电气设备故障诊断PPT讲义ppt课件.ppt

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1、电气设备故障诊断第四讲：各类故障的特征量（2.非电量）序：非电量在电气设备诊断中的应用设备运行状态量中的非电量包括机械量信号及各种化学信号等。机械量信号有：①与生产功能无直接关系的信号，如振动、声音、轴承温度等；②与生产功能有直接关系的信号，如汽轮机的汽压、汽稳、转速等。化学信号视具体的设备和故障机理有许多种，如绝缘油含烃量、润滑油酸阶等。非电量的监测在电气设备故障诊断中有着重要的应用，并产生了许多新兴的测量技术、仪器仪表技术、信号处理与分析技术非电量监测装置的研制和开发是故障诊断学的重要内容。表征电气设备故障常用的非电特征量：振动与声响温度与温升压力、位置

2、及变化绝缘分解物、水含量、机械杂质等一、振动与声响发电机的振动振动状态是衡量发电机能否持续可靠运行的重要指标。对运行中的发电机组而言，明显超过允许幅值的振动，将会导致转子滑环和电刷磨损加剧以及产生环火；使机组连轴器不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统的破坏，连接部件松动和应力增大；并危及基础部分。振动加剧往往是机组发生事故的前兆。发电机的振动一般分为机械振动和电磁振动两种。仅就电磁振动就有以下的原因：①转子绕组匝间短路；②定、转子间气隙不均匀；③定子铁心组装接合处松弛；④转子中心位置偏移；⑤不对称负荷以及机组在转子临界转速下的共振、轴系扭振、油膜振荡和油

3、膜涡动、电磁谐振等。加强对不同振动异常的识别才能诊断出引发此故障的真正原因。对发电机振动进行评价分轴承振动和轴振动两种形式，衡量指标是振动的相对位移和绝对位移值。由于汽轮发电机的轴比轴承等其它部位具有更大的振动位移量，因此，对轴振动的测量更能准确地评价和分析机组的振动情况。一、振动与声响发电机的振动发电机组的扭振在轴旋转方向上产生的振动称为扭转振动，简称扭振。在由多个旋转组件组成的轴系中，如果传递扭矩不恒定，存在交变力矩，能引起扭振；轴上扭矩的突然增加或释放，也产生轴系扭振。大型汽轮发电机具有细长的、分布质量——惯性矩轴系，在正常工况下，轴系传递转矩和转速都

4、是十分稳定的。当电网故障，突然短路或油开关突然跳闸时，轴系中出现很高的交变应力和扭转变形，而产生扭振。这种随机扭振，对汽轮机和发电机具有很大的危险性。负序电流，产生的旋转磁场方向与正序的相反，产生2f1的交变扭矩，作用于机组轴系引起扭振。因为2f1>f1又称超同步、强迫扭振。电力系统次同步振荡的影响。如采用串联补偿电容器时，同步发电机参数与电力系统参数之间发生电感电容振荡，将产生自激磁现象，引起扭振。振动与故障的关系对于旋转机械，振动量是重要的运行状态特征，一切正常的旋转机械都会或多或少地发生它自己特有规律的振动（正如人体的脉搏）。异常振动是机械内部缺陷的表

5、征。当设备内部出现故障、零部件产生缺陷、装配和安装情况发生变化时，其振动的振幅值、振动型式及频谱成分均会发生变化，不同的缺陷和故障，其引起的振动方式也不同。设备缺陷带来异常振动，通过对振动的测量分析，可以揭露设备内部隐形缺陷的存在和发展情况，有利于及时检修防止缺陷蔓延与发展。对异常振动不及时治理，也会促使设备连结部件松动、材质疲劳而导致设备的损坏。振动与故障的关系振动所表示的设备缺陷很多，旋转机械的大部分故障都可以从振动中表现出来。例如，静或动不平衡；轴系不对中；转子轴承损坏；部件联结部分松动；轴承润滑不良；动静部件间发生摩擦、碰撞；气穴；固体冲击等等。振动

6、的基本参数：周期振动（简谐运动）——位移，速度，加速度、相位角、频率和振动力其它如准正弦振动（增长或衰竭），冲击振动，不规则的随机振动振动量不是一个恒定值，而是按周期反复出现的波动信号，或是由相同频率、不同振幅的信号以及不同频率的信号相互叠加的复杂波形。每个振动均能用振动位移峰峰值（从振动波的最高点——波峰到最低点——波谷之间的直线距离）、平均值、有效值等多种形式表示。振动与故障的关系低频时振动体的振动强度与位移成正比中频时振动强度与速度成正比（电机振动的主要频率范围）高频时振动体的振动强度与加速度成正比如汽轮发电机，以及转速在100r/s以下的风机、水泵等

7、辅机的滑动轴承，常用振动位移的峰峰值或振动速度的有效值（振动烈度，直接表示振动动量，反映的是设备在振动下可能遭受振裂破坏的危险程度，反映设备振动对人体和周围环境的危害）表达。如对于高频振动或要求传感器必须在100℃以上工作时，则采用振动加速度有效值表示。振动与故障的关系强迫振动受外力的激励作用而产生。特点是振动频率同步于外来激振力频率（如旋转机械的转速）或等于它的整数倍；振动的峰值出现在比较窄的范围内，即轴的临界转速；加大振动系统的阻尼仅使振动峰值增减，不影响其频率；激励来源于转子不对称、不平衡或外力的影响。自激振动依靠运动体本身不断为激励振动提供能量。最大

8、特点是激振频率接近于转轴的一阶临界转速。表现为转轴以