離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法及裝置，屬于電機故障檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]抽水蓄能電站可以利用電力負荷低谷時的電能將下游的水抽至上水庫儲存起來，在電力負荷高峰期放水至下水庫發(fā)電，起到“削峰填谷”和事故備用的作用，為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供保障。為此，世界各國都在大力興建抽水蓄能電站，I960年全球的抽水蓄能電站總裝機容量僅為350萬kW，2010年已增至13500萬kW，50年內(nèi)增加了約40倍。2007年，中國大陸抽水蓄能電站總裝機容量為895萬kW，占發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量的1.2%，抽水蓄能發(fā)電電動機在整個電站的安全穩(wěn)定運行中起著重要作用，其性能優(yōu)劣、適應(yīng)程度，直接關(guān)系到電站乃至整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，對電站及電網(wǎng)都有著很大的影響。因抽水蓄能發(fā)電電動機具有雙向旋轉(zhuǎn)、啟停頻繁、多工況轉(zhuǎn)換、過渡過程復(fù)雜等特點，其故障率一般來說要明顯高于常規(guī)水輪發(fā)電機。
[0003]中國發(fā)明專利“基于多回路模型的發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間故障分析方法”(申請?zhí)?201010128929.4，公開號:CN101794984A)公開了一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間故障分析方法，提出了激勵繞組匝間短路故障的暫態(tài)計算方法和穩(wěn)態(tài)計算方法，為設(shè)計轉(zhuǎn)子匝間短路保護提供了定量化依據(jù)。然而，該發(fā)明僅限于發(fā)電機的電氣故障檢測，無法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機的機械故障。據(jù)中國南方電網(wǎng)有限責任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司廣州抽水蓄能水電廠運行十年后抽水蓄能發(fā)電電動機組的運行情況分析，大型發(fā)電電動機在實際運行中最易發(fā)生的故障是由機械和溫升兩方面因素引起的，特別是轉(zhuǎn)子磁軛與轉(zhuǎn)子磁極連接的磁極T型尾部故障。
[0004]中國實用新型專利“一種渦流檢測探頭”(申請?zhí)?201220195680.3，公開號:CN202562433U)公開了一種渦流探測探頭，能夠克服渦流檢測探頭對材質(zhì)為40Cr的回轉(zhuǎn)支承表面淬火層識別不敏感、容易漏檢的技術(shù)問題。然而該發(fā)明的渦流檢測探頭形狀規(guī)則，不適用于抽水蓄能發(fā)電電動機磁極T型尾部處的探傷檢測。
[0005]抽水蓄能發(fā)電電動機運行時，電機內(nèi)部存在電磁場，且定子轉(zhuǎn)動時有振動信號，干擾信號多，檢測其機械故障困難。因此，目前尚未見到抽水蓄能發(fā)電電動機機械故障檢測方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)抽水蓄能發(fā)電電動機啟停頻繁這一特點，本發(fā)明提供一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障方法。本發(fā)明提出的一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機機械故障方法，能有效解決在線檢測時干擾信號多的難題，為抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障檢測提供一套可行的方案。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，本發(fā)明用于檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
[0009]本發(fā)明的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，上述脈沖渦流檢測方法包括如下步驟:
步驟1:在電機轉(zhuǎn)子預(yù)定區(qū)域內(nèi)埋設(shè)脈沖渦流檢測探頭，脈沖渦流檢測探頭包括激勵線圈和接受線圈；
步驟2:通過脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流；
步驟3:通過信號處理系統(tǒng)對接受線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
[0010]本發(fā)明離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，包括脈沖電源系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、脈沖渦流檢測探頭，脈沖渦流檢測探頭包括激勵線圈和接受線圈，電機轉(zhuǎn)子包括有轉(zhuǎn)子磁軛和轉(zhuǎn)子磁極，轉(zhuǎn)子磁軛和轉(zhuǎn)子磁極的連接處為磁極T型尾部，激勵線圈和接受線圈平行于磁極T型尾部放置，激勵線圈與脈沖電源系統(tǒng)連接，信號處理系統(tǒng)與接受線圈連接，脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，信號處理系統(tǒng)對接受線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
[0011]本發(fā)明離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機機械故障的裝置，采用包括激勵線圈、接受線圈、脈沖電源系統(tǒng)及信號處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)抽水蓄能發(fā)電電動機啟停頻繁這一特點，在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機的裂紋是否發(fā)展，以判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。本發(fā)明提出的一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機機械故障方法，考慮機械故障的發(fā)生并不是瞬間完成的，而是要經(jīng)歷裂紋的萌生、發(fā)展直至故障這一過程。為此，通過在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子應(yīng)力集中部位的裂紋是否發(fā)展，以判斷抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子是否存在機械故障。本發(fā)明能有效解決在線檢測時干擾信號多的難題。同時，電機運行時通過電氣保護系統(tǒng)檢測電氣故障，可從電氣與機械兩方面保護抽水蓄能發(fā)電電動機，保證其安全穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
圖1為本發(fā)明脈沖渦流檢測探頭安裝位置示意圖。
[0013]圖2為嵌套式離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置示意圖。
[0014]圖3為平行式離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置示意圖。
[0015]其中為電機轉(zhuǎn)子；11為轉(zhuǎn)子磁軛；12為轉(zhuǎn)子磁極；13為磁極T型尾部；2為脈沖渦流檢測探頭；21為激勵線圈；22為接受線圈。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:
本發(fā)明離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
[0017]上述脈沖渦流檢測方法包括如下步驟:
步驟1:在電機轉(zhuǎn)子I預(yù)定區(qū)域內(nèi)埋設(shè)脈沖渦流檢測探頭2，脈沖渦流檢測探頭2包括激勵線圈21和接受線圈22 ；
步驟2:通過脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈21內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流；
步驟3:通過信號處理系統(tǒng)對接受線圈22中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
[0018]上述電機轉(zhuǎn)子I預(yù)定區(qū)域位于轉(zhuǎn)子磁軛11和轉(zhuǎn)子磁極12連接的磁極T型尾部13附近，且在轉(zhuǎn)子磁軛11內(nèi)部。
[0019]本發(fā)明離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，包括脈沖電源系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、脈沖渦流檢測探頭2，脈沖渦流檢測探頭2包括激勵線圈21和接受線圈22，電機轉(zhuǎn)子I包括有轉(zhuǎn)子磁軛11和轉(zhuǎn)子磁極12，轉(zhuǎn)子磁軛11和轉(zhuǎn)子磁極12的連接處為磁極T型尾部13，激勵線圈21和接受線圈22平行于磁極T型尾部13放置，激勵線圈21與脈沖電源系統(tǒng)連接，信號處理系統(tǒng)與接受線圈22連接，脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈21內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，信號處理系統(tǒng)對接受線圈22中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
[0020]上述激勵線圈21和接受線圈22的形狀與磁極T型尾部13折線處的形狀一致。[0021 ] 本實施例中，采用激勵線圈21在內(nèi)，接受線圈22在外的方式布置，如圖2所示，即將激勵線圈21置于接受線圈22內(nèi)部，并按照圖1所示在電機轉(zhuǎn)子I預(yù)定區(qū)域內(nèi)埋設(shè)脈沖渦流檢測探頭2。
[0022]實施例2:
本實施例與實施例1的區(qū)別是激勵線圈21和接受線圈22采用平行的方式布置。本實施例平行式離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，電機運行時通過電氣保護系統(tǒng)檢測電氣故障，在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子應(yīng)力集中部位是否存在機械故障。具體實施步驟為:
步驟1:將激勵線圈21和接受線圈22按照圖3平行放置，按照圖1所示在電機轉(zhuǎn)子I預(yù)定區(qū)域內(nèi)埋設(shè)脈沖渦流檢測探頭2。
[0023]步驟2:通過脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈21內(nèi)產(chǎn)生一脈沖電流；
步驟3:通過信號處理系統(tǒng)對接受線圈22中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子應(yīng)力集中部位是否存在機械故障。
【主權(quán)項】
1.一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，其特征在于在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，其特征在于上述脈沖渦流檢測方法包括如下步驟: 步驟1:在電機轉(zhuǎn)子(I)預(yù)定區(qū)域內(nèi)埋設(shè)脈沖渦流檢測探頭(2)，脈沖渦流檢測探頭(2)包括激勵線圈(21)和接受線圈(22)； 步驟2:通過脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈(21)內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流； 步驟3:通過信號處理系統(tǒng)對接受線圈(22)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，其特征在于上述電機轉(zhuǎn)子(I)預(yù)定區(qū)域位于轉(zhuǎn)子磁軛(II)和轉(zhuǎn)子磁極(12)連接的磁極T型尾部(13)附近，且在轉(zhuǎn)子磁軛(11)內(nèi)部。
4.一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，其特征在于包括脈沖電源系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、脈沖渦流檢測探頭(2)，脈沖渦流檢測探頭(2)包括激勵線圈(21)和接受線圈(22 )，電機轉(zhuǎn)子(I)包括有轉(zhuǎn)子磁軛(11)和轉(zhuǎn)子磁極(12)，轉(zhuǎn)子磁軛(11)和轉(zhuǎn)子磁極(12)的連接處為磁極T型尾部(13)，激勵線圈(21)和接受線圈(22)平行于磁極T型尾部(13)放置，激勵線圈(21)與脈沖電源系統(tǒng)連接，信號處理系統(tǒng)與接受線圈(22)連接，脈沖電源系統(tǒng)在激勵線圈(21)內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，信號處理系統(tǒng)對接受線圈(22)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進行分析，判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，其特征在于上述激勵線圈(21)和接受線圈(22)的形狀與磁極T型尾部(13)折線處的形狀一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，其特征在于采用激勵線圈(21)在內(nèi)，接受線圈(22)在外的方式布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置，其特征在于上述采用激勵線圈(21)和接受線圈(22)平行的方式布置。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障方法及裝置，本發(fā)明的離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的方法，在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障。離線檢測抽水蓄能發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子機械故障的裝置包括激勵線圈、接受線圈、脈沖電源系統(tǒng)及信號處理系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)抽水蓄能發(fā)電電動機啟停頻繁的特點，在電機停止運行時，通過脈沖渦流檢測方法檢測抽水蓄能發(fā)電電動機的裂紋是否發(fā)展，以判斷抽水蓄能發(fā)電電動機是否存在機械故障，能有效解決在線檢測時干擾信號多的難題。同時，電機運行時通過電氣保護系統(tǒng)檢測電氣故障，可從電氣與機械兩方面保護抽水蓄能發(fā)電電動機，保證其安全穩(wěn)定運行。
【IPC分類】G01R31-34
【公開號】CN104614672
【申請?zhí)枴緾N201410786341
【發(fā)明人】聶靚靚, 張宇嬌, 陶詩迪, 邱立, 秦威南
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月18日