一種發電機氣隙靜態偏心故障方位及故障程度的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種測定發電機內部氣隙靜態偏屯、故障方位及故障程度的方法，屬檢 測技術領域。
【背景技術】
[0002] 大多數發電機都不同程度地存在定轉子氣隙偏屯、的現象，當偏屯、程度超過一定限 度時即認為發電機存在氣隙偏屯、故障，此類故障會導致發電機軸承工作狀態惡化，同時加 劇定轉子振動，造成定子鐵屯、變形、繞組磨損和絕緣破壞。
[0003] 氣隙偏屯、可分為靜偏屯、、動偏屯、W及動靜混合偏屯、等S種，其中，氣隙的靜態偏屯、 是指發電機定子中屯、與轉子的旋轉中屯、不重合，但轉子中屯、與旋轉中屯、重合，相當于導軸 承中屯、從定子中屯、向某個方向偏移，使轉子在此方向相對于定子偏屯、，定轉子氣隙發生變 化，如圖1所示，相對靜偏屯、值W6表示。
[0004] 目前對于氣隙偏屯、的研究集中在根據發電機定轉子機械振動特征、定子并聯支路 環流電氣特征，將發電機的氣隙偏屯、故障從轉子短路故障W及氣隙偏屯、和轉子短路復合故 障中區分出來。但對于氣隙靜偏屯、故障，由于其故障的發生位置W及偏屯、的程度大小無法 從其定轉子的振動特征、并聯支路環流等電氣特征中簡單求出，給發電機的維護和維修帶 來很大困難。
[0005] 綜上所述，如何測定發電機氣隙靜偏屯、故障的發生方位W及故障的程度，依舊是 本領域亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術的不足，本發明公開了一種發電機氣隙靜偏屯、故障方位和故障程度 的檢測方法，該方法簡便易行，能夠快捷、可靠地測定發電機內部氣隙靜偏屯、故障方位及故 障程度，為發電機靜偏屯、故障的排除提供數據支持。
[0007] 具體地說，本發明是通過如下技術方案實現的：
[000引一種發電機氣隙靜態偏屯、故障方位的檢測方法，包括下述步驟；1)通過霍爾電壓 傳感器采集定子圓周四個垂直分布測點上感應線圈的電壓信號，并將其輸出至采集儀；2) 比較四個測點電壓信號，確定靜偏屯、故障方位和故障程度。
[0009] 為了保證電壓信號采集準確，在步驟1)中，將采集到的電壓信號通過運算放大器 將輸出電壓穩定在采集儀的采集量程內。
[0010] 在本發明公開的方法中，依靠測點的電壓信號來判斷靜偏屯、故障方位，具體的判 斷方法為：
[0011] (1)四個測點電壓相等且等于正常情況下電壓，則發電機運行正常；
[0012] (2)四個測點任意兩個相對測點電壓相等且等于正常情況下所測電壓，另外兩個 測點電壓分別為最大值和最小值，則為90°氣隙靜偏屯、故障，故障的最小氣隙位于最大電 壓值的測點處；
[0013] (3)四個測點任意兩個相鄰測點電壓相等，另外兩個相鄰測點電壓也相等但不等 于前兩個測點的電壓，正常情況下所測電壓的大小介于該兩組測點電壓之間，則為45°氣 隙靜偏屯、故障，故障的最小氣隙位于電壓值較大的兩個相等電壓的測點中間；
[0014] (4)四個測點所測電壓均不相等，則為0角氣隙靜偏屯、故障，故障的最小氣隙位 于電壓值最大的測點向電壓值第二大測點轉過一個0角方向，0° < 0 <45°。
[0015] 為了準確評估故障程度，為維修提供數據支持，在上述基礎上，本發明還公開了對 發電機氣隙靜偏屯、故障程度的檢測方法，利用故障時各測點電壓與正常情況下的測電電壓 的比值計算相對靜偏屯、值5s從而評估故障程度。
[0016] 本發明所公開的技術方案，根據定子圓周上垂直分布的四個感應線圈的電壓信號 診斷發電機內部氣隙靜偏屯、故障，不僅能夠將氣隙靜偏屯、故障的最小氣隙所在方向，而且 能夠準確計算出相對靜偏屯、的故障程度。本發明的檢測方法，簡單易行，可彌補W轉子振動 特性為主的傳統診斷技術的不足，便于發電機的維護和維修。
