[发明专利]一种大型发电机壳体共振频率测试方法及装置

说明书

本发明公开了一种大型发电机壳体共振频率测试方法及装置。目前，发电机壳体共振频率测试方法主要为模态法，但因发电机体积较大、结构复杂等，测试成本较高，客观上需要一种更准确、更简便的测试方法。本发明采用的技术方案为：测试机组变转速下的发电机壳体振动，并绘制相应的波特图，可得到发电机壳体的共振转速，计算共振频率、共振避开系数、共振品质因子；在此基础上，再结合现场发电机两侧端盖和发电机两侧机座等的振动情况，对发电机承载不均匀或脱空等故障进行进一步的辨识，为发电机壳体振动大的故障诊断提供参考。本发明的测试方法简单实用，具有较好的经济效益。

技术领域

本发明涉及大型发电机振动异常的故障诊断领域，具体地说是一种基于发电机壳体振动随转速变化特性来测试其共振频率方法及装置。

背景技术

随着发电机往高参数、大容量方向的发展，安装时对发电机定子地脚下的垫片铺设提出了更严格的要求。但由于发电机组基础沉降、安装质量等因素，发电机定子壳体的机械共振，尤其是在共振频率接近50Hz，对安全稳定运行造成严重影响。在大型发电机定子壳体振动大故障中，发电机壳体共振的概率较大。因此，测定发电机定子壳体的共振频率，是对这一故障进行诊断的关键一环。

目前，发电机壳体共振频率测试方法主要为模态法，但因发电机体积较大、结构复杂等，测试成本较高，客观上需要一种更准确、更简便的测试方法。

发明内容

为了判断现有大型发电机壳体是否存在着50Hz左右的共振现象，本发明提供一种更准确、更简便的发电机壳体共振频率测试方法，其通过在变转速实验(包括超速试验)过程中对发电机壳体振动进行测量，根据发电机壳体振动随转速的变化，得出发电机壳体共振频率，以判断出发电机壳体是否存在机械共振。

本发明采用的技术方案如下：一种大型发电机壳体共振测试方法，其包括：

将汽轮发电机组配套的振动监测保护系统(TSI)中的键相信号和在发电机壳体不同部位安装的振动传感器接入振动信号采集仪，测试机组变转速过程中的振动数据，绘制发电机壳体振动的波特图，确定发电机定子壳体共振转速n_i，并计算发电机定子壳体共振频率f_c、共振避开系数Ω_i、共振品质因子Q和阻尼系数ζ；

当共振避开系数Ω_i<10％且阻尼系数ζ<2％，则判断发电机壳体存在45-55Hz处的机械共振现象。

本发明测试机组变转速下的发电机壳体振动，并绘制相应的波特图，可得到发电机壳体的共振转速，计算共振频率、共振避开系数、共振品质因子和阻尼系数；在此基础上，再结合现场发电机两侧端盖和发电机两侧机座等的振动情况，对发电机承载不均匀或脱空等故障进行进一步的辨识，为发电机壳体振动大的故障诊断提供参考。

作为上述技术方案的补充，对机组进行变无功试验，如机组两端轴振、瓦振和机组无功或励磁电流无正相关，则判断发电机壳体振动的故障属于机械故障，排除其属于电气故障。

作为上述技术方案的补充，所述机组变转速的测试包括机组的超速试验。

作为上述技术方案的补充，在发电机壳体集控室侧、变压器侧和发电机两侧轴瓦处安装振动传感器。

作为上述技术方案的补充，发电机定子壳体共振频率f_c的计算公式为：f_c＝n_i/60，其中，n_i的单位为r/min；f_c的单位为Hz。

作为上述技术方案的补充，共振避开系数的计算公式为：Ω_i＝|f_c﹣50|/50，其中，f_c的单位为Hz；Ω_i的单位为％。