基于改进最小二乘法的水轮发电机气隙数据分析.pdf
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1、58水科学与工程技术2023年第4 期基于改进最小二乘法的水轮发电机气隙数据分析林滨,郭道芬(福建棉花滩水电开发有限公司,福建龙岩3 6 4 0 0 0)摘要:针对传统的楔形板气隙测量方法,提出采用电容式传感器进行测量,并利用最小二乘拟合法对气隙变化情况进行分析。结果表明:最小二乘拟合法所得到的不圆度、偏心距和最大位移磁极号均好于传统的简单圆法,为发电机气隙在线测量及故障诊断提供较准确的气隙变化数据支撑。关键词:改进最小二乘法发电机;气隙;传感器测量中图分类号:TV734.1D01:10.19733/ki.1672-9900.2023.04.16The hydro generator air
2、gap analysis based on improved least squareAbstract:Pointed to the air gap measurement method by traditional wedge plate,a capacitive sensor is proposed to measurethe air gap,and the change of air gap is analyzed by the least square fiting method.The research shows that the out ofroundness,eccentric
3、ity and maximum displacement magnetic pole number obtained by the least square ftting method arebetter than the traditional simple circle method,which provides more accurate air gap change data support for generator airgap on-line measurement and fault diagnosis.Key words:improved least square metho
4、d;generator;air gap;senor test文献标识码:BmethodLIN Bin,GUO Daofen(Fujian Mianhuatan Hydropower Development Co.Ltd,Longyan 364000,China)文章编号:1 6 7 2-9 9 0 0(2 0 2 3)0 4-0 0 5 8-0 3水轮发电机气隙测量是水电机组安装与检修中的重要工序之一,也是发电机组运行监控和故障诊断的重要组成参数。不论是安装检修中的气隙静态测量,还是机组运行中的动态监测,气隙的均匀性与气隙的变化不仅能够反映出发电机的安装质量,同时也为水轮发电机组异常振动及故障
5、诊断分析提供必要数据支撑 1,2 1 。由于气隙测量的重要性,在气隙测量工具、测量方法等方面研究较多。譬如,吉有鹏 3 针对发电机检修时气隙测量要求,基于两个对头楔移动原则,设计了凸鸽尾对头楔、凹鸽尾对头楔等气隙测量工具,实现了常规气隙与较小气隙的测量。杨光勇等 4 利用气隙特征值计算模型对水轮发电机低频振动问题进行分析,准确判断出该问题是由气隙不均匀导致的。万书亭等 5 基于电磁转矩特征值变化分析,建立气隙静偏心等故障识别方法,并利用实验数据进行验证。苏鑫等 6 在分析传收稿日期 2 0 2 2-0 6-0 6【作者简介】林滨(1 9 7 9 一),男(汉族),福建龙岩人,工程师,主要从事水
6、电生产技术管理工作。E-mail:统气隙测量方法不足的基础上,提出利用传感器进行发电机气隙的实时监控新方法,并对运行过程中由于定子、转子温度升高所造成的气隙变化情况进行分析。当前发电机气隙测量相关研究或注重于传感器测量,或倾向于利用气隙平均值等特征值分析相关发电机故障。由于发电机气隙理论上为一个圆,实际中受安装精度、定子/转子温升导致的变形等影响,其气隙常偏离安装中心,因此采用较合理的拟合算法对实测数据进行分析,是进行气隙状态正确判断的基础。为此,本文针对某电站实际运行情况,拟采用最小二乘法分析气隙变化及气隙圆情况,获得相应不圆度、偏心角和偏心距,进而判断最大位移磁极号和最小位移磁极号,为气隙
7、分析和故障诊断奠定基础。(2)2023年第4 期1气隙测量及其分析方法1.1常规气隙测量方法气隙测量是水轮发电机组维修中的重要工序之一。传统的测量方法主要利用楔形板插入气隙中,直到不能再移动时,取出楔形板,利用游标卡尺等测量楔形板上轻微压痕处宽度,即可获得气隙数据。现在也有在该方法基础上进行改进,在活动的楔形板上可显示的直尺刻度,利用活动楔形板插入深度的不同,带动指针在直尺上显示位移。而在发电机运行中,气隙测量则采用传感器测量方式。随着检修自动化水平的提升,本文提出一种利用传感器测量气隙的方法,如图1,将传感器安装后,推动转子移动,逐个测量各磁极对应气隙并保存数据,该方法测量精度高,后续不圆度
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