【附圖說明】
[0017] 圖1為發電機氣隙靜偏屯、故障狀態坐標系示意圖；
[0018] 圖2為本發明的感應線圈電壓信號測取方法示意圖；
[0019] 圖3是氣隙中感應線圈布置方式示意圖；
[0020] 圖4是發電機正常運行判據示意圖；
[0021] 圖5是發電機90°氣隙靜偏屯、故障判據不意圖；
[0022] 圖6是發電機45°氣隙靜偏屯、故障判據示意圖；
[0023] 圖7是發電機0角氣隙靜偏屯、故障判據示意圖；
[0024] 圖8是發電機靜偏屯、故障程度鑒定流程圖；
[0025] 圖9中的a、b、c、d分別為未出現氣隙靜偏屯、故障、90°靜偏屯、、45°靜偏屯、、0角 靜偏屯、的發動機狀態坐標系示意圖。
[0026] 在所提供附圖中，標號對應含義分別為1-發電機，2、3、4、5-霍爾電壓傳感器， 6-軸承座，7-勵磁機，8-上位機，9-下位機；
[0027] 各公式中符號對應含義分別為&、&、&、&為各測點電壓值扣。為正常情況下電壓 值）；f(a，t)為正常運行時的氣隙磁勢（發電機發生的靜偏屯、只影響磁導，不影響磁勢，故 偏屯、后磁勢與正常相等）；Ff為主磁勢；F,為電樞反應磁勢；F1為合成磁勢；《t= 2 31ft為 轉子機械角頻率；ft為轉子的機械頻率；g為平均氣隙；A為氣隙磁導；y。為真空磁導率； a為定子機械角（定義W氣隙最小處為起點，逆時針方向為正）為發電機內功角；B為 磁感應強度；1為感應線圈切割磁場的長度；V為磁場相對于感應線圈的切割速度，數值上 為化為定子內徑）；SS為相對靜偏屯、值；9為偏屯、角度。
【具體實施方式】
[002引為了更準確、清晰地說明本發明檢測方法的具體操作過程，申請人結合附圖對本 發明檢測方法的原理、實現過程、計算方法進行了說明。如下所公開的具體實施過程僅為示 意性的，并不對本發明構成特別限制。
[0029]參考圖2,本發明的檢測方法是在傳統的發電機機組結構（軸承座6上的發電機1 通過與其同軸的勵磁機7從勵磁機獲得直流電流），在發電機1的定子鐵巧垂直和水平方向 上安裝四個連接感應線圈的霍爾電壓傳感器2、3、4、5,采集的信號通過信號傳輸線傳輸至 下位機9。下位機將經過濾波去噪預處理后的信號傳至上位機8保存，上位機8通過比較 四個測點的電壓信號的大小可W判斷靜偏屯、故障發生的方向；利用推導出的故障程度計算 式，將采集到的電壓信號與正常情況下的電壓信號代入到公式中，可W計算出靜偏屯、故障 程度。
[0030] 參考圖3,顯示了安裝四個霍爾傳感器的四個測點20、30、40、50，該些測點在圓周 上垂直分布.
[003U參考圖4-7,顯示了本發明的檢測方法判斷過程：采集到的電壓信號，可能分別為 如下幾種情況：
[003引 ①Ui二U2二U3二U4二UQ;
[003引 ②Ui>。2=。3>。4;。4>。2=。3>Ui;U2>Ui=。4>Ui=。4>
[0034] @Ui=Ua>Ua=U4;U4=Ua>Ua=Ui;U2=Ui>U4=U3;U3=Ui>U4=U2;
[0035] ④Ui>U2>Us>U4;Ui>Us>U2>U4;U2>Ui>U*>U3;U2>U*>Ui>U3;U3 >Ui>U4>U2；U3>U4>Ui>U2；U4>Ua>Ua>Ui；U4>Ua>Ua>Ui〇
[0036] 在上述中，各測點電壓平均值W及正常運行時四個感應線圈的平均電壓U。由下式 計算：
[0037]
(1)
[003引其中，U巧第i個測點的電壓均方根值（有效值），m為采樣次數，U。為四個測點 總的電壓平均值。
[0039] 為了提高檢索所得電壓數據的準確性