汽轮发电机铁损试验振动和噪声的测试方法
【专利摘要】本发明涉及到一种汽轮发电机铁损试验振动和噪声的测试方法，在汽轮发电机定子铁心压板、穿心螺杆、轭部、压指部位，定子绕组水盒、端环部位安装加速度传感器，拾取振动信号，在汽端、励端距离一米处安装声压传感器，拾取噪声信号。通过动态信号分析系统进行测量，之后根据分析结果，判断定子铁心是否压紧，绕组端部是否存在电磁共振。本发明的应用可以解决定子铁心和绕组端部振动问题，预防由于定子铁心和绕组端部振动过大带来的安全隐患，保证机组能够长期稳定运行。
【专利说明】汽轮发电机铁损试验振动和噪声的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽轮发电机铁损试验振动和噪声的测试方法。
【背景技术】
[0002] 定子铁损试验是检验发电机定子铁心装配质量的重要方法，也是检验铁心自身绝 缘性能的重要工序，定子铁心是由硅钢片叠装而成，中间有穿心螺杆贯穿压紧，如果铁心压 不紧将导致定子铁心端部松动，端部铁心断齿，端部铁心通风槽钢断裂，造成铁心运行时 振动大，噪声大，最终导致整个定子报废，更换定子。定子绕组端部长期处于电磁振荡力的 作用，如果结构松弛就可能发生共振，即使未发生整体共振，松弛现象也会逐渐加重，最终 导致绝缘磨损和短路接地。因此，分析产生振动和异常噪声的原因，及时提出相关解决方 案，消除机组的振动和异常噪声，对于保障机组能够长期稳定运行变得十分重要。首先要判 断产生振动和噪声是否是铁心引起的，还是端部绕组本身电磁共振引起的，为此研究一种 汽轮发电机铁损试验振动和噪声的测试方法变得十分重要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种可以解决定子铁心和绕组端部振动问题，预防由于定子 铁心和绕组端部振动过大带来的安全隐患，保证机组能够长期稳定运行的破坏的一种汽轮 发电机铁损试验振动和噪声的测试方法。本发明的技术方案为：一种汽轮发电机铁损试验 振动和噪声的测试方法：
[0004] 1)在汽轮发电机定子铁心压板、穿心螺杆、轭部、压指部位，定子绕组水盒、端环 部位安装加速度传感器，拾取振动信号，在汽端、励端距离一米处安装声压传感器，拾取噪 声信号，振动传感器采用是型号为PCB352B型压电式加速度传感器，根据定子铁心铁损试 验的现场安装条件，分别在定子铁心励端和汽端的压板部位、穿心螺杆端部、铁心轭部的轴 向各安装一个型号为PCB352B加速度传感器，测量各个部位的轴向振动数值，在定子铁心 压指部位的轴向和径向各安装一个型号为PCB352B型加速度传感器，测量压指部位的轴向 和径向振动数值，在定子绕组端部端环和绝缘水盒部位的轴向和径向各安装一个型号为 PCB352B型加速度传感器，测量定子绕组端环和绝缘水盒部位的轴向和径向振动数值。在定 子励端和汽端各安装一个声压传感器，声压传感器测得的电压经过A/D转换，被动态信号 采集仪接收；将各个传感器测量的信号通过测试线引出，传输到动态信号分析仪上；
[0005] 2)启动计算机，打开动态信号分析软件，将原始信号进行汉宁窗函数处理，得到用 于频谱分析的信号，进行快速傅里叶变换；
[0006] 3)通过所采集的振动和噪声信号的时域波形和频谱图进行分析，判断铁心是否 压紧，如果在频谱图中显示铁心部位的轴向振动数值主频为100Hz的振动频率，并且振动 数值超标，其他频率数值较小，说明此时铁心未压紧，需要进行重新再压紧。如果判定铁心 未压紧，可以通过采用液压螺栓拉伸器进行轴向再压紧。对铁心进行多次反复压紧，直至 铁心无压紧量为止；如果铁心的振动数值未超标，但是绕组端部和绝缘水盒振动数值较大， 并且主频是100Hz的振动频率，并且振动数值超标，说明绕组端部和水盒有共振现象的发 生，并且此时伴有异常噪声的存在；如果判定绕组端部存在电磁共振，可以对绕组端部进行 重新充胶，并加热至其完全固化，增加绕组端部自身刚度，改变绕组端部和冷却水盒的自振 频率，避免电磁击振频率与自振频率吻合，导致共振现象的发生；当铁心压不紧时，在定子 铁心压板、穿心螺杆、轭部、压指部位安装的振动传感器所采集到的信号，经动态信号分析 仪进行分析所得到的时域波形和频谱图轴向振动数值明显增大，并且会出现异常噪声，此 时计算机所采集到的频谱图振动和噪声主频为100Hz，根据此现象可以判定产生振动和噪 声的原因是由于铁心压不紧所导致的振动数值偏大和有异常噪声存在，同时导致绕组端部 振动值偏大，解决的方法为对铁心采用液压螺栓拉伸器轴向再压紧；对铁心进行多次反复 压紧，直至铁心无压紧量为止；当铁心轴向无明显振动，振动值不超标，认定铁心已经压紧； 如果铁心轴向振动数值不大，绕组端部和冷却水盒轴向振动值偏大，说明是由于端部绕组 产生了电磁共振，导致绕组端部和冷却水盒轴向振动值偏大，需要增强绕组端部和冷却水 盒的刚度，可以对绕组端部进行重新充胶，并加热固化，增加绕组端部自身刚度，改变绕组 端部和冷却水盒的自振频率，避免击振频率和自振频率重合，导致共振现象的发生。
[0007] 技术效果：
[0008] 本发明可以在产品投入运行之前就能直观的判断出定子铁心是否压紧和绕组端 部、绝缘水盒是否有共振现象的发生，解决了当前在投入运行之前只能单纯靠经验无明确 的测试方法来判断铁心是否压紧和绕组端部、水盒是否存在共振现象的问题。避免了由于 铁心未压紧，在机组运行一段时间后出现振动和噪声大，导致铁心断齿、通风槽钢断裂、绝 缘磨损和短路接地等事故的发生，对机组造成不可修复性的破坏，给电站带来巨大的经济 损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1测试系统连接图装配图
[0010] 图2实现本发明的操作流程
【具体实施方式】
[0011] 1).在汽轮发电机定子铁心压板、穿心螺杆、轭部、压指部位，定子绕组水盒、端环 部位安装加速度传感器，拾取振动信号，在汽端、励端距离一米处安装声压传感器，拾取噪 声信号，振动传感器采用是PCB352B型压电式加速度传感器，根据定子铁心铁损试验的现 场安装条件，分别在定子铁心励端和汽端的压板部位、穿心螺杆端部、铁心轭部的轴向各安 装一个PCB352B加速度传感器，测量各个部位的轴向振动数值，在定子铁心压指部位的轴 向和径向各安装一个PCB352B型加速度传感器，测量压指部位的轴向和径向振动数值，在 定子绕组端部端环和绝缘水盒部位的轴向和径向各安装一个PCB352B型加速度传感器，测 量定子绕组端环和绝缘水盒部位的轴向和径向振动数值。在定子励端和汽端各安装一个声 压传感器，声压传感器测得的电压经过A/D转换，被动态信号采集仪接收。如图1所示，上 述安装步骤完成后，将各个传感器测量的信号通过测试线引出，传输到动态信号采集仪上。
[0012] 2).按照步骤1)中所述，完成前期准备工作之后，进行铁损试验，启动计算机，打 开动态信号分析软件，将原始信号进行汉宁窗函数处理，得到用于频谱分析的信号，进行快 速傅里叶变换，如图2所示。
[0013] 3).通过步骤2)中所采集的振动和噪声信号的时域波形和频谱图进行分析，判断 铁心是否压紧，如果在频谱图中显示铁心部位的轴向振动数值主频为100Hz的振动频率， 并且振动数值超标，其他频率数值较小，说明此时铁心未压紧，需要进行重新再压紧。如果 判定铁心未压紧，可以通过采用液压螺栓拉伸器进行轴向再压紧。对铁心进行多次反复压 紧，直至铁心无压紧量为止。如果铁心的振动数值未超标，但是绕组端部和绝缘水盒振动数 值较大，并且主频是100Hz的振动频率，并且振动数值超标，说明绕组端部和水盒有共振现 象的发生，并且此时伴有异常噪声的存在；如果判定绕组端部存在电磁共振，可以对绕组端 部进行重新充胶，并加热至其完全固化，增加绕组端部自身刚度，改变绕组端部和冷却水盒 的自振频率，避免电磁击振频率与自振频率吻合，导致共振现象的发生；如图2所示，如果 出现铁心未压紧，绕组端部和水盒存在共振现象，需要进行处理，处理后在重新进行试验验 证处理效果。如果未出现上述问题，定子可以进行总装配投入到运行中了。
