本技術(shù)涉及發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種發(fā)電機(jī)磁極氣隙與軸系絕緣阻抗在線監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、發(fā)電機(jī)作為電力設(shè)備中的重要組成部分，其磁極氣隙和軸系的絕緣性能對(duì)于發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。傳統(tǒng)的磁極氣隙和軸系絕緣阻抗的檢測(cè)多依賴于定期檢查或人工測(cè)量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于外部環(huán)境干擾、設(shè)備老化等因素，磁極氣隙和軸系絕緣阻抗的變化可能導(dǎo)致設(shè)備故障或損壞，因此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)這些關(guān)鍵參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)是亟待解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
2、為此，本技術(shù)的第一個(gè)目的在于提出一種發(fā)電機(jī)磁極氣隙與軸系絕緣阻抗在線監(jiān)測(cè)方法。
3、本技術(shù)的第二個(gè)目的在于提出一種發(fā)電機(jī)磁極氣隙與軸系絕緣阻抗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
4、本技術(shù)的第三個(gè)目的在于提出一種電子設(shè)備。
5、本技術(shù)的第四個(gè)目的在于提出一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
6、本技術(shù)的第五個(gè)目的在于提出一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
7、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第一方面實(shí)施例提出了一種發(fā)電機(jī)磁極氣隙與軸系絕緣阻抗在線監(jiān)測(cè)方法，包括：
8、把接地電刷引線繞過(guò)高頻鐵氧體鐵芯或在接地電刷引線上接入高頻低阻抗電感，引入高頻激勵(lì)電流源并保持接地電刷引線的低頻極低阻抗；
9、在各軸承部位引入阻抗變換器，阻斷接地電刷引入的高頻激勵(lì)信號(hào)的電壓在各部軸承油膜阻抗的電流通路，屏蔽絕緣回路的阻抗對(duì)磁極氣隙電容的影響；
10、監(jiān)測(cè)所述接地電刷的高頻電壓vshh和大軸高頻電流ishh，計(jì)算磁極氣隙總電容，并基于該電容檢測(cè)磁極平均氣隙及動(dòng)態(tài)氣隙變化量；
11、監(jiān)測(cè)電源和阻抗變換器旁路的高低頻電流(ihisol，ilisol)、大軸高低頻電壓(vshh,vshl)和電流(ixh,ixl)，計(jì)算各部軸承的工頻絕緣阻抗和電容值。
12、可選的，所述在接地電刷引線上接入高頻低阻抗電感，引入高頻激勵(lì)電流源并保持接地電刷引線的低頻極低阻抗，包括：
13、在所述接地電刷引線上串聯(lián)特制低阻抗高頻微電感l(wèi)1，并利用該電感和水電阻rw的低阻抗接入高頻激勵(lì)電流源，等效在工頻軸電壓vshl上疊加一個(gè)低阻抗的高頻電壓源vshh；所述高頻激勵(lì)電流源用于提供足夠的高頻電流激勵(lì)，以確保能夠在線測(cè)量電容并檢測(cè)磁極氣隙的變化。
14、可選的，所述阻抗變化器，用于：
15、使得電源提供的高低頻電流僅流經(jīng)絕緣墊板的阻抗z，從而將高低頻電流的測(cè)量限定在絕緣支路中；
16、通過(guò)內(nèi)部的選頻濾波和放大電路監(jiān)測(cè)高頻激勵(lì)軸電壓vshh、工頻軸電壓vshl及其產(chǎn)生的軸承絕緣電流ihisol，ilisol；
17、通過(guò)高頻成分計(jì)算軸系的電容c，通過(guò)工頻成分計(jì)算軸系的阻抗z和電阻r，公式為：
18、
19、其中，ωh為高頻激勵(lì)信號(hào)的角頻率，ωl為工頻信號(hào)的角頻率。
20、可選的，由于水電阻rw的變化會(huì)導(dǎo)致磁極等效電容的分流ix0h發(fā)生變化，同時(shí)監(jiān)測(cè)大軸內(nèi)的高頻磁極氣隙電壓vshh與電流ix0h，并計(jì)算磁極氣隙電容crp，其中：
21、
22、為排除水電阻變化的影響，安裝高頻電流耦合器完成高頻電流ishh的監(jiān)測(cè)，所述高頻電流耦合器為一個(gè)羅科夫斯基線圈，監(jiān)測(cè)其感生電動(dòng)勢(shì)e以檢出高頻電流ishh，所述感生電動(dòng)勢(shì)包含軸電流的低頻成分，需要通過(guò)選頻濾波、放大器提高高頻電流的信噪比；
23、通過(guò)壓頻轉(zhuǎn)換器檢測(cè)激勵(lì)源頻率的穩(wěn)定性，補(bǔ)償頻率漂移引起的誤差；
24、其中，涉及到的參數(shù)計(jì)算公式為：
25、
26、b＝μ0h
27、
28、
29、其中，μ0為真空磁導(dǎo)率，r為電流路徑的電阻，r為感應(yīng)線圈的半徑，μ0為真空磁導(dǎo)率，s為磁極氣隙的橫截面積，ε0為真空介電常數(shù)。
30、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第二方面實(shí)施例提出了一種發(fā)電機(jī)磁極氣隙與軸系絕緣阻抗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：
31、所述軸承絕緣監(jiān)測(cè)單元包括上導(dǎo)軸承絕緣監(jiān)測(cè)單元、下導(dǎo)軸承絕緣監(jiān)測(cè)單元、推力軸承絕緣監(jiān)測(cè)單元、水導(dǎo)軸承絕緣監(jiān)測(cè)單元，各軸承監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、推力軸承和水導(dǎo)軸承的絕緣阻抗；各軸承絕緣監(jiān)測(cè)單元包括第一前置器和數(shù)字信號(hào)處理器；
32、所述磁極氣隙監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)磁極氣隙的變化，所述磁極氣隙監(jiān)測(cè)單元包括第二前置器和數(shù)字信號(hào)處理器；
33、所述上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)rs485網(wǎng)絡(luò)與各監(jiān)測(cè)單元連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
34、可選的，所述第一前置器分別布置在上導(dǎo)、推力、下導(dǎo)、水導(dǎo)軸承的軸瓦處，所述第二前置器布置在接地電刷處；
35、所述第一前置器包括阻抗變換器、選頻濾波放大器與εr檢測(cè)器，所述第一前置器用于從軸電刷引入軸電壓vshh和接地點(diǎn)，從瓦基或絕緣抽頭引入絕緣阻抗交界點(diǎn)，檢出絕緣阻抗電壓vxh，vxl、絕緣阻抗電流ihisol,ilisol；
36、所述第二前置器包括高頻電流耦合器、選頻濾波放大器，用于檢出與高頻電流ishh成比例的電動(dòng)勢(shì)e。
37、可選的，所述數(shù)字信號(hào)處理器，用于：
38、接收并處理來(lái)自各監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)，包括磁極氣隙監(jiān)測(cè)信號(hào)、軸系各部軸承的電壓、電流信號(hào)及高頻電流耦合器的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)；
39、通過(guò)多路高分辨率a/d轉(zhuǎn)換器對(duì)各監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
40、計(jì)算各部位軸承的絕緣阻抗、電容以及電阻值；
41、計(jì)算磁極氣隙電容并提取磁極氣隙量；
42、對(duì)軸電壓信號(hào)和氣隙量信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，提取其均值、動(dòng)態(tài)變化量和各次諧波分量；
43、通過(guò)處理結(jié)果生成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)rs485通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與遠(yuǎn)程監(jiān)控。
44、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第三方面實(shí)施例提出了一種電子設(shè)備，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器；
45、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令；
46、所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，以實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一項(xiàng)所述的方法。
47、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第四方面實(shí)施例提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一項(xiàng)所述的方法。
48、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第五方面實(shí)施例提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面中任一項(xiàng)所述的方法。
49、本技術(shù)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案至少帶來(lái)以下有益效果：
50、(1)本技術(shù)提出的監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、在線地監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)磁極氣隙的變化以及軸系各部軸承的絕緣阻抗，這有助于及時(shí)檢測(cè)設(shè)備的異常狀態(tài)，提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行安全性。
51、(2)通過(guò)在接地電刷引線上引入高頻低阻抗電感，并在軸承部位引入阻抗變換器，本技術(shù)能夠有效提高磁極氣隙電容的監(jiān)測(cè)靈敏度，屏蔽了絕緣回路的阻抗對(duì)磁極氣隙電容的影響，確保更準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
52、(3)本技術(shù)能夠準(zhǔn)確地計(jì)算各部軸承的工頻絕緣阻抗、電容值以及磁極氣隙電容，并基于這些計(jì)算值檢測(cè)磁極的平均氣隙及動(dòng)態(tài)氣隙變化量。
53、(4)通過(guò)安裝高頻電流耦合器監(jiān)測(cè)高頻電流，并結(jié)合選頻濾波器，本技術(shù)能夠有效排除水電阻等干擾源的影響，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
54、(5)通過(guò)設(shè)計(jì)集成化的監(jiān)測(cè)單元，本技術(shù)中的各部監(jiān)測(cè)單元通過(guò)rs485網(wǎng)絡(luò)連接，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查看和分析，從而提升設(shè)備維護(hù)和管理的效率。
55、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。