发电机定子绕组端部振动监测系统

中华人民共和国国家标准隐极同步发电机定子绕组端部动态特性和振动测量方法及评定Measurement method and evaluation criteria of dynamic characteristic and vibration on stator end windings of cylindrical synchronous generatorsGB／T 20140-2016代替GB／T 20140-2006发布日期：2016年2月24日实施日期：2016年9月1日中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布前言本标准按照GB／T 1．1-2009给出的规则起草。

本标准代替GB／T 20140-2006《透平型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定》。

与GB／T 20140-2006相比，主要差异如下：——修改了标准的名称(见封面，2006年版的封面)；——修改了标准的适用范围(见第1章，2006年版的第1章)；——增加了对转速为1500r／min、1800r／min的4极发电机的评定准则(见6．1)；——增加了响应比的测试方法和用响应比评定动态特性的准则(见6．1)；——增加了对通频(频率范围为大于或等于转频)的振动限值和评定准则(见6．2)；——增加了附录A的内容(见A．3、A．4和A．5)。

本标准由中国电器工业协会提出。

本标准由全国大型发电机标准化技术委员会(SAC／TC 511)归口。

本标准起草单位：哈尔滨大电机研究所、东方电气集团东方电机有限公司、上海电气电站设备有限公司发电机厂、华北电力科学研究院有限责任公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、国网湖北省电力公司电力科学研究院、北京四方继保自动化股份有限公司、中广核工程有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、国网山东省电力公司电力科学研究院。

本标准主要起草人：阙广庆、陈昌林、胡建波、钟苏、白亚民、王健军、王劲松、阮羚、刘全、李祚滨、顾俊果、孙树敏。

目录第一章系统概述 (1)1．1 发电机铁芯及端部线棒振动监测系统简介 (1)1．2 系统组成 (1)1．3 Gen20系统软件功能浏览 (2)1．4 系统界面介绍 (4)第二章系统安装与初始化 (5)2．1 系统运行环境 (5)2．2 软件安装 (5)2．3 初始化设置 (6)第三章实时监测功能 (7)3．1 机组系统-棒图 (7)3．2 机组系统-2X棒图 (8)3．3 波形-频谱图 (10)3．4 综合频谱图 (11)3．5 综合极坐标图 (11)第四章振动分析功能 (13)4．1 棒状图 (13)4．2 综合频谱图 (15)4．3 波形-频谱图 (15)4．4 趋势图 (15)4．5 详细趋势图 (17)4．6 瀑布图 (18)4．7 数据选择 (18)第五章在线帮助使用说明 (21)5．1 如何使用帮助 (21)5．2 关于Gen20 (21)第六章事件列表功能 (22)第七章服务功能 (23)7．1 系统参数设置 (23)7．2 网络参数设置 (24)7．3 密码设置和修改 (25)7．4 读黑匣子数据 (25)7．5 清黑匣子数据 (25)7．6 报警限/故障限复位 (25)第一章系统概述1．1 发电机铁芯及端部线棒振动监测系统简介由浙江大学机械与能源工程学院热工及动力系统研究所研制的发电机铁芯及端部线棒振动监测系统是专为发电机铁芯及端部线棒振动监测分析而开发的。

它具有良好的可靠性、灵活的扩展性、较高的实时性和友好的用户界面，能实现多参量同时监测，并通过TCP/IP连入网络。

考虑到监测对实时性的要求，系统采用上、下位机二级结构，下位机（数采器）主要根据上位机（工控机）的指令进行等时间间隔采样或整周期同步采样，当信号超过报警或故障限时，采样结果将保存在黑匣子中以便事故追忆分析。

下位机负责数据的预处理工作，上位机负责数据的保存、数据的实时显示、分析等工作。

上位机软件采用开放式设计，便于移植和功能的扩展，用户可根据实际情况对系统进行组态；整套软件在WINDOWS中文环境中运行，采用全汉化的图形窗口界面、下拉式菜单和对话框实现人机交互，操作简便，并且还配有详细的在线帮助系统，以帮助用户熟悉和应用该系统。

• VibroSystM公司生产的FOA-100型光纤加速度传感器，专 门用于发电机定子绕组端部的振动监测。该光纤传感器设计 原理与美国WH公司不同，测量方法靠的是探测单个光束入 射角在一个弹性支架上的角度变化。其特点是利用光偏振原 理，反射光束穿过一个双折射板到一个光极性分析器再返回 以获得光干涉纹，振动峰－峰值之间的距离就与被测角度成 正比函数关系。 • 传感器头位于三根单股多模式光缆的一端。一根承载照射用 光，可通过调节电子装置对其控制。传感器头通过另两条光 纤返回两个强弱可变的光信号。当光纤加速度计承受振动时， 受力与引起一个弹性支架的角度偏转对应的加速度成正比。 支架角度的变化使支架上的一面镜子角度随之变化。射入镜 子的光束就随加速度幅值成比例改变角度。电子调节装置由 光电探测器回路、放大器和滤波器组成，其输出是一个被校 准的模拟加速度信号。一个带通滤波器用于衰减噪声和支架 的谐振频率。
1）传感器基本结构和工作原理（续）
• 光传感器采集的信号通过光缆送到安装在机壳上 的承压密封盒内的光电耦合器上，转变为电信号 再送入AGM-P21信号处理模块和PCU-100型可 编程信号处理器。PCU-100既可以处理普通的压 电式加速度传感器采集的电信号，也可以处理由 FOA-100光纤传感器送出的光信号转换出来的电 信号，是一种通用型数据信号处理器。
光纤测振系统的价格昂贵，制约了其在商业上的应用。现在，国外对这种 光学原理的振动传感器在发电机上的应用，已进入商品化，但总体上仍处 于快速发展和完善之中。
1 美国WH公司的光学振动监测系统 1）传感器基本结构和工作原理
• 传感器尺寸为1”×1”×3”，直接安装到被 测部位上。传感器内部结构为一个舌簧和 光栅组。光栅位于舌簧运动最高点的端部， 承受振动时可间断遮光生成光脉冲。传感 器设计为给定时间段上脉冲数量与被测振 幅成正比。光脉冲信号通过光缆送到机外 的主机中，经过数据处理在主机的液晶显 示屏上显示振动峰－峰值 。

图2光纤测振传感器安装示意基于光纤加速度传感技术的发电机端部振动监测系统的应用Generator and Vibration Monitoring System Based on Optical Fiber Acceleration Technology张俊（广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海519050）摘要介绍了一种基于光纤加速度传感技术的发电机端部振动监测系统的构成,以及其安装、调试及应用。

经长期运行表明,该系统实施后测量准确稳定，实现了发电机端部振动实时在线监测和分析，实际应用效果良好。

关键词：光纤加速度传感，发电机，端部振动AbstractThis paper introduces the composition of a generator end vibration monitoring system based on optical fiber accelera-tion technology,and the installation,debug and application of such system．During long－time operation,the measurements of the system have remained stable and accurate,online monitoring and analyzing the generator end vibration have become a reality,and the results are good．Keywords :optical fiber acceleration sensing,generator,end vibration发电机定子绕组端部电气环境非常恶劣，目前300MW 及以上容量的发电机线棒工作电压达20kV 左右，电流在10kA 以上，是一个高电压、强交变电磁场的特殊环境。