zirkularpolarisation um 180° verwendet wird. Beim symmetrischen Erfassungsvergleich werden zwei zirkular polarisierte Wellen mit derselben Drehrichtung verwendet, um die durch die aktuelle Windung gebildete, gegen den Uhrzeigersinn zirkular polarisierte Wellenform zu koppeln, was die Änderung des magnetischen Flusses in Rückwärtsrichtung von unten nach oben darstellt. Die defekten Windungen können wiederholt überprüft und die Positionen der Defekte der positiven und negativen Wicklungen bestimmt werden.
Es ist vorteilhaft, dass, wenn die Einheitslänge der Last jeder Rotorwindung ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der übertragenen zirkular polarisierten Welle ist und die gemessene Rotorlast ein dielektrisches Material (ur = 1) ist, die Zerfallskonstante und die Phasenkonstante der elektromagnetischen Welle die folgende Formel bilden: ${\begin{matrix} α_{s} = 2 {(\frac{π ƒ}{c})}^{2} \frac{ε_{r}^{''}}{β_{s}} \\ β_{s} = \frac{2 π ƒ}{c} {(\frac{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{''})}^{2}}}{2})}^{\frac{1}{2}} \end{matrix}$
wobei α_s die Zerfallskonstante, β_s die Phasenkonstante, C die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, f die erzeugte elektromagnetische Wellenfrequenz, ε₀ die Dielektrizitätskonstante im freien Raum, die 10^-9/36πF/m beträgt, und ε_r die relative Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung ist, wobei $ε_{r} = ε_{r}^{'} - j ε_{r}^{''}$
gilt, wobei $ε_{r}^{'}$
der Realteil der relativen Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung und $ε_{r}^{''}$
der Imaginärteil der relativen Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung ist.
Die Wellenlänge der zirkular polarisierten Welle der Rotorwicklungen beträgt: $λ_{s} = \frac{2 π}{β_{s}} = λ_{0} {[\frac{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{''})}^{2}}}{2}]}^{- \frac{1}{2}}$
In der Formel ist λ0=c/f die Wellenlänge der zirkular polarisierten Wellen im freien Raum und λ_s die durchschnittliche Wellenlänge der zirkular polarisierten Welle der Rotorwicklungen. Wenn der Umfang der Rotorwicklung einer einzelnen Windung ein ganzzahliges Vielfaches der Hälfte der Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist, gilt: $l = \frac{{}^{n}λ_{s}}{2}$
In der Formel ist n eine positive ganze Zahl, wobei der Ausbreitungskoeffizient T² auf folgende Weise erhalten werden kann: $T^{2} = exp (- \frac{2 n π ε_{r}^{'}}{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{''})}^{2}}} - j 2 n π)$
Hierbei kann der Ausbreitungskoeffizient tatsächlich die Zeitkonstante der induktiven Reaktanz des Innenwiderstands widerspiegeln.
Vorteilhafte Effekte: Mit der vorliegenden Erfindung kann der Zustand jeder Wicklungswindung des Rotors des Generators genau gemessen und festgestellt werden, ob die Rotorwicklung des Generators ausgefallen ist und ob eine Tendenz zum Ausfall besteht. Mit der vorliegenden Erfindung können die Fehlerformen und Fehlerpositionen des Rotors bei jeder Wicklungswindung des Rotors genau lokalisiert werden. Sie ist ein wichtiges Mittel zur zerstörungsfreien Zustandserkennung des Rotors großer Turbogeneratoren mit verborgenen Elektroden während ihres gesamten Lebenszyklus. Für jede Überholung nach Rotorfertigung, Werksinspektion und den Betrieb können genaue und klare Daten und wichtige Nachweise bereitgestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein Wellenformdiagramm der zirkular polarisierten Wellen, die durch aktuelle Windungen im Uhrzeigersinn gleichzeitig gekoppelt und gebildet werden können;
2 zeigt ein Wellenformdiagramm der zirkular polarisierten Welle, die durch die kumulative Rückkopplung der Wellenformen jeder aktuellen Spulenwindung im Uhrzeigersinn gebildet wird;
3 zeigt ein schematisches Diagramm der Struktur der Signalquelle;
4 zeigt ein schematisches Diagramm der Operationsverstärkerschaltung, der Filterschaltung, der Erfassungsschaltung und der Steuerschaltung;
5 zeigt eine schematische Darstellung einer im Uhrzeigersinn zirkular polarisierten Welle;
6 zeigt eine schematische Darstellung einer im Uhrzeigersinn 180° zirkular polarisierten Welle;
