[发明专利]一种提高汽轮发电机组轴系扭振测量精度的方法

说明书

技术领域

本发明属于发电机特性检测的非接触测量技术，特别涉及基于脉冲时序法原理的一种提高汽轮发电机组轴系扭振测量精度的方法。

背景技术

近年来随着电力行业的发展，汽轮发电机组单机容量日益增大，机组轴系越来越复杂，供电外网因素造成对发电机组轴系激励等，使得诱发机组振动的潜在因素日益增加，轴系扭振问题也日趋严重，成为影响发电机组安全运行的主要问题之一。由于因扭振而造成的轴系损伤具有很大的隐蔽性。一旦由于扭振带来的轴系疲劳积累到一定程度，就可能导致轴系断裂、崩溃，其后果是灾难性的，损失也将极为惨重。可见，对汽轮发电机组轴系扭振进行分析与监测，保证机组的安全经济运行，是非常必要和重要的，而其中最根本的一环，就是扭振的测量。

测量扭振即测量转轴的扭角和角速度差，目前扭振测量常用的是基于脉冲时序法原理的非接触测量法。非接触测量法是利用轴上的齿轮或其他等分结构，由磁电式、涡流式或光电式非接触传感器(有经验证明，光电式传感器尚不宜用在高温附近)，感受扭振引起的不均匀脉冲信号，通过二次仪表的解调处理后达到测量扭振的目的。

目前国内外有许多基于脉冲时序法原理利用PCI高速A/D数据采集卡对轴系进行扭振测量的测量方法，其前端信号处理单元，往往采用固定截止频率的模拟滤波方法，并对输入的近似正弦信号采用固定阈值的电平转换电路进行方波整形，这些信号处理方法大多没有考虑到现场复杂电气环境以及汽轮发电机组轴系发生扭振以及起停机时转速的变化对测量精度的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述信号处理方法中测量精度低，测量误差大的缺点。本发明的目的是提出一种提高汽轮发电机组轴系扭振测量精度的方法，其特征在于，在汽轮发电机组轴系扭振测量中从前端信号处理电路的设计入手，(1)在信号处理电路中加入跟踪滤波的环节，以经过锁相倍频后的测齿信号作为单片滤波器芯片的外部时钟，使滤波器拐角频率跟随测齿信号频率的变化自动调节，达到跟踪滤波，有效去除毛刺的目的，(2)利用峰值时序检测电路对传感器输出波形进行方波整形，正确获取波形峰值到来的时序，减少由于电气现场复杂环境下传感器输出的同频信号幅度不均以及毛刺干扰给传统固定阈值电平转换带来测量误差，提高了扭振测量的精度。

所述在跟踪滤波环节中，单片集成滤波器芯片的外部时钟频率同步跟随传感器输入信号频率的变化而变化，输入信号分为两路并行，一路直接送入单片滤波器芯片的输入引脚，另一路通过整形和锁相倍频后作为滤波器芯片的外部时钟信号，从而使滤波器拐角频率按比例同步发生改变。

所述峰值时序检测环节，准确捕捉到输入信号波形峰值到来的时序，为后续的扭振分析与故障诊断提供可靠数据。

所述毛刺干扰是从现场复杂的电气环境变化引入给传感器输出波形的高频信号，同时汽轮机的起停机过程以及扭振发生过程中汽机转速的变化都会导致传感器输出波形信号的频率发生变化。

所述前端信号处理电路包括隔直、跟踪滤波、去噪、峰值时序检测和光电耦合电路。

本发明的有益效果是在信号处理电路中加入跟踪滤波的环节，获得较好的基频信号，有效去除毛刺；设置峰值时序检测环节，准确捕捉到输入信号波形峰值到来的时序，为后续的扭振分析与故障诊断提供可靠数据，提高扭振测量的精度。

附图说明

图1为信号处理电路的隔直、跟踪滤波结构示意图。

图2为同频脉冲信号电路示意图。

图3为为峰值时序检测电路示意图。

具体实施方式