[发明专利]用于监视和/或分析运行中的电机的转子的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于监视和/或分析运行中的电机的故障状态的装置和方法。在此，电机包括至少一个具有轴的发电机、励磁系统以及用于驱动所述轴的驱动装置。在此尤其涉及用于发电厂中的装置。

背景技术

为了确保顺利运行，应当对电机、尤其是用在发电厂中的大电机进行连续监视和/或随时分析，以便及时地识别故障状态和避免失控的运转停止。

WO 00/69062公开了一种用于监视机器的系统，其中，所述系统在故障状态时发出警告信号。在此，所述系统包括多个传感器，这些传感器检测不同的参数。这样测量轴地电流(Wellenerdungsstrom)、轴电压、轴地电流的变化率和轴电压的变化率。

分析处理系统根据轴地电流的变化、轴电压的变化和平均轴地电流建立警告。此外，所述文献还公开，可以按时间相关性记录这些不同的测量值。

EP 0 391 181公开了一种用于探测电机转子绕组中的线圈短路的装置。通过所述装置可以在较长的时间段上记录电机的状态，但也可以实施单独测量。在此，检测机器轴和地之间的轴电压。出现的轴电压的谐波作为分析处理标准。在无线圈短路的转子中，安培绕组在转子圆周上的分布是对称的并且机器的转子场仅仅具有奇数谐波。如果现在出现线圈短路，则转子场也包含偶数谐波，因为在安培绕组的圆周分布中出现非对称性。

本领域技术人员已知的另一方法是测量运行中的转子绕组的直流电压电阻。借助于所述方法例如可以测量转子绕组中的温度。但是，在此仅仅求得直流电压下的有效电阻。

发明内容

从所述现有技术出发，本发明的任务在于，实现一种装置以及一种方法，其探测转子中的故障状态、尤其是转子的绕组中的故障状态。此外基于所述确定例如也可以判断转子的阻尼棒或阻尼笼的状态。本发明的另一任务是，可以检测转子阻抗的突然变化。此外，应当使阻抗的突然变化与其他事件相关联。

所述任务由具有权利要求1的特征的方法解决。所建议的方法用于监视和/或分析运行中的电机，其中，电机具有至少一个具有轴的发电机、一个励磁系统(用于励磁随着转子旋转的励磁磁场，所述励磁磁场通过至少一个转子绕组生成)以及具有用于驱动所述轴的驱动装置。在此，同时测量至少间接地描述转子绕组上的电压的第一信号和至少间接地描述流过转子绕组的电流的第二信号。将这两个信号输送给分析单元。在分析单元中，优选地将所述信号划分成各个频率分量。由所述信号求得的转子绕组阻抗随后用于识别电机中的故障状态。以上所述的步骤的顺序也可以进行改变。

相对于现有技术，这是有利的，因为例如在转子中及时地出现与结果相关的交流电流损耗。此外，可以提供例如关于阻尼笼状态的重要扩展信息。另一优点是，与转子绕组的在线圈短路时变化较小的直流电压电阻相比，阻抗在线圈短路时在较大程度上变化。

优选地，通过使转子上的励磁系统的滑动接触部与励磁机连接的电导体测量第一信号和第二信号。这针对以下情形：为了产生旋转场，转子绕组的电流供给或者电压供给通过接触部(例如，接触电刷)由外部的、不旋转的供电单元、励磁机传输到旋转部件(轴)上并且随后通过设置在轴上或者设置在轴中的导体与转子绕组连接。

本发明的另一任务是，在阻抗方面监视具有旋转的励磁装置的发电机。换句话说，以上建议的方法也可以用于无刷励磁，其中，在转子上旋转的绕组远离真正电机地设置在轴上，并且由提供静态场的装置包围。在随着轴旋转的绕组中产生的交流电压和交流电流通过设置在轴上(并且随其旋转的)整流器进行整流并且随后传输到真正的转子绕组上以产生旋转场。

为此，优选在无刷的励磁系统的静止部件中(也就是说，在提供静态场的装置中或者在提供静态场的装置上)测量第一信号和第二信号。

优选地，也可以在无刷的励磁系统的旋转部件中测量第一信号和第二信号，并且借助于设置在转子上的遥测单元将第一信号和第二信号由测量位置无线地传输到与相应的接收单元一起构造的分析单元。通过这样的方式简化了对旋转系统中关系的监视，因为在传输单元被构造为无线时它相应地如同无刷励磁那样无接触地进行构造并且因此在安装、维护以及运行方面更简单。

可以在电机运行期间检测信号。在运行期间，转速可以是恒定的或者可变的。

图形化地、尤其是借助于显著单元显示电阻。通过所述显示使阻抗的变化变得直观可见。这样可以识别和分析故障状态。

此外，可以自动地监视和分析处理阻抗，从而可以自动地识别故障状态。

根据时间和/或频率进行阻抗的显示或者分析。