[发明专利]一种灯泡贯流式水轮发电机阻尼绕组断条故障在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机转子温度监测技术领域，具体为一种灯泡贯流式水轮发电机阻尼绕组断条故障在线监测方法。

背景技术

作为一种开发利用低水头、大流量水力资源的优良机组，灯泡贯流式水轮发电机在我国得到了长足发展与广泛应用。但与此同时，许多此类机组，相继发生一类阻尼绕组断条新型故障，对机组和电网的安全稳定运行，造成了极为不利的影响。且特别值得重视的是，此类新型故障具有以下独特性质：其一是断裂的阻尼条均位于转子磁极背风面附近区域，且一般从阻尼条中部断裂，其二是断裂的阻尼条具有明显过热熔化痕迹，其三是断裂阻尼条附近区域的铁芯（即阻尼条附近的极靴铁芯）表面，亦呈现出明显的过热甚至发蓝痕迹。为及时发现此类故障征兆，切实保障机组与电网运行安全，很有必要针对此类故障，实施征兆监测与预警工作。

然而截至目前，对于阻尼条及发电机转子磁极温度持续在线监测，仍然面临以下关键难题：一是阻尼条位于磁极铁芯内部，直接安装测温元件难度较大；二是即使能够在阻尼条上直接安装测温元件，相关测温设备的持续供电难以保证，以致难以可靠实现持续在线监测；三是发电机定转子之间的气隙中，存在着较强磁场，致使常规的温度采样或测量信号，难以完整可靠地从转子传输到定子；四是如果阻尼条或附近铁芯温度过高，常常导致相关温度传感设备以及其他信号采用器件退化失效，五是当前转子构件（含阻尼条）温度直接测量费用相对较高。

传统的发电机转子温度监测方法，多基于线圈绕组的电阻推算（即电阻法），通过其它数学模型来间接换算获得发电机转子的温度数值，这种方法只有理论计算证明，缺乏实际的实验手段来论证，且测试结果多为平均温度，难以全面合理地反映转子温度的真实分布，更难以对此类故障多发阻尼条及其附近极靴铁芯表面实施温度准确在线监测。而对于此类新型灯泡贯流式发电机阻尼条过热断裂故障而言，过热的阻尼条在发生断裂以前，其本身剧烈发热，将引起其附近极靴铁芯表面过热甚至发蓝，因此，怎样针对故障多发阻尼条及其附近极靴铁芯表面（即每个磁极背风面附近区域阻尼条附近磁极铁芯表面区域）温度，准确便捷地实现温度在线监测，成为此类故障监测与预警的关键技术所在。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种采用非接触式在线测温方式，可避免因电机铁芯表面温度过高引起的器件老化问题，并具有较强抗干扰能力，更高准确度的灯泡贯流式水轮发电机阻尼绕组断条故障在线监测方法，技术方案如下：

一种灯泡贯流式水轮发电机阻尼绕组断条故障在线监测方法，包括：

A.在发电机定子通风沟靠近气隙一侧安装激光测距定位模块和红外测温传感器模块；

B.通过激光测距定位模块，结合转速分析，分辨当前的转子转动位置，进而确定温度监测区域转动到红外测温传感器模块下方的时间段；

C.在该时间段，通过红外测温传感器模块对该区域进行连续温度监测，再将采集到的红外光谱转换为数字信号发送至工控机；

D.根据红外光谱特性建立数学模型，结合获得的特定温度监测区域的红外光谱信号，实时获取转子的温度信息。

进一步的，所述温度监测区域为每个磁极背风面附近区域和阻尼条附近磁极铁芯表面区域。

更进一步的，所述红外测温传感器模块的安装方式为：沿着发电机轴向，从上游侧到下游侧，选择若干个通风沟进行安装，以同时监测温度监测区域一条轴线上多个测点的温度。

更进一步的，所述步骤C中红外测温传感器模块进行温度监测的具体步骤为：通过光学信号探测部分接收入射的红外线光束，并将其转换为电信号；再通过信号整形及放大部分对电信号进行处理和幅值放大；最后经信号采集与装换部分对模拟信号进行实时采集，并转化成数字信号。