Ключові слова
stator core boring
rotor pole
air gap
measurement
capacitive sensor гідрогенератор
розточення осердя статора
полюс ротора
повітряний зазор
вимірювання
Як цитувати
Анотація
У роботі запропоновано та досліджено ємнісний сенсор для вимірювання повітряного зазору між розточенням осердