一種發(fā)電機(jī)故障分析方法和裝置，該裝置包括監(jiān)測(cè)模塊、波形錄制模塊、第一波形處理模塊、第二波形處理模塊、第三波形處理模塊、第四波形處理模塊和顯示模塊。該方法和裝置解決了發(fā)電機(jī)軸電流故障分析困難的問題。另外，該方法和裝置將單一的時(shí)域分析，或?qū)r(shí)域曲線的頻域分析擴(kuò)展為頻域-時(shí)序分析，對(duì)特定故障模式的查找與排除提供了重要的數(shù)據(jù)指征，對(duì)復(fù)合故障模式的分解提供了新的渠道，有利于建立規(guī)范的故障分析模型與故障處理預(yù)案，對(duì)重要數(shù)據(jù)的采集規(guī)則提供了指引，可有效減少試驗(yàn)次數(shù)與故障分析周期，從而為發(fā)電機(jī)軸電流故障分析提供信息支持。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及發(fā)電機(jī)
，具體涉及一種發(fā)電機(jī)故障分析方法和裝置。
技術(shù)介紹
隨著電源建設(shè)的迅猛發(fā)展，單機(jī)容量的逐漸增大，軸電壓成為大型發(fā)電機(jī)采用靜止自并勵(lì)磁系統(tǒng)后的一個(gè)嚴(yán)重問題。軸電壓的波形具有復(fù)雜的諧波脈沖分量，當(dāng)軸電壓未超過油膜的破壞值時(shí)，軸電流非常小。若軸電壓超過軸承油層擊穿電壓，則在軸承上可能形成很大的軸電流，即所謂的電火花加工電流，軸電流將燒蝕軸承部件，造成很大危害。磁不對(duì)稱引起的軸電壓存在于汽輪發(fā)電機(jī)軸兩端的交流型電壓。由于定子鐵芯采用的扇形沖壓片、轉(zhuǎn)子偏心率、扇形片的導(dǎo)磁率不同，以及冷卻和夾緊用的軸向?qū)Р鄣劝l(fā)電機(jī)制造和運(yùn)行原因引起的磁不對(duì)稱，容易產(chǎn)生包括軸、軸承和基礎(chǔ)臺(tái)板在內(nèi)的交變磁鏈回路。因此在發(fā)電機(jī)大軸兩端產(chǎn)生電壓差。每一種磁不對(duì)稱都會(huì)引起相應(yīng)幅值和頻率的軸電壓分量，各個(gè)軸電壓分量疊加在一起，使這種軸電壓的頻率成分很復(fù)雜，其中基波分量的幅值最大，3次和5次諧波幅值稍小，更高次諧波分量幅值更小。靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)引起的軸電壓是因其可控硅整流元件換弧的影響，引入了一個(gè)新的軸電壓源。靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)將交流電壓通過靜態(tài)可控硅整流輸出直流電壓供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，此直流電壓為脈動(dòng)型電壓。對(duì)于采用三相全控橋的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)，其勵(lì)磁輸出電壓的波形在1個(gè)周期內(nèi)有6個(gè)脈沖。這個(gè)快速變化的脈動(dòng)電壓通過發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子本體之間的電容耦合在軸對(duì)地之間，并產(chǎn)生相應(yīng)的交流電壓。此種軸電壓呈脈動(dòng)尖峰狀，其頻率為300Hz(當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)交流側(cè)電壓頻率為50Hz時(shí))，它疊加到磁不對(duì)稱引起的軸電壓上，從而使油膜承受更高的尖峰電壓。除此以外，軸電壓還有可能通過汽機(jī)低壓缸葉片與蒸汽的摩擦造成的靜電荷積累來(lái)生成，有潛在機(jī)械、電氣故障或隱患時(shí)，剩磁導(dǎo)致的高值軸電壓也是一個(gè)可能的因素。另外，請(qǐng)參見中國(guó)專利CN201320503489.5和CN201220026516.X，其具體分析了幾種產(chǎn)生軸電壓的原因。然而，在上述專利中，都是只是提供了如何減小軸電壓的相關(guān)技術(shù)方案，并未提供在發(fā)生軸電壓時(shí)，如何判斷軸電壓是由于何種故障引起的。由于生成軸電壓的可能因素較多，且對(duì)于某些故障類型，在軸電流波形上存在著某些指向性的表征量，因此對(duì)軸電流波形進(jìn)行分析是很有意義的。現(xiàn)有的軸電流在線檢測(cè)技術(shù)主要是在軸電流出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)進(jìn)行軸電流、軸電壓值的測(cè)量與波形錄制，并通過對(duì)比發(fā)電機(jī)工況變化與波形的時(shí)域特性進(jìn)行故障定位與分析、或增設(shè)軸電流檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域特性及部分頻段的實(shí)時(shí)監(jiān)控。軸電壓、軸電流產(chǎn)生的可能因素比較復(fù)雜，現(xiàn)有的技術(shù)方案基本上是以時(shí)域的幅值分析為主的一種分析方法，此方法對(duì)絕緣系統(tǒng)故障、靜電荷累積情況有較高的有效性，但由于其判據(jù)相對(duì)單一，對(duì)某些偶發(fā)性的軸電流異常、靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)引入的高頻軸電壓、接地系統(tǒng)的異常非工頻震蕩及不同故障模式的并發(fā)等狀況的分辨力及靈敏性不足，尤其是在一些較罕見的故障模式下，時(shí)域特性及幅值分析所能提供的信息往往不足以支持故障分析的實(shí)際需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N發(fā)電機(jī)故障分析方法和裝置，解決了發(fā)電機(jī)軸電流故障分析困難的問題，能夠?yàn)榘l(fā)電機(jī)軸電流故障分析提供信息支持。根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N發(fā)電機(jī)故障分析方法，包括：監(jiān)測(cè)獲取波形錄制指令；根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形；對(duì)錄制的軸電流波形進(jìn)行時(shí)序排列，以得到不同工作條件下的時(shí)域波形；從時(shí)域波形中分解得到功率密度頻譜和相位頻譜；對(duì)功率密度頻譜進(jìn)行時(shí)域分析，排列出不同頻率波段的功率密度隨時(shí)間、工作條件變化的時(shí)間軸曲線，并標(biāo)注曲線突變、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)，以得到頻率-時(shí)序曲線；根據(jù)相位頻譜隨時(shí)間、工作條件的變化，將相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)標(biāo)注在頻率-時(shí)序曲線上；顯示波形曲線。在一實(shí)施例中，波形錄制指令為系統(tǒng)軸電流高報(bào)警指令或人工輸入的指令。在一實(shí)施例中，根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形時(shí)，波形采集頻率不低于2000HZ，緩存的記錄長(zhǎng)度不低于30分鐘。在一實(shí)施例中，對(duì)時(shí)域波形進(jìn)行離散傅里葉變換，以分解得到功率密度頻譜和相位頻譜。在一實(shí)施例中，所述方法還包括根據(jù)標(biāo)注相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)后的頻率-時(shí)序曲線分析得到軸電流異常故障的原因的步驟；顯示波形曲線時(shí)，還同時(shí)顯示故障原因。根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種發(fā)電機(jī)故障分析裝置，包括：監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)獲取波形錄制指令；波形錄制模塊，用于根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形；第一波形處理模塊，用于對(duì)錄制的軸電流波形進(jìn)行時(shí)序排列，以得到不同工作條件下的時(shí)域波形；第二波形處理模塊，用于從時(shí)域波形中分解得到功率密度頻譜和相位頻譜；第三波形處理模塊，用于對(duì)功率密度頻譜進(jìn)行時(shí)域分析，排列出不同頻率波段的功率密度隨時(shí)間、工作條件變化的時(shí)間軸曲線，并標(biāo)注曲線突變、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)，以得到頻率-時(shí)序曲線；第四波形處理模塊，用于根據(jù)相位頻譜隨時(shí)間、工作條件的變化，將相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)標(biāo)注在頻率-時(shí)序曲線上；顯示模塊，用于顯示波形曲線。在一實(shí)施例中，波形錄制指令為系統(tǒng)軸電流高報(bào)警指令或人工輸入的指令。在一實(shí)施例中，波形錄制模塊用于根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形時(shí)，波形采集頻率不低于2000HZ，緩存的記錄長(zhǎng)度不低于30分鐘。在一實(shí)施例中，第二波形處理模塊用于對(duì)時(shí)域波形進(jìn)行離散傅里葉變換，以分解得到功率密度頻譜和相位頻譜。在一實(shí)施例中，所述裝置還包括故障分析模塊，用于根據(jù)第四波形處理模塊輸出的頻率-時(shí)序曲線分析得到軸電流異常故障的原因；顯示模塊還用于顯示故障分析模塊輸出的故障原因。本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N發(fā)電機(jī)故障分析方法和裝置中，該裝置包括用于監(jiān)測(cè)獲取波形錄制指令的監(jiān)測(cè)模塊；用于根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形的波形錄制模塊；用于對(duì)錄制的軸電流波形進(jìn)行時(shí)序排列，以得到不同工作條件下的時(shí)域波形的第一波形處理模塊；用于從時(shí)域波形中分解得到功率密度頻譜和相位頻譜的第二波形處理模塊；用于對(duì)功率密度頻譜進(jìn)行時(shí)域分析，排列出不同頻率波段的功率密度隨時(shí)間、工作條件變化的時(shí)間軸曲線，并標(biāo)注曲線突變、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)，以得到頻率-時(shí)序曲線的第三波形處理模塊；用于根據(jù)相位頻譜隨時(shí)間、工作條件的變化，將相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)標(biāo)注在頻率-時(shí)序曲線上的第四波形處理模塊；用于顯示波形曲線的顯示模塊。該方法和裝置解決了發(fā)電機(jī)軸電流故障分析困難的問題。另外，該方法和裝置將單一的時(shí)域分析，或?qū)r(shí)域曲線的頻域分析擴(kuò)展為頻域-時(shí)序分析，對(duì)特定故障模式的查找與排除提供了重要的數(shù)據(jù)指征，對(duì)復(fù)合故障模式的分解提供了新的渠道，有利于建立規(guī)范的故障分析模型與故障處理預(yù)案，對(duì)重要數(shù)據(jù)的采集規(guī)則提供了指引，可有效減少試驗(yàn)次數(shù)與故障分析周期，從而為發(fā)電機(jī)軸電流故障分析提供信息支持。附圖說(shuō)明圖1為發(fā)電機(jī)軸電流故障分析時(shí)錄制的波形圖；圖2為發(fā)電機(jī)軸電流故障分析時(shí)的50HZ頻域-時(shí)序圖；圖3為發(fā)電機(jī)軸電流故障分析時(shí)的400HZ頻域-時(shí)序圖；圖4為本申請(qǐng)一種實(shí)施例中發(fā)電機(jī)故障分析方法的流程示意圖；圖5為本申請(qǐng)一種實(shí)施例中發(fā)電機(jī)故障分析裝置的模塊示意圖；圖6為本申請(qǐng)另一種實(shí)施例中發(fā)電機(jī)故障分析裝置的模塊示意圖。具體實(shí)施方式目前，對(duì)于發(fā)電機(jī)軸電壓升高的原因分析，只停留在錄制現(xiàn)場(chǎng)軸電流波形上，以時(shí)域的幅值分析為主，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種發(fā)電機(jī)故障分析方法，其特征在于，包括：監(jiān)測(cè)獲取波形錄制指令；根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形；對(duì)錄制的軸電流波形進(jìn)行時(shí)序排列，以得到不同工作條件下的時(shí)域波形；從時(shí)域波形中分解得到功率密度頻譜和相位頻譜；對(duì)功率密度頻譜進(jìn)行時(shí)域分析，排列出不同頻率波段的功率密度隨時(shí)間、工作條件變化的時(shí)間軸曲線，并標(biāo)注曲線突變、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)，以得到頻率?時(shí)序曲線；根據(jù)相位頻譜隨時(shí)間、工作條件的變化，將相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)標(biāo)注在頻率?時(shí)序曲線上；顯示波形曲線。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種發(fā)電機(jī)故障分析方法，其特征在于，包括：監(jiān)測(cè)獲取波形錄制指令；根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形；對(duì)錄制的軸電流波形進(jìn)行時(shí)序排列，以得到不同工作條件下的時(shí)域波形；從時(shí)域波形中分解得到功率密度頻譜和相位頻譜；對(duì)功率密度頻譜進(jìn)行時(shí)域分析，排列出不同頻率波段的功率密度隨時(shí)間、工作條件變化的時(shí)間軸曲線，并標(biāo)注曲線突變、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)，以得到頻率-時(shí)序曲線；根據(jù)相位頻譜隨時(shí)間、工作條件的變化，將相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)標(biāo)注在頻率-時(shí)序曲線上；顯示波形曲線。2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，波形錄制指令為系統(tǒng)軸電流高報(bào)警指令或人工輸入的指令。3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，根據(jù)波形錄制指令錄制軸電流波形時(shí)，波形采集頻率不低于2000HZ，緩存的記錄長(zhǎng)度不低于30分鐘。4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，對(duì)時(shí)域波形進(jìn)行離散傅里葉變換，以分解得到功率密度頻譜和相位頻譜。5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其特征在于，還包括根據(jù)標(biāo)注相位夾角發(fā)生變化、工作條件變化的時(shí)間點(diǎn)后的頻率-時(shí)序曲線分析得到軸電流異常故障的原因的步驟；顯示波形曲線時(shí)，還同時(shí)顯示故障原因。6.一種發(fā)電機(jī)故障分析裝置，其特征在于，包括：監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)獲取波形錄制指令；波...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張帆，辛英，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司，中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司，中國(guó)廣核電力股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44
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