7 zeigt eine schematische Darstellung einer gegen den Uhrzeigersinn zirkular polarisierten Welle;
8 zeigt ein schematisches Diagramm der Zeitkonstante der induktiven Reaktanz des Innenwiderstands;
9 zeigt ein schematisches Diagramm des Ausführungsbeispiels 2;
10 zeigt ein schematisches Diagramm des Ausführungsbeispiels 2;
11 zeigt ein schematisches Diagramm des Ausführungsbeispiels 3;
12 zeigt ein schematisches Diagramm des Ausführungsbeispiels 4;
13 zeigt ein schematisches Diagramm des Ausführungsbeispiels 5;
14 zeigt ein schematisches Diagramm des Ausführungsbeispiels 6;
15 zeigt eine schematische Darstellung der Spule 1# des mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden Rotors und der Spulen 2# bis 8#, gezeigt in den Ausführungsbeispielen 2 bis 4.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiel 1
(1) Wie in den 1 bis 8 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren eine Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand, wobei die Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand mit einer ultraschnellen Zeitsteuerungsschaltung verbunden ist, die ultraschnelle Zeitsteuerungsschaltung durch die parasitäre induktive Stromversorgung über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit den positiven und negativen Elektroden der Rotorwicklungen verbunden ist und die positiven und negativen Elektroden der Rotorwicklungen über die Operationsverstärkerschaltung mit der ultraschnellen Erfassungsschaltung verbunden sind.
(2) Die Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand und die durchschnittliche Zeitkonstante der zirkularen Polarisationseigenschaften jeder Wicklungswindung sind aufeinander abgestimmt, wodurch eine Energiebreite der Leistungswelle mit zirkularen Polarisationseigenschaften erzeugt wird, die auf die Konstante der vollständigen Ansprechzeit der Rotorwicklung abgestimmt ist.
(3) Die parasitäre induktive Stromversorgung koppelt den Ein- und Ausgang der positiven und negativen Elektroden an die zirkular polarisierten Wellen, um einen Kopplungsaustausch der kreisförmigen Wellenleiter zu bewirken.
(4) Die zirkular polarisierten Wellen werden durch die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last an die positiven und negativen Elektroden des Rotors gleichzeitig gekoppelt.
(5) Die gleichzeitig ausgeführten, zirkular polarisierten Sende- und Empfangssignale werden durch die Operationsverstärkerschaltung kombiniert, gekoppelt und verstärkt.
(6) Die ultraschnelle Erfassungsschaltung dient zum Erfassen der Wellenformen, wobei die erfassten Wellenformen eine Kombination aus einer zirkular polarisierten Doppelsignal-Emissionsquelle, einer bei jeder Windung überall induzierten Polarisationsquelle, einer zirkular polarisierten Wellenleiterlast mit doppelter Symmetrie und einer Zeitkonstante für die Energieerhaltung der Signalquelle sind.
(7) Ein Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren wird bereitgestellt, bei dem durch eine Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand und eine Zeitsteuerungsschaltung ein bei hohem Potenzial verändertes elektrisches Feld mit stark abfallender Polarisationskante erzeugt wird. Die symmetrisch, 180° zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen, die durch die parasitäre induktive Stromversorgung erzeugt werden, werden über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode im oder gegen den Uhrzeigersinn gekoppelt. Zur Erzeugung einer ersten Sinuswelle entsteht nacheinander eine gegenseitige Induktivität zwischen der ersten Windung mit positiver Elektrode und der ersten Windung mit negativer Elektrode. Aufgrund der Zeitverzögerung kehrt Energie zur induktiven parasitären Stromversorgung zurück und gleichzeitig wird die Energie nach und nach zur zweiten Windung geleitet. Die parasitäre induktive Stromversorgung und die zweite Windung beginnen zirkular zu polarisieren und geben Energie an die erste Windung zurück. Jede Windung wird eine nach der anderen rückgekoppelt und überlagert und jede gekoppelte Windung weist eine Sinuswelle mit derselben Zeitkonstante auf.
(8) Wenn die Zirkularpolarisation der positiven Elektrode im Uhrzeigersinn beibehalten wird und die negative Elektrode 180° zirkular polarisiert wird und die Zeit, in der ein unidirektionales Energiefeld übertragen wird, gleichzeitig größer als die Zeit, in der die Wellen der Rotorwicklungen in voller Länge geleitet werden, ist, weist jede Windung der symmetrischen Wicklungen eine charakteristische Wellenform zweier elektromagnetischer Impulse, bei der sich die Signalquelle und die Last überlagern, auf. Durch Selbstinduktivität und Gegeninduktivität kann die durch die aktuelle Windung gebildete zirkular polarisierte Wellenform zeitlich synchron überlagert und gekoppelt werden, was die Änderung des magnetischen Flusses in Vorwärtsrichtung von oben nach unten darstellt. Wenn die Sinuswelle der aktuellen Windung vollständig ist und die Änderung der Zeitkonstante der Wellenlänge gering ist, bedeutet dies, dass die elektromagnetischen Eigenschaften der aktuellen symmetrischen Windung intakt sind. Wenn die Sinuswelle der aktuellen Windung unvollständig ist und die Wellenlänge der vorher und nachher überlagerten Sinuswelle größer als die Standardzeitkonstante ist, bedeutet dies, dass die aktuelle Windung Defekte aufweist, wie z. B. Verformungen, Ölflecken, lose oder verschobene Schlitzkeile oder frühere Kurzschlüsse zwischen den Windungen.
(9) Es wird ein unidirektionales Energiefeld mit positiver Zirkularpolarisation gegen den Uhrzeigersinn und mit negativer Zirkularpolarisation um 180° verwendet. Beim symmetrischen Erfassungsvergleich werden zwei zirkular polarisierte Wellen mit derselben Drehrichtung verwendet, um die durch die aktuelle Windung gebildete, gegen den Uhrzeigersinn zirkular polarisierte Wellenform zu koppeln, was die Änderung des magnetischen Flusses in Rückwärtsrichtung von unten nach oben darstellt. Die defekten Windungen können wiederholt überprüft und die Positionen der Defekte der positiven und negativen Wicklungen bestimmt werden.
(10) Wenn die Einheitslänge der Last jeder Rotorwindung ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der übertragenen zirkular polarisierten Welle ist und die gemessene Rotorlast ein dielektrisches Material (ur = 1) ist, bilden die Zerfallskonstante und die Phasenkonstante der elektromagnetischen Welle die folgende Formel: ${\begin{matrix} α_{s} = 2 {(\frac{π ƒ}{c})}^{2} \frac{ε_{r}^{''}}{β_{s}} \\ β_{s} = \frac{2 π ƒ}{c} {(\frac{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{''})}^{2}}}{2})}^{\frac{1}{2}} \end{matrix}$
wobei α_s die Zerfallskonstante, β_s die Phasenkonstante, C die Lichtgeschwindigkeit
im Vakuum, f die erzeugte elektromagnetische Wellenfrequenz, ε₀ die Dielektrizitätskonstante im freien Raum, die 10^-9/36πF/m beträgt, und ε_r die relative Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung ist, wobei $ε_{r}^{} = ε_{r}^{'} - j ε_{r}^{''}$
gilt, wobei $ε_{r}^{'}$
der Realteil der relativen Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung und $ε_{r}^{''}$
der Imaginärteil der relativen Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung ist.
Die Wellenlänge der zirkular polarisierten Welle der Rotorwicklungen beträgt: $λ_{s} = \frac{2 π}{β_{s}} = λ_{0} {[\frac{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{''})}^{2}}}{2}]}^{- \frac{1}{2}}$
In der Formel ist λ0=c/f die Wellenlänge der zirkular polarisierten Wellen im freien Raum und λ_s die durchschnittliche Wellenlänge der zirkular polarisierten Welle der Rotorwicklungen. Wenn der Umfang der Rotorwicklung einer einzelnen Windung ein ganzzahliges Vielfaches der Hälfte der Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist, gilt: $l = \frac{n λ_{s}}{2}$
In der Formel ist n eine positive ganze Zahl, wobei der Ausbreitungskoeffizient T² auf folgende Weise erhalten werden kann: $T^{2} = exp (- \frac{2 n π ε_{r}^{"}}{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{"})}^{2}}} - j 2 n π)$
(11) Hierbei kann der Ausbreitungskoeffizient tatsächlich die Zeitkonstante der induktiven Reaktanz des Innenwiderstands widerspiegeln.
(12) In der vorliegenden Erfindung erfolgt die Erkennung auf der Grundlage des Prinzips, dass die mit der gleichen Zeitkonstante gekoppelten zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen bei der auf den kreisförmigen Wellenleiter abgestimmten Lastspule jeder Windung gleichzeitig die Signalquelle der transienten Impulswellen aufweisen. Da die Zeit, die der sich in jeder Windung bildende und sich in einer Richtung ändernde magnetische Fluss benötigt, stark mit der Zeit, die die zirkular polarisierte Welle zum Passieren des physischen Umfangs jeder Windung benötigt, korreliert, kehrt ein Teil der Energie einer zirkular polarisierten Welle zur ersten Windung zurück, wenn die zirkular polarisierte Welle die zweite Windung erreicht. Auf die gleiche Weise kehrt ein Teil der Energie zur zweiten Windung und dann weiter zur ersten Windung zurück, wenn die zirkular polarisierte Welle die dritte Windung erreicht. Das heißt, die Gesamtmenge des magnetischen Flusses der ersten Windung bleibt unverändert und die Gesamtmenge des magnetischen Flusses der zweiten Windung bleibt ebenfalls unverändert und die Signalquelle behält weiterhin die Polarisationsrichtung der zirkular polarisierten Welle bei. Im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn können die erste, zweite und dritte Windung mit der positiven und der negativen Elektrode den gesamten magnetischen Fluss aufrechterhalten, der die Eigenschaften dieser Windung widerspiegelt. Insgesamt können 62 charakteristische Wellenformen zwischen den Windungen (z. B. mit voller Drehzahl von 650 MW laufender Rotor) in Vorwärtsrichtung erhalten werden. Wie in 1 gezeigt, wird eine gegen den Uhrzeigersinn zirkular polarisierte Welle gekoppelt, um die charakteristische Wellenform in Rückwärtsrichtung zwischen den Windungen zu erhalten.
Ausführungsbeispiel 2
Die Positionen der Brückendrähte der Spule 1# und der Spule 2# des mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden Rotors sind A und a in 15.
Wie in 9 gezeigt, sind alle 62 Windungen der Spulen 1# bis 8# eines mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden unbeschädigten Rotors 1# deutlich sichtbar; Die Eigenschaften der Brückendrähte der Spule 1# und der Spule 2# sind klar zu erkennen und die Eigenschaften der transienten Welle jeder Windung sind gut.
Wie in 10 gezeigt, sind alle 62 Windungen der Spulen 1# bis 8# eines mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden unbeschädigten Rotors 2# deutlich sichtbar; Die Eigenschaften der Brückendrähte der Spule 1# und der Spule 2# sind klar zu erkennen und die Eigenschaften der transienten Welle jeder Windung sind gut.
Ausführungsbeispiel 3
Die Positionen der Brückendrähte der Spule 1# und der Spule 2# des mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden Rotors sind A und a in 15.
Wie in 11 gezeigt, sind alle 62 Windungen der Spulen 1# bis 8# eines mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden beschädigten Rotors 2# deutlich sichtbar, mit Ausnahme der Windungen 5 und 6 der Spule 1#, die zu einer Sinuswelle verschmelzen; Die Eigenschaften der Brückendrähte der Spule 1# und der Spule 2# sind nicht klar zu erkennen; Die Amplitude der Sinuswelle der Windungen 1 und 2 der Spule 2# ist im Vergleich zum vorherigen Zyklus zu groß. Es wird davon ausgegangen, dass eine Ölverschmutzung vorliegt und Reinigungsarbeiten erforderlich sind.
Ausführungsbeispiel 4
Die Positionen der Brückendrähte der Spule 1# und der Spule 2# des mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden Rotors sind A und a in 15.
12 zeigt den Vergleich der transienten Welleneigenschaften zwischen zwei Überholungen eines mit voller Drehzahl von 650 MW laufenden Rotors 2#. Die helle Farbe stellt die Wellenform jeder Windung des normalen Rotors dar und die dunkle Farbe stellt die Wellenform jeder Windung nach einer Ölverschmutzung dar.
Anmerkungen: Die Windungen 1 bis 3 der Spule 1# überlagern sich vollständig; Die Verlaufstendenz der Windungen 4 und 5 der Spule 1# weist auf eine Trennung hin; Die Windung 6 der Spule 1# ist vollständig verschwunden; Bei der Windung 1 der Spule 2# besteht ein Phasenunterschied; Von der Windung 2 der Spule 2# bis zur Windung 8 der Spule 8# ist alles normal; Es kann gefolgert werden, dass an den Windungen 5 und 6 der Spule 1# eine Ölverschmutzung vorliegt und die Positionen an den Brückendrähten der Spule 1# und der Spule 2# liegen; Durch die anschließenden Wartungs- und Verarbeitungsergebnisse konnte die völlige Korrektheit des Tests bestätigt werden.
