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水轮发电机组在线监测与诊断十例 Marc R. Bissonnette, P.Eng. / Jackson Lin, B.A.Sc., MBA VibroSystM Inc., Longueuil, Quebec, Canada 陶志健 摘译 引言 在线监测的效益早就有人提出，但还很少有人能举出象下面这样的具体实例， 来展示在线监测技术在水轮发电机组上应用的实际效益。机组状态的在线监测在水 电行业还不很普遍。在数量庞大的水轮发电机组中，只有区区几百台机组装备了在 线监测仪器。 水电机组的空气间隙是机组状态和动态性能的一个非常恰当的指标。由于气隙 位于机组的中心，又是机械力和电力的结合点，机组的大多数毛病都可以在这里查 出。其实有时看不到的与看得到的具有同样的重要性。此外，如果能把机组的其他 动态静态参数同气隙关联起来，就会增强准确、全面地分析和诊断的能力。 本文介绍的个例分析所用的监测手段是气隙监测系统 (AGMS )及扩展的ZOOM 机 ® ® 组状态监测系统。这两套系统是对机组作全面监测和诊断的有效手段。在过去的12 年间，已有450台以上的水电机组安装了气隙监测系统和ZOOM机组状态监测系统。这 些系统已多次显示出它们探测机组异常、提供关键信息的能力，帮助我们快速准确 作出诊断、积累机组数据以实施状态检修、和预防灾难性事件。 1、开机和停机过程中气隙的性能 1998年初，美国某蓄能电站一台272兆瓦的机组上安装了AGMS。紧接着，4月份 便进行了机组动态性能试验。由于蓄能机组一般都以日为周期频繁开机停机，所 以，试验特别注意了开机和停机过程中机组的性能。 图1所示为从开机到额定转速的160转中所有磁极的气隙变化过程，单位为 “道” (千分之一英寸)。最初，气隙最大(约1155道)。加速过程中，使气隙急剧减小 的唯一原因是作用于转子磁轭和磁极上的离心力。转子的设计对转子膨胀有不同的 影响，此例的转子为浮动磁轭，因而膨胀幅度大一些。此外，设计对转子圆度的变 1 化也有影响。图1还显示了，在这一过渡工况下，磁轭扩展了75道 (7.1%)，转子圆 度从29道(2.7%)增加到40道(3.8%)。这些数值良好，在总装公差之内。 1 本文中，百分数表示相对于参数的静态额定值。 th 66 DOBLE Conference, April 1999, Boston, MA USA G30-C060320-011 Rotor Rim Roundness 1160 at Start-up: 29 mils 1150 1140 A 1130 i r Rotor Rim Roundness at Speed No Load: