1、ICS 29.160.01 K 20 逼B中华人民共和国国家标准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Dynamic characteristic and vibration measurement method of turbo阳generatorson stator windings and evaluation criteria 2006-03回06发布中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会2006-08-01实施060907000079 本标准的附录A是资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。前言GBjT 2014
2、0一2006本标准由全国旋转电机标准化技术委员会发电机分技术委员会SACjTC26归口。本标准负责起草单位z哈尔滨大电机研究所、山东电力研究院、广东省电力试验研究所、华北电力科学研究院、上海汽轮发电机有限公司、湖北省电力试验研究院、东方电机股份有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、济南发电设备厂。本标准的主要起草人:姚大坤、孙树敏、沈梁伟、杨楚明、自亚民、徐福蝉、阮玲、陈昌林、孙秋平、张忠诲。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会发电机分技术委员会负责解释。本标准首次制定。I 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1 范围本标准规定了透平型发电机定
3、子法及评定准则和透平型发电机定子绕组端部振动测量方法及评定准则。本标准适用于额定功率电机。透平型发电机在出行中出现异常情况时测量。下列文件有的修改单(不3 术语3. 1 3.2 3.3 按GB/T2298 固有频率natural f.e町阮线性系统自由振动的频率响应函数(频晌函数)rr: a) 简谐激励时，稳态输出向量与瑞b) 瞬态激励时，输出的傅立叶变换与输入的傅立叶变换之比。c) 平稳随机激励时，输出和输入的互谱与输入的自谱之比。模态试验分析modal test analysis |线的固有频率测量。运u试验及引线固有频率为确定系统模态参数所作的振动试验分析.通常，先由激励和响应关系得出频
4、率响应矩阵，再由曲线拟合等方法识别出模态参数。3.4 模态参量model parameter 模态的特征参数，即振动系统的各阶固有频率、振型、模态质量、模态刚度和模态阻尼。GB/T 20140-2006 3.5 撮型mode shape 机械系统的某一给定振动模态的振型是指由中性面(或中性轴)上的点偏离其平衡位置的最大位移值所描述的图形。各点振型值通常要按选定点的偏离值进行归一化。3.6 3. 7 3.8 3.9 椭圆振型elliptical mode shape 形状为椭圆形的振型。幅值amplitude 正弦振动的最大值。同义词:振幅峰值peak value 在给定区间内振动量的最大值。峰
5、，峰值peak to peak value 振动量的最大值间的代数差。4 试验方法4. 1 固有频率及模态试验4. 1. 1 测量参数4. 1. 1. 1 固有频率测量绕组端部线棒鼻端、引线鼻端及过度引线的固有频率，单位赫兹(Hz)。4. 1. 1. 2 椭圆模态测量绕组端部整体的椭圆模态。4. 1. 2 试验方法推荐采用锤击法来得到测点的频响函数。用力锤激励绕组端部，用加速度传感器测量其加速度响应。力信号和加速度信号经电荷放大器或电压放大器放大后，送到动态信号分析仪进行分析，就可得到结构的频响函数。由频响函数可得到它们的固有频率。用适当的模态分析软件对得到的频响函数做进一步分析、拟合，可得到
6、模态参数，也就是得到绕组的固有频率、振型和阻尼比等。4. 1. 3 环境、测点位置、数量和要求4. 1.3. 1 环境要求绕组端部模态试验分析和固有频率测量在冷态情况下进行。4.1.3.2 固有频率测量的测点位置和要求测量汽端和励端绕组端部线棒鼻端径向(可加测轴向和切向)及励端引线鼻端轴向和切向的固有频率。在电厂做过渡引线的固有频率测量。加速度传感器用粘性材料或其他方法临时固定在相应的测点位置上。4.1.3.3 模态试验的测点位置和要求在汽侧和励侧绕组端部锥体内截面上，各取如图1所示的三个圆周，每个圆周上的测点应沿圆周均匀布置至少12个测点。推荐按圆周1至圆周3(见图1所示)的顺序测量。通常测
7、量圆周1的模态，可根据分析的需要，加测圆周2和圆周3的数据。G/T 20140-2006 1一一一定子绕组端部鼻端接头测点组成的圆周;2一一定子绕组端部槽口测点组成的圆周;3一一定子绕组端部渐开线中部测点组成的圆周。圄1定子绕组端部整体模态试验测点布置固4.2 振动测量4.2.1 测量参数定子绕组端部的倍频振动位移峰峰值。单位为微米(m)。4.2.2 测量方法使用光纤传感器或压电式加速度传感器测量定子绕组端部测点的振动幅值。动态信号分析仪拾取绕组端部上各测点的振动响应信号，经分析软件分析处理，得到定子绕组端部测点的倍频振动位移峰值，同时应记录测量时间和发电机的以下参数:定子电压、定子电流、有功
8、功率和无功功率。4.2.3 试验工况和传感器的布置、安装4.2.3.1 试验工况a) 发电机额定空载;b) 发电机额定短路;c) 发电机额定负载。4.2.3.2 测点布置使用光纤振动传感器时，可以在定子绕组鼻端接头、定子绕组引出线和定子绕组端部紧固件的适当位置布置，或根据需要在线棒的其他位置上布置测点。使用加速度传感器时，必须采取有效的高压隔离措施，在低电位处布置测点。应根据定子绕组端部模态试验结果，在振动磨损明显的部位或振动比较大的位置布置测点。传感器和信号线必须安装牢固，不影响发电机的运行和检修。5 试验仪器5. 1 固有频率及模态试验5. 1. 1 力锤力锤要带有力传感器。锤体应有足够的
9、质量，以便能激励起绕组端部。推荐采用锤体质量1.4 kg 左右的力锤，锤头盖选用橡胶或软塑性等材料，以避免损伤绕组端部绝缘材料，在力的适当频带内能保证足够的能量。5.1.2 加速度传感器推荐采用压电式加速度传感器测量振动响应。一般情况下，通用型压电式加速度传感器的频率范围和灵敏度都能满足测量要求。3 GB/T 20140-2006 5. 1. 3 电荷放大器根据选用的力传感器和加速度传感器选择相应的电荷放大器，放大器输出信号幅值大于动态信号分析仪量程的一半。5. 1. 4 动态信号分析仪至少应具有两个信号通道，各通道间应为无相差采集，采样频率大于10kHz，采样点数不少于1 024点，频率分辨
10、率不低于0.5Hz。应具备以下分析功能:a) 频谱分析、功率谱分析、频响函数和相干函数分析;b) 信号的加窗(力信号加力窗、加速度信号c) 应具备数据储存功能。围内，由温漂引起的、5.2.2 加速度传感压电式加速度措施。额定电压。5.2.3 电荷放见5.1.35.2.4 分析仪采样频率大功能:b) 6 评定准则6.1 固有频率及模态试验6. 1. 1 线棒、引线固有频率和端部整体的椭圆固有频率应避开范围见表1。表1透平型发电机定子绕组端部局部及整体椭圆固有频率避开范围电和电磁干扰的额定转速ICr/min)支撑形式刚性支撑柔性支撑线棒固有频率1HzI 引线固有频率1HzI整体椭圆固有频率1Hz3
11、000 4 主二95，二三10695，二三106主二95，二三10895，二三108主主95，11095，二112GB/T 20140一20063600 时-Z表1(续)线棒固有频、率1HzI 引线固有频率1HzI整体椭圆固有频率1Hz额定转速ICr/min)1l4，二三1271l4，二1271l4，二三1301l4，二三130主三1l4，1321l4，二1346. 1. 2 整体椭圆固有频率不满足表1规定的发电机，应测量运行时定子绕组端部的振动(评定准则见6.2)。局部固有频率不满足表1规定的发电机，对于新机应尽量采取措施进行处理，已运行的发电机应6.2.3 发电机正常运行时，定运行。6.2
12、.4 发电机正常运行ijf，一般来说，机组在这种.，能够稳定在某个范围。6.2.5 发电机正常、豆组在这种情况，不宜使振动降低到限值6.2.6 发电机正监视。一般来说，这种变化可以是他异常。般认为，适合无限制地长期警信号，并加强明变化的原因。临，或者某些其5 GB/T 20140-2006 附录A(资料性附录)固有频率测量和模态试验分析的基本原理A.l 固有频率测量当信号f(t)和工(t)分别为某系统的输入(激励)和输出(响应)信号时，动态信号分析仪通常按下列关系求得系统的频响函数H(f)和相干函数y2(1)。式中z口fx(f) H (f) = x一Gf(f) I Gfx (f)尸y2 (f)
13、 = r; , J-GfCf)一-输入(激励)f言号f(t)的自功率谱;Gx(f)-一输出(响应)信号x(t)的自功率谱;Gfx (f)-一输入(激励)信号f(t)和输出(响应)信号x(t)的互功率谱。相干函数的值总是在Ol之间。当它接近1时，说明f(t)和x(t)间有良好的因果关系;当它明显小于1时，说明信号受到干扰噪声的污染，或者系统具有非线性特性。通常频响函数幅频曲线的峰值或其虚频曲线的极值(在2f)接近1时)就是系统的固有频率。判定系统的固有频率应结合频响函数幅频曲线、相频曲线、实部和虚部曲线以及相干函数曲线综合确定。A.2 模态试验分析所谓模态试验分析就是为确定系统模态参数所做的振动
14、试验分析。模态参数识别方法大体上可分为时域法和频域法两种。时域法是一种从时域响应数据中直接识别模态参数的方法;频域法则是在测量频响函数的基础上，利用最小二乘法估计获取模态参数的方法。频域法是目前公认的比较成熟和有效的方法，大多数模态分析软件采用此法。通过模态试验分析软件对采集到的时域响应数据或频响函数数据进行分析、拟合，就可得到系统的模态参数，即振动系统的固有频率、主振型和阻尼比等。6 CON-oZONH国。华人民共和国家标准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GB/T 20140-2006 国由铃中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张O.75 字数13千字2006年8月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2006年8月第一版块定价10.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 1-27826 GB/T 20140-2006