Ausführungsbeispiel 5
13 zeigt das Ergebnis der jährlichen A-Überholung der transienten Welleneigenschaften eines mit voller Drehzahl von 390 H laufenden Rotors 2#. Die Spulen 1# bis 5# sind normal, aber die Spule 6# weist eine Wicklungsverformung auf.
Ausführungsbeispiel 6
14 zeigt das Ergebnis der jährlichen A-Überholung der transienten Welleneigenschaften eines mit voller Drehzahl von 390 H laufenden Rotors 2#. Die Spulen 1# bis 5# und 7# bis 9# sind normal, aber die Spule 6# weist eine Wicklungsverformung auf.

Claims

Eine Vorrichtung zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand umfasst, wobei die Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand mit einer ultraschnellen Zeitsteuerungsschaltung verbunden ist, die ultraschnelle Zeitsteuerungsschaltung durch die parasitäre induktive Stromversorgung über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit den positiven und negativen Elektroden der Rotorwicklungen verbunden ist und die positiven und negativen Elektroden der Rotorwicklungen über die Operationsverstärkerschaltung mit der ultraschnellen Erfassungsschaltung verbunden sind; dass die Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand und die durchschnittliche Zeitkonstante der zirkularen Polarisationseigenschaften jeder Wicklungswindung aufeinander abgestimmt sind, wodurch eine Energiebreite der Leistungswelle mit zirkularen Polarisationseigenschaften erzeugt wird, die auf die Konstante der vollständigen Ansprechzeit der Rotorwicklungen abgestimmt ist; dass die parasitäre induktive Stromversorgung den Ein- und Ausgang der positiven und negativen Elektroden an die zirkular polarisierten Wellen koppelt, um einen Kopplungsaustausch der kreisförmigen Wellenleiter zu bewirken; dass die zirkular polarisierten Wellen durch die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last an die positiven und negativen Elektroden des Rotors gleichzeitig gekoppelt werden; dass die gleichzeitig ausgeführten, zirkular polarisierten Sende- und Empfangssignale durch die Operationsverstärkerschaltung kombiniert, gekoppelt und verstärkt werden; und dass die ultraschnelle Erfassungsschaltung zum Erfassen der Wellenformen dient und die erfassten Wellenformen eine Kombination aus einer zirkular polarisierten Doppelsignal-Emissionsquelle, einer bei jeder Windung überall induzierten Polarisationsquelle, einer zirkular polarisierten Wellenleiterlast mit doppelter Symmetrie und einer Zeitkonstante für die Energieerhaltung der Signalquelle sind.
Ein Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung unter Verwendung der Vorrichtung zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren gemäß Anspruch 1 erfolgt, wobei durch eine Signalquelle mit sehr hohem Innenwiderstand und eine Zeitsteuerungsschaltung ein bei hohem Potenzial verändertes elektrisches Feld mit stark abfallender Polarisationskante erzeugt wird, die symmetrisch, 180° zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen, die durch die parasitäre induktive Stromversorgung erzeugt werden, über die Wellenleiterleitung mit positiver und negativer Last mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode im oder gegen den Uhrzeigersinn gekoppelt werden, zur Erzeugung einer ersten Sinuswelle nacheinander eine gegenseitige Induktivität zwischen der ersten Windung mit positiver Elektrode und der ersten Windung mit negativer Elektrode entsteht, aufgrund der Zeitverzögerung Energie zur induktiven parasitären Stromversorgung zurückkehrt und gleichzeitig die Energie nach und nach zur zweiten Windung geleitet wird, die parasitäre induktive Stromversorgung und die zweite Windung zirkular zu polarisieren beginnen und Energie an die erste Windung zurückgeben, jede Windung eine nach der anderen rückgekoppelt und überlagert wird und jede gekoppelte Windung eine Sinuswelle mit derselben Zeitkonstante aufweist.
Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkularpolarisation der positiven Elektrode im Uhrzeigersinn beibehalten wird und die negative Elektrode 180° zirkular polarisiert wird und die Zeit, in der ein unidirektionales Energiefeld übertragen wird, gleichzeitig größer als die Zeit, in der die Wellen der Rotorwicklungen in voller Länge geleitet werden, ist, jede Windung der symmetrischen Wicklungen eine charakteristische Wellenform zweier elektromagnetischer Impulse, bei der sich die Signalquelle und die Last überlagern, aufweist und durch Selbstinduktivität und Gegeninduktivität die durch die aktuelle Windung gebildete zirkular polarisierte Wellenform zeitlich synchron überlagert und gekoppelt werden kann, was die Änderung des magnetischen Flusses in Vorwärtsrichtung von oben nach unten darstellt, wobei, wenn die Sinuswelle der aktuellen Windung vollständig ist und die Änderung der Zeitkonstante der Wellenlänge gering ist, dies bedeutet, dass die elektromagnetischen Eigenschaften der aktuellen symmetrischen Windung intakt sind, wobei, wenn die Sinuswelle der aktuellen Windung unvollständig ist und die Wellenlänge der vorher und nachher überlagerten Sinuswelle größer als die Standardzeitkonstante ist, dies bedeutet, dass die aktuelle Windung Defekte aufweist, wie z. B. Verformungen, Ölflecken, lose oder verschobene Schlitzkeile oder frühere Kurzschlüsse zwischen den Windungen.
Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein unidirektionales Energiefeld mit positiver Zirkularpolarisation gegen den Uhrzeigersinn und mit negativer Zirkularpolarisation um 180° verwendet wird, wobei beim symmetrischen Erfassungsvergleich zwei zirkular polarisierte Wellen mit derselben Drehrichtung verwendet werden, um die durch die aktuelle Windung gebildete, gegen den Uhrzeigersinn zirkular polarisierte Wellenform zu koppeln, was die Änderung des magnetischen Flusses in Rückwärtsrichtung von unten nach oben darstellt, wobei die defekten Windungen wiederholt überprüft und die Positionen der Defekte der positiven und negativen Wicklungen bestimmt werden können.
Verfahren zur Erkennung elektromagnetischer Impulseigenschaften zwischen den Windungen der Rotorwicklungen von Turbogeneratoren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Einheitslänge der Last jeder Rotorwindung ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der übertragenen zirkular polarisierten Welle ist und die gemessene Rotorlast ein dielektrisches Material (ur = 1) ist, die Zerfallskonstante und die Phasenkonstante der elektromagnetischen Welle die folgende Formel bilden: ${\begin{matrix} α_{s} = 2 {(\frac{π f}{c})}^{2} \frac{ε_{r}^{"}}{β_{s}} \\ β_{s} = \frac{2 π f}{c} {(\frac{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{"})}^{2}}}{2})}^{\frac{1}{2}} \end{matrix}$
dass α_s die Zerfallskonstante, β_s die Phasenkonstante, C die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, f die erzeugte elektromagnetische Wellenfrequenz, ε₀ die Dielektrizitätskonstante im freien Raum, die 10^-9/36πF/m beträgt, und ε_r die relative Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung ist, wobei $ε_{x} = ε_{r}^{'} - j ε_{r}^{"}$
gilt, wobei $ε_{r}^{'}$
der Realteil der relativen Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung und $ε_{r}^{"}$
der Imaginärteil der relativen Dielektrizitätskonstante jeder Wicklungswindung ist; dass die Wellenlänge der zirkular polarisierten Welle der Rotorwicklungen $λ_{s} = \frac{2 π}{β_{s}} = λ_{0} {[\frac{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{"})}^{2}}}{2}]}^{- \frac{1}{2}}$
beträgt, wobei in der Formel λ0=c/f die Wellenlänge der zirkular polarisierten Wellen im freien Raum und λ_s die durchschnittliche Wellenlänge der zirkular polarisierten Welle der Rotorwicklungen ist; Wenn der Umfang der Rotorwicklung einer einzelnen Windung ein ganzzahliges Vielfaches der Hälfte der Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle ist, gilt: $l = \frac{n λ_{s}}{2}$
wobei in der Formel n eine positive ganze Zahl ist, wobei der Ausbreitungskoeffizient T² auf folgende Weise erhalten werden kann: $T^{2} = exp (- \frac{2 n π ε_{r}^{"}}{ε_{r}^{'} + \sqrt{{(ε_{r}^{'})}^{2} + {(ε_{r}^{'})}^{2}}} - j 2 n π)$
wobei der Ausbreitungskoeffizient tatsächlich die Zeitkonstante der induktiven Reaktanz des Innenwiderstands widerspiegeln kann.