[0014] 当铁心压不紧时，在定子铁心压板、穿心螺杆、轭部、压指部位安装的振动传感器 所采集到的信号，经动态信号分析仪进行分析所得到的时域波形和频谱图轴向振动数值明 显增大，并且会出现异常噪声，此时计算机所采集到的频谱图振动和噪声主频为100HZ，根 据此现象可以判定产生振动和噪声的原因是由于铁心压不紧所导致的振动数值偏大和有 异常噪声存在，同时导致绕组端部振动值偏大，解决的方法为对铁心采用液压螺栓拉伸器 轴向再压紧。对铁心进行多次反复压紧，直至铁心无压紧量为止；当铁心轴向无明显振动， 振动值不超标，认定铁心已经压紧；如果铁心轴向振动数值不大，绕组端部和冷却水盒轴向 振动值偏大，说明是由于端部绕组产生了电磁共振，导致绕组端部和冷却水盒轴向振动值 偏大，需要增强绕组端部和冷却水盒的刚度，可以对绕组端部进行重新充胶，并加热固化， 增加绕组端部自身刚度，改变绕组端部和冷却水盒的自振频率，避免击振频率和自振频率 重合，导致共振现象的发生。
[0015] 本发明通过动态信号分析系统进行测量，之后根据分析结果，判断定子铁心是否 压紧，绕组端部是否存在电磁共振。本发明的应用可以解决定子铁心和绕组端部振动问题， 预防由于定子铁心和绕组端部振动过大带来的安全隐患，保证机组能够长期稳定运行。
【权利要求】
1. 一种汽轮发电机铁损试验振动和噪声的测试方法，其特征是： 1) 在汽轮发电机定子铁心压板、穿心螺杆、轭部、压指部位，定子绕组水盒、端环部位安 装加速度传感器，拾取振动信号，在汽端、励端距离一米处安装声压传感器，拾取噪声信号， 振动传感器采用是型号为PCB352B型压电式加速度传感器，根据定子铁心铁损试验的现场 安装条件，分别在定子铁心励端和汽端的压板部位、穿心螺杆端部、铁心轭部的轴向各安装 一个型号为PCB352B加速度传感器，测量各个部位的轴向振动数值，在定子铁心压指部位 的轴向和径向各安装一个型号为PCB352B型加速度传感器，测量压指部位的轴向和径向振 动数值，在定子绕组端部端环和绝缘水盒部位的轴向和径向各安装一个型号为PCB352B型 加速度传感器，测量定子绕组端环和绝缘水盒部位的轴向和径向振动数值。在定子励端和 汽端各安装一个声压传感器，声压传感器测得的电压经过A/D转换，被动态信号采集仪接 收；将各个传感器测量的信号通过测试线引出，传输到动态信号分析仪上； 2) 启动计算机，打开动态信号分析软件，将原始信号进行汉宁窗函数处理，得到用于频 谱分析的信号，进行快速傅里叶变换； 3) 通过所采集的振动和噪声信号的时域波形和频谱图进行分析，判断铁心是否压紧， 如果在频谱图中显示铁心部位的轴向振动数值主频为100Hz的振动频率，并且振动数值超 标，其他频率数值较小，说明此时铁心未压紧，需要进行重新再压紧；如果判定铁心未压紧， 可以通过采用液压螺栓拉伸器进行轴向再压紧，对铁心进行多次反复压紧，直至铁心无压 紧量为止；如果铁心的振动数值未超标，但是绕组端部和绝缘水盒振动数值较大，并且主频 是100Hz的振动频率，并且振动数值超标，说明绕组端部和水盒有共振现象的发生，并且此 时伴有异常噪声的存在；如果判定绕组端部存在电磁共振，可以对绕组端部进行重新充胶， 并加热至其完全固化，增加绕组端部自身刚度，改变绕组端部和冷却水盒的自振频率，避免 电磁击振频率与自振频率吻合，导致共振现象的发生；当铁心压不紧时，在定子铁心压板、 穿心螺杆、轭部、压指部位安装的振动传感器所采集到的信号，经动态信号分析仪进行分析 所得到的时域波形和频谱图轴向振动数值明显增大，并且会出现异常噪声，此时计算机所 采集到的频谱图振动和噪声主频为100Hz，根据此现象可以判定产生振动和噪声的原因是 由于铁心压不紧所导致的振动数值偏大和有异常噪声存在，同时导致绕组端部振动值偏 大，解决的方法为对铁心采用液压螺栓拉伸器轴向再压紧；对铁心进行多次反复压紧，直至 铁心无压紧量为止；当铁心轴向无明显振动，振动值不超标，认定铁心已经压紧；如果铁心 轴向振动数值不大，绕组端部和冷却水盒轴向振动值偏大，说明是由于端部绕组产生了电 磁共振，导致绕组端部和冷却水盒轴向振动值偏大，需要增强绕组端部和冷却水盒的刚度， 可以对绕组端部进行重新充胶，并加热固化，增加绕组端部自身刚度，改变绕组端部和冷却 水盒的自振频率，避免击振频率和自振频率重合，导致共振现象的发生。
【文档编号】G01H11/08GK104154988SQ201410414545
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】陈光辉, 吴和静, 钟苏, 田超, 王燕, 刘晶石 申请人:哈尔滨电机厂有限责任公司