非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法
2023-09-16 05:19:15 2
非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法
【專利摘要】本發明公開一種非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法，該裝置主要包括電渦流傳感器、傳感器安裝支撐架、傳感器固定支架、方形鋼塊和動態信號採集分析儀。本發明採用非接觸式測量方法測量水輪發電機定子機座的變形，具有操作方便，使用安全，性能可靠，測量精度高、對測試人員噪聲危害小等優點。既解決了採用接觸式百分表測量誤差大、不能進行動態變形過程監測、對測試人員噪聲危害大等問題，又能為發電機故障處理、驗證新機組的設計效果提供可靠依據。
【專利說明】非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法。
【背景技術】:
[0002]水輪發電機組在運行過程中會出現各種振動、噪聲等故障，為分析故障產生的原因，有時需要測量發電機定子機座的變形。此外在新開發的800MW、1000MW等大容量首臺水輪發電機組投入運行時，也都需要做包括發電機定子機座變形測試在內的各種型式試驗，以檢驗設計、製造的效果，改進、提高設計水平。但是目前傳統發電機定子機座變形測量裝置及方法是採用接觸式百分表來測量，存在可靠性差、測量結果誤差大、無法進行變形動態過程的監測、對測試人員噪聲危害大等問題。給水輪發電機組的故障診斷和大容量水輪發電機組新產品的開發造成很大困難。因此，開發一種可靠性好、測量精度高、能實現變形動態過程監測、對測試人員噪聲危害小的新型水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法十分重要。
【發明內容】
:
[0003]本發明的目的是提供一種可靠性好、測量精度高、能實現變形動態過程監測、對測試人員噪聲危害小的新型水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法。本發明的技術方案為:該測量裝置由電渦流傳感器、傳感器安裝支撐架、傳感器固定支架、方形鋼塊和動態信號採集分析儀組成，在機組停機狀態下，用金屬粘接膠將方形鋼塊粘接在定子機座需要測量的部位，再根據方形鋼塊的位置將電渦流傳感器、傳感器安裝支撐架與風洞內地面基礎固定，然後通過傳感器固定支架把電渦流傳感器固定在傳感器安裝支撐架上，每個測點安裝徑向和切向兩個電渦流傳感器，並分別對準方形鋼塊的兩個方向，調整好電渦流傳感器的初始位置，最後通過信號電纜將電渦流傳感器與置於發電機風洞外面的動態信號採集分析儀相連，啟動動態信號採集分析儀，調試好後，待機組運行後就可開始對定子機座的變形進行動態監測，通過信號分析軟體進行時域分析和頻域分析，即可得到定子機座在不同運行工況下的變形大小和動態變形過程，以此掌握不同載荷對定子機座變形的影響程度。
[0004]本發明要解決的主要問題有:
[0005]1、運用該測量裝置及方法獲得定子機座的徑向變形和切向變形。
[0006]2、提高發電機定子機座變形測量結果的可靠性和精確度。
[0007]3、實現定子機座變形動態過程的監測。
[0008]4、降低測量過程對測試人員的噪聲危害程度。
[0009]5、掌握不同載荷對定子機座變形的影響程度。
[0010]發電機運行時，定子鐵芯在磁拉力、溫升，扭矩等載荷作用下會產生一定的變形，並傳給定子機座，磁拉力、溫升等載荷使定子機座產生徑向變形，扭矩等載荷使定子機座產生切向變形，而且在發電機風洞內產生很大噪音。如果仍然採用現有接觸式百分表來測量定子機座變形，測試人員必須在風洞內完成測試，存在很大的噪聲危害和安全隱患，而且接觸式百分表只有某個時間點的讀數，無法實現動態過程的監測。此外，測試人員進行記錄讀數時也存在很大讀數誤差。通過本發明裝置及方法，利用粘接在定子機座表面測點的方形鋼塊，可以將定子機座的綜合變形分解成利於測量、分析的徑向和切向變形分量，這樣發電機在不同工況運行時，就可以掌握磁拉力、溫升、扭矩等不同載荷對定子機座變形的影響程度。利用電渦流傳感器的特性，將被測定子機座外殼表面距電渦流傳感器探頭表面的相對位移變化通過電渦流傳感器輸入到動態信號採集分析儀就能測量出定子機座的變形，並實現動態監測，所有測量記錄都是通過軟體完成，不存在人工讀數的誤差，測量精確度高。電渦流傳感器通過信號電纜與動態信號採集分析儀連接，進行信號傳輸，信號電纜的長度可根據不同機組風洞尺寸的大小確定，這樣就可以將動態信號採集分析儀的終端置於風洞外，遠離風洞，避免了發電機運行時的噪聲對測試人員的危害。
[0011]運用本發明，可準確獲得定子機座的徑向變形和切向變形，掌握不同載荷對定子機座變形的影響程度，實現了定子機座變形動態過程的監測。解決了接觸式百分表測量無法得到定子機座變形的動態過程的問題。降低了測量過程對測試人員的噪聲危害。得到的變形值及頻譜等參數信息對於發電機故障分析、驗證新機組設計效果、提高設計水平具有重要的參考價值。
[0012]本發明的主要優點是:操作簡單、使用安全、能靜態和動態地非接觸、高可靠性、高精度的測量出定子機座的變形，而且測量過程對測試人員的噪聲危害小。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0013]圖1是非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置示意圖
[0014]圖2是非接觸式水輪發電機定子機座變形測量方法步驟流程圖
【具體實施方式】:
[0015]如圖1所示，測量裝置由以下主要部件組成:電渦流傳感器1、傳感器安裝支撐架
2、傳感器固定支架3、方形鋼塊4和動態信號採集分析儀5，根據所測量機組定子機座結構尺寸的大小，加工出適宜的傳感器安裝支撐架2、傳感器固定支架3和方形鋼塊4，並選擇適宜的電渦流傳感器I和動態信號採集分析儀5。
[0016]如圖2所示，圖2為非接觸式水輪發電機定子機座變形測量方法步驟流程圖，首先，在機組停機狀態下，用金屬粘接膠將方形鋼塊4粘接在定子機座需要測量的部位，再根據方形鋼塊4的位置，通過地腳螺栓將傳感器安裝支撐架2與風洞內地面基礎固定，然後通過傳感器固定支架3把電渦流傳感器I固定在傳感器安裝支撐架2上，每個測點安裝徑向和切向兩個電渦流傳感器1，並分別對準方形鋼塊4的兩個方向，調整好電渦流傳感器I的初始位置，最後通過信號電纜將電渦流傳感器I與置於發電機風洞外面的動態信號採集分析儀5相連，啟動動態信號採集分析儀5，調試好後，待機組運行後就可開始對定子機座的變形進行動態監測，通過信號分析軟體進行時域分析和頻域分析即可得到定子機座在不同運行工況下的變形大小和動態變形過程，掌握不同載荷對定子機座變形的影響程度。
【權利要求】
1.一種非接觸式水輪發電機定子機座變形測量裝置及方法，其特徵是:該測量裝置由電渦流傳感器(I)、傳感器安裝支撐架(2)、傳感器固定支架(3)、方形鋼塊(4)和動態信號採集分析儀(5)組成，在機組停機狀態下，用金屬粘接膠將方形鋼塊(4)粘接在定子機座需要測量的部位，再根據方形鋼塊(4)的位置將電渦流傳感器(I)、傳感器安裝支撐架(2)與風洞內地面基礎固定，然後通過傳感器固定支架(3)把電渦流傳感器(I)固定在傳感器安裝支撐架(2)上，每個測點安裝徑向和切向兩個電渦流傳感器(1)，並分別對準方形鋼塊(4)的兩個方向，調整好電渦流傳感器(I)的初始位置，最後通過信號電纜將電渦流傳感器(I)與置於發電機風洞外面的動態信號採集分析儀(5)相連，啟動動態信號採集分析儀(5)，調試好後，待機組運行後就可開始對定子機座的變形進行動態監測，通過信號分析軟體進行時域分析和頻域分析，即可得到定子機座在不同運行工況下的變形大小和動態變形過程，以此掌握不同載荷對定子機座變形的影響程度。
【文檔編號】G01B7/16GK103542801SQ201310515927
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】肖良瑜, 龐立軍, 李永恆, 何伯靈, 王燕, 賈偉 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司