用于监控发电机的绕组头振动的方法和设备技术

一种用于监控发电机（2）的绕组头振动的方法，其包括下述步骤：-检测绕组头（15）在发电机运行期间的振动；-将振动的信号变换到频域；-将多个单独振动从频率信号变换到模态范围；和-确定模态形式和/或单独杆振动相对于基准响应的偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于监控发电机（2）的绕组头振动的方法，其包括下述步骤：-检测绕组头（15）在发电机运行期间的振动；-将振动的信号变换到频域；-将多个单独振动从频率信号变换到模态范围；和-确定模态形式和/或单独杆振动相对于基准响应的偏差。【专利说明】用于监控发电机的绕组头振动的方法和设备
本专利技术大体上涉及用于监控发电机、尤其是电厂发电机的绕组头振动的一种方法和一种设备。
技术介绍
电厂发电机的绕组头在运行时和在电气干扰期间受激励而振动。过大的振动会导致绕组头受损，结果直至导致发电机损毁。至今为止，以费事执行的所谓冲击试验的形式确定发电机的绕组头的状态。为此，必须停止要检查的发电机，排空冷却气体并且打开发电机。借助该方法可以良好地确定绕线头的固有频率和固有模态。然而不利的是，在运行中该频率由于运行温度移动并且状态评价只能经济地以较大的时间间隔进行。已经针对各个绕组头，在分散的位置上进行绕组头振动的连续记录，然而这缺乏用于分析的适当的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是，改进对绕组头振动的监控。该目的根据本专利技术借助权利要求1或11所述的特征来实现。本专利技术的有利的改进形式在从属权利要求中予以限定。本专利技术根据第一方面涉及用于监控发电机的绕组头振动的方法，其包括下述步骤:-检测绕组头在发电机运行期间的振动；-将振动的信号变换到频域；-将多个单独振动从频率信号变换到模态范围；和-确定模态形式相对于基准响应的偏差。可选地，能够附加地关于系统误差进行信号分析，以便实现传感器检查。对在运行期间的振动能够实现进行针对绕组头制定的监控或诊断。借助于模态变换可将多个绕组头位置的振动信息相互结合并且重新定义针对绕组头制定的评定标准。模态变换允许对绕组头的振动响应进行快速、可靠和简单的分析。模态形式能够与所学习的与运行有关的基准响应相比较，所述基准响应例如可以经由经训练的神经网络、基于历史数据的数值回归或用于仿真振动响应的其他方法来描述。模态形式可以通过数学方法，如也经由黎曼和，根据最小方差法、多边形法、样条内插的拟合和/或贝塞耳函数等来确定。附加地，可以考虑发电机的绕组杆的或切换杆的单独杆振动。可以检测发电机的运行参数如有功功率、无功功率和/或温度。主要运行参数如有功功率、无功功率和/或绕组头附近(例如冷却气体)的温度以测量技术来检测并且提供用于分析。测量数据可以在时间上高分辨并且被连续地记录。在确定或分析相对于基准响应的偏差时，现在考虑发电机的运行参数，以至于可与运行的状态无关地单独考虑偏差。可以检验和/或存储振动的信号和/或运行参数。针对随时间的振动变化过程以及运行参数的信号可以就似然性进行检验并且规律地或连续地(例如现场的环形存储器)存储，用于以后的评估。除绝对的边界值之外，也可以考虑信号的时间上的导数。可以设计为，只在信号有效时才进行接下来的步骤:变换到频率空间。这提高该方法的可靠性和效率并且改进了模态变换的结果。可以降低、检验和/或存储振动的测量信号和/或运行参数。也可以对频谱就其似然性进行检验。这首先通过观察两个转速谐波的一阶振动分量和全部剩余的频率分量之和来实现。在此，可以检查与运行参数的关联。有利地，不断地检查与运行参数的关联。通过对主要频率分量和其余值(其余的频率分量之和)进行后续观察实现数据减少。同样，经减少的数据组可以为进一步的评估而被存储并且经受传感器验证和/或信号验证。可在多个测量面中执行到模态范围的变换。如果将模态变换应用到多个绕组头平面，那么可以以三维的方式分析振动响应，这改进了分析。模态形式和/或其偏差可经受边界值观察，所述边界值观察必要时通过专家或专家系统输出用于评估的警告或警报。模态形式可以经受趋势观测，所述趋势观测必要时通过专家或专家系统输出用于评估的警告或警报。趋势观测评估在模态形式的取向和数值上的跳变的或非常快的变化以及绝对值。可以将模态形式的特征值输送给计数器。为了观察递增的使用寿命消耗，将模态形式的特征值输送给一个或多个计数器(Counter )。所述计数器记录检测到的应变(主要由于运行干扰引起)并且由此实现关于绕组头老化的预测。因为瞬时的补偿过程由于网络中的干扰而快速地消退，为此振动数据可以被高度分辨并且被连续地分析。在检测到具有瞬时的补偿过程的干扰的情况下，可以持久存储来自环形存储器中的时间信号并且详细地进行分析。为了确定由运行干扰(网络故障、短暂中断、缺乏同步等)引起的应变，可以进行连续的分析。在此，到频域中的变换例如可以基于达到320ms的短时间段。可以在时域和在频域执行趋势观察、边界值观察和偏差观察。基于模态形式、所存储的信号和/或所存储的频率信号可以对绕组头振动进行评估。因此，该方法超越纯粹监控或诊断并且可以给出例如关于绕组头的或发电机的改进的或最佳的运行参数或使用寿命方面的评估或建议。本专利技术根据另一方面涉及一种用于监控发电机的绕组头振动的设备，其具有:至少一个振动传感器，用于检测绕组头的振动；和分析单元，用于分析传感器的信号，其中分析单元具有模态变换器，用于将信号的多个单独振动变换到模态范围，并且分析单元具有比较器，用于确定模态形式相对于基准响应的偏差。与针对方法所描述的相同的优点和修改方案是适用的。传感器优选可以是光纤加速度感测器或振动感测器或者是压电传感器。所述传感器类型提供可靠的信号并且可以简单地安装。传感器居中地设置在发电机的两个绕组杆或切换杆之间。替选地，传感器可以非居中地或直接地设置在杆上。在绕组头附近可以设置有用于检测发电机的运行参数如有功功率、无功功率和/或温度的另外的传感器，并且另外的传感器与分析单元连接。这在考虑相应的运行状态的情况下实现综合的分析。比较器可以具有选择装置，用于基于运行变量选择基准响应。因此，基准响应可以根据运行情况来选择，这改进了监控的精度。【专利附图】【附图说明】下面根据附图详细地描述本专利技术，在附图中:图1示出根据本专利技术的用于监控发电机的绕组头振动的设备的示意图。图2示出根据本专利技术的用于监控发电机的绕组头振动的方法的流程图。图3示出传感器在发电机的绕组头上的安置的示意图。【具体实施方式】附图仅用于阐述本专利技术而非限制本专利技术。附图和各个部件并不一定是符合比例的。相同的附图标记表示相同的或类似的部件。图1示出用于监控发电机2的绕组头的振动的设备I。传感器3、例如如呈光纤加速度感测器或振动感测器或压电传感器形式的振动传感器或加速度传感器记录发电机2的绕组头的或绕组头的一部分的或位于绕组头附近的其他组成部分的振动，所述其他组成部分例如为绕组杆或切换杆。例如，可以在绕组头的环周之上以径向取向方式分布六个传感器3。另外的传感机构或传感器4检测发电机的运行参数，例如有功功率、无功功率和/或绕组头附近的温度(例如冷却气体的温度)。传感器3和4与设备I的分析单元5连接。首先，传感器3和4与信号验证装置6连接，在所述信号验证装置中对传感器3和4的全部的或所选择的信号就似然性进行检验。此外，在此对信号的噪声、边界值和恒定性进行检查。同样可以进行信号预处理，其中例如抑制噪声和/或调节信号电平。如果可以校正和/或输出故障通知或警告，那么舍弃非似然的信号。似然的或有效的信号被转发。传感器3和4还与设备I的存储器7连接。这例如可以是环形存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控发电机（2）的绕组头振动的方法，其包括下述步骤：‑检测绕组头（15）在所述发电机运行期间的振动；‑将振动的信号变换到频域；‑将多个单独振动从频率信号变换到模态范围；和‑确定模态形式和/或单独杆振动相对于基准响应的偏差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·克赖舍，蒂莫·维尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE