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基于轴电压的发电机典型故障诊断研究

作　者: 王晓华
导　师: 李永刚
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 电机与电器
关键词: 转子匝间短路 轴电压 定子接缝 故障识别 诊断系统
分类号: TM311
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着发电机容量的增大,轴电压已成为大型发电机的一个严重问题,对其进行状态监测是非常必要的。本文详尽地阐述了发电机轴电压产生机理;通过分析汽轮发电机转子正常运行及匝间短路故障运行时磁势变化,推导出转子匝间短路后轴电压信号特征频谱。并分析了发电机定子接缝不对称引起的轴电压变化。基于轴电压故障特征信号,提出了一种基于轴电压的转子匝间短路故障监测方法。通过实验验证了理论分析的正确性。最后,应用Visual C++及Matlab编制了轴电压监测软件(SVDS),可实现轴电压的频谱分析及故障报警。

全文目录


中文摘要  4
英文摘要  4-8
第一章 引言  8-12
  1.1 课题研究的目的和意义  8
  1.2 发电机轴电压的研究现状  8-10
  1.3 本文主要工作  10-12
第二章 汽轮发电机轴电压及轴电流机理分析  12-21
  2.1 轴电压的产生机理  12-15
    2.1.1 磁不对称引起的轴电压  12
    2.1.2 静电电荷及静止电源引起的轴电压  12-13
    2.1.3 静态励磁系统引起的轴电压  13-15
    2.1.4 轴向磁通及剩磁引起的轴电压  15
  2.2 轴电压的防护措施  15-17
    2.2.1 汽侧大轴接引接地碳刷  15
    2.2.2 发电机励侧轴承加绝缘  15-16
    2.2.3 励侧大轴安装RC 轴接地模件  16-17
    2.2.4 静态励磁系统中装设轴电压抑制回路  17
    2.2.5 修改设计与提高制造工艺  17
  2.3 轴电流的分析  17-20
    2.3.1 轴电流导致的轴承失效  18-19
    2.3.2 轴电流的防御措施  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章 基于轴电压的发电机转子匝间短路故障分析  21-31
  3.1 发电机转子匝间短路故障诊断  21
  3.2 汽轮发电机转子匝间短路电磁特性分析  21-26
    3.2.1 正常情况下转子的磁势分布  21-23
    3.2.2 发生匝间短路后转子的磁势分布  23-26
    3.2.3 合成磁势的分析  26
  3.3 基于转子偏心状态下的轴电压产生机理  26-28
    3.3.1 偏心状态下产生的轴电压  26-27
    3.3.2 偏心状态下的轴电压理论推导  27-28
  3.4 转子匝间短路产生轴电压的理论推导  28-30
  3.5 本章小结  30-31
第四章 基于轴电压的转子绕组匝间短路故障实验验证  31-39
  4.1 实验设备简介  31-32
    4.1.1 MJF-30-6 发电机总体结构  31
    4.1.2 MJF-30-6 发电机主要参数  31-32
  4.2 轴电压测量  32-33
    4.2.1 轴电压测量方法  32-33
    4.2.2 轴电压实验步骤  33
  4.3 轴电压信号处理  33-35
    4.3.1 信号处理方法  33-35
    4.3.2 轴电压信号滤波  35
  4.4 轴电压信号的频谱分析  35-38
  4.5 本章小结  38-39
第五章 发电机定子铁心接缝引发的轴电压分析  39-47
  5.1 定子的基本结构  39-40
  5.2 由定子接缝产生的轴电压分析  40-42
    5.2.1 机理分析  40-41
    5.2.2 理论解析  41-42
  5.3 实验分析和验证  42-46
  5.4 本章小结  46-47
第六章 汽轮发电机轴电压故障诊断系统设计（SVDS）  47-56
  6.1 Matlab、VC++及Matcom 的特点  47-48
    6.1.1 工程设计软件Matlab 特点分析  47
    6.1.2 VC++的特性分析  47-48
    6.1.3 MATCOM 实现VC++与MATLAB 混合编程  48
  6.2 MATCOM 转化  48-51
    6.2.1 MATCOM 转化法  48-49
    6.2.2 MATCOM 转化具体步骤  49-51
  6.3 基于轴电压的匝间短路故障监测系统(SVDS)的开发  51-54
    6.3.1 SVDS 结构简介  52
    6.3.2 SVDS 各模块的设计  52-54
  6.4 本章小结  54-56
第七章 结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  61

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论） > 汽轮发电机
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