[发明专利]非接触式水轮发电机定子机座变形测量装置及方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种非接触式水轮发电机定子机座变形测量装置及方法。

背景技术：

水轮发电机组在运行过程中会出现各种振动、噪声等故障，为分析故障产生的原因，有时需要测量发电机定子机座的变形。此外在新开发的800MW、1000MW等大容量首台水轮发电机组投入运行时，也都需要做包括发电机定子机座变形测试在内的各种型式试验，以检验设计、制造的效果，改进、提高设计水平。但是目前传统发电机定子机座变形测量装置及方法是采用接触式百分表来测量，存在可靠性差、测量结果误差大、无法进行变形动态过程的监测、对测试人员噪声危害大等问题。给水轮发电机组的故障诊断和大容量水轮发电机组新产品的开发造成很大困难。因此，开发一种可靠性好、测量精度高、能实现变形动态过程监测、对测试人员噪声危害小的新型水轮发电机定子机座变形测量装置及方法十分重要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可靠性好、测量精度高、能实现变形动态过程监测、对测试人员噪声危害小的新型水轮发电机定子机座变形测量装置及方法。本发明的技术方案为：该测量装置由电涡流传感器、传感器安装支撑架、传感器固定支架、方形钢块和动态信号采集分析仪组成，在机组停机状态下，用金属粘接胶将方形钢块粘接在定子机座需要测量的部位，再根据方形钢块的位置将电涡流传感器、传感器安装支撑架与风洞内地面基础固定，然后通过传感器固定支架把电涡流传感器固定在传感器安装支撑架上，每个测点安装径向和切向两个电涡流传感器，并分别对准方形钢块的两个方向，调整好电涡流传感器的初始位置，最后通过信号电缆将电涡流传感器与置于发电机风洞外面的动态信号采集分析仪相连，启动动态信号采集分析仪，调试好后，待机组运行后就可开始对定子机座的变形进行动态监测，通过信号分析软件进行时域分析和频域分析，即可得到定子机座在不同运行工况下的变形大小和动态变形过程，以此掌握不同载荷对定子机座变形的影响程度。

本发明要解决的主要问题有：

1、运用该测量装置及方法获得定子机座的径向变形和切向变形。

2、提高发电机定子机座变形测量结果的可靠性和精确度。

3、实现定子机座变形动态过程的监测。

4、降低测量过程对测试人员的噪声危害程度。

5、掌握不同载荷对定子机座变形的影响程度。

发电机运行时，定子铁芯在磁拉力、温升,扭矩等载荷作用下会产生一定的变形，并传给定子机座，磁拉力、温升等载荷使定子机座产生径向变形，扭矩等载荷使定子机座产生切向变形，而且在发电机风洞内产生很大噪音。如果仍然采用现有接触式百分表来测量定子机座变形,测试人员必须在风洞内完成测试,存在很大的噪声危害和安全隐患,而且接触式百分表只有某个时间点的读数,无法实现动态过程的监测。此外，测试人员进行记录读数时也存在很大读数误差。通过本发明装置及方法，利用粘接在定子机座表面测点的方形钢块，可以将定子机座的综合变形分解成利于测量、分析的径向和切向变形分量，这样发电机在不同工况运行时，就可以掌握磁拉力、温升、扭矩等不同载荷对定子机座变形的影响程度。利用电涡流传感器的特性，将被测定子机座外壳表面距电涡流传感器探头表面的相对位移变化通过电涡流传感器输入到动态信号采集分析仪就能测量出定子机座的变形，并实现动态监测，所有测量记录都是通过软件完成，不存在人工读数的误差，测量精确度高。电涡流传感器通过信号电缆与动态信号采集分析仪连接，进行信号传输，信号电缆的长度可根据不同机组风洞尺寸的大小确定，这样就可以将动态信号采集分析仪的终端置于风洞外，远离风洞，避免了发电机运行时的噪声对测试人员的危害。

运用本发明，可准确获得定子机座的径向变形和切向变形，掌握不同载荷对定子机座变形的影响程度，实现了定子机座变形动态过程的监测。解决了接触式百分表测量无法得到定子机座变形的动态过程的问题。降低了测量过程对测试人员的噪声危害。得到的变形值及频谱等参数信息对于发电机故障分析、验证新机组设计效果、提高设计水平具有重要的参考价值。

本发明的主要优点是：操作简单、使用安全、能静态和动态地非接触、高可靠性、高精度的测量出定子机座的变形，而且测量过程对测试人员的噪声危害小。

附图说明：

图1是非接触式水轮发电机定子机座变形测量装置示意图

图2是非接触式水轮发电机定子机座变形测量方法步骤流程图

具体实施方式：