一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，包括：通过电阻应变片采集沿圆周分布的四根发电机定子绕组轴向两端测点处的应变数据；利用采集仪采集多组所述应变数据并分别计算所述应变数据的有效值；根据多组所述应变数据的有效值计算得到不同测点的平均值；根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度。本发明专利技术解决了现有技术中早期无法精准检测发电机的气隙偏心的故障类型和故障类型所对应的方向和程度的问题。障类型和故障类型所对应的方向和程度的问题。障类型和故障类型所对应的方向和程度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法


[0001]本专利技术涉及发电
，特别是涉及一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法。

技术介绍

[0002]大多数发电机都运行在亚健康状态，其中不同程度的气隙偏心是发电机最常见的故障之一，转子的刚度不足、轴承磨损与受热弯曲等都会造成发电机的气隙偏心。发电机气隙偏心可分为径向偏心与轴向偏心两种，径向偏心指发电机定子中心与转子中心在径向方向上不重合，轴向偏心指发电机的转子相对于定子有轴向的移动。
[0003]轻微的偏心故障并不会对发电机的运行造成明显影响，但是故障程度的逐步加深会使发电机的气隙磁场发生严重畸变，从而降低发电机的性能指标，严重时会造成转子的弯曲磨损、绕组的绝缘击穿甚至烧毁发电机，造成严重的经济损失并危及人身安全。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，包括：
[0007]通过电阻应变片采集沿圆周分布的四根发电机定子绕组轴向两端测点处的应变数据；
[0008]利用采集仪采集多组所述应变数据并分别计算所述应变数据的有效值；
[0009]根据多组所述应变数据的有效值计算得到不同测点的平均值；
[0010]根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度。
[0011]优选地，所述通过电阻应变片采集沿圆周分布的四根发电机定子绕组轴向两端测点处的应变数据，包括：
[0012]通过在各个发电机定子绕组轴向两端分别沿所述发电机定子绕组的内侧圆周方向平均布置4对应变片；
[0013]测量8对应变片对应8个测点的应变数据。
[0014]优选地，测量所述8对应变片对应8个测点的应变数据，包括：
[0015]利用固定电阻与所述应变片构成电桥；
[0016]利用所述电桥获取测点对应的电信号；
[0017]通过所述电信号获取测点对应的应变数据。
[0018]优选地，在所述利用采集仪采集多组所述应变数据之前，还包括：
[0019]对所述采集仪的测量通道进行平衡与清零。
[0020]优选地，所述有效值的计算公式为：
[0021][0022]其中，
△
T为相邻两次采样的时间间隔，ε
n
为第n
‑
1个采样时间内应变的值，N为采样点数，T为采样周期，ε
rms
为一个采样周期的有效值。
[0023]优选地，所述平均值的计算公式为：
[0024][0025]其中，M为各个测点所对应的测量数据的组数，ε
a
为一个测点应变的平均值。
[0026]优选地，根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度，包括：
[0027]若8个测点应变的平均值相等且等于正常情况下的应变，则发电机运行正常，无静偏心故障；
[0028]若4组轴向相对的2个测点应变的平均值两两相等但周向测点应变的平均值不等，则将所述静偏心故障的类型确定为发电机发生气隙径向偏心；
[0029]若两端的周向4个测点应变的平均值分别相等但轴向相对的2个测点应变的平均值不等，则将所述静偏心故障的类型确定为发电机发生气隙轴向偏心；
[0030]若两端的周向4个测点应变的平均值不相等且轴向相对的2个测点应变的平均值不等，则将所述静偏心故障的类型确定为发电机发生气隙混合偏心。
[0031]优选地，根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度，包括：
[0032]若8个测点应变的平均值不等且轴向2组相对的测点应变的平均值相等、另2组测点的平均值分别为最大应变组与最小应变组，则将所述发电机气隙径向偏心的方向确定为偏向大应变测点的气隙径向偏心；
[0033]若8个测点应变的平均值不等且轴向2组相对的测点应变的平均值相等、有2组测点的应变的平均值大于另外2组，若2组大应变的平均值相等、2组小应变的平均值相等，则将所述发电机气隙径向偏心的方向确定为偏向两组大应变测点正中间的气隙径向偏心；
[0034]若8个测点应变的平均值不等且轴向2组相对的测点应变的平均值相等、有2组测点的应变的平均值大于另外2组，若2组大应变的平均值不相等，则将所述发电机气隙径向偏心的方向确定为偏向两组大应变测点之间的气隙径向偏心，且发电机的定子中心靠近最大应变组测点；
[0035]若8个测点应变的平均值不等，则最大应变组的平均值与最小应变组的的平均值的差值越大，则气隙偏心程度越大。
[0036]优选地，根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度，还包括：
[0037]若8个测点应变的平均值不等且轴向两端周向4个测点应变的平均值分别相等但轴向相对的2个测点应变的平均值不等，则所述气隙轴向偏心方向确定为偏向大应变测点一端的气隙轴向偏心；
[0038]若8个测点应变平均值不等，大应变端与小应变端的差值越大，则气隙偏心程度越大。
[0039]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0040]本专利技术提供了一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，本专利技术通过利用多个应变片采集发电机定子绕组轴向两端测点处的的应变数据，根据应变数据的平均值确定发电机静偏心的故障类型和所对应的方向和程度。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为本专利技术实施例提供的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法流程图；
[0043]图2为本专利技术实施例提供的应变片分布示意图；
[0044]图3为本专利技术实施例提供的绕组结构示意图；
[0045]图4为本专利技术实施例提供的电路连接示意图；
[0046]图5为本专利技术实施例提供的偏心类型示意如图。
[0047]附图标记：
[0048]1‑
应变片，2
‑
绕组的端部，3
‑
绕组的直线段。
具体实施方式
[0049]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，包括：通过电阻应变片采集沿圆周分布的四根发电机定子绕组轴向两端测点处的应变数据；利用采集仪采集多组所述应变数据并分别计算所述应变数据的有效值；根据多组所述应变数据的有效值计算得到不同测点的平均值；根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度。2.根据权利要求1所述的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，所述通过电阻应变片采集沿圆周分布的四根发电机定子绕组轴向两端测点处的应变数据，包括：通过在任意一个发电机定子绕组轴向两端分别沿所述发电机定子绕组的内侧圆周方向平均布置4对应变片；测量8对应变片对应8个测点的应变数据。3.根据权利要求2所述的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，测量所述8对应变片对应8个测点的应变数据，包括：利用固定电阻与所述应变片构成电桥；利用所述电桥获取测点对应的电信号；通过所述电信号获取测点对应的应变数据。4.根据权利要求3所述的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，在所述利用采集仪采集多组所述应变数据之前，还包括：对所述采集仪的测量通道进行平衡与清零。5.根据权利要求1所述的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，所述有效值的计算公式为：其中，
△
T为相邻两次采样的时间间隔，ε
n
为第n
‑
1个采样时间内应变的值，N为采样点数，T为采样周期，ε
rms
为一个采样周期的有效值。6.根据权利要求1所述的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，所述平均值的计算公式为：其中，M为各个测点所对应的测量数据的组数，ε
a
为一个测点应变的平均值。7.根据权利要求2所述的一种非侵入式大容量发电机三维气隙偏心故障的检测方法，其特征在于，根据所述不同测点的平均值确定静偏心故障的类型以及所述静偏心故障的类型所对应的方向和程度，包括：若8个测点应变的平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉灵，代德瑞，徐明星，张文，李勇，刘翔奥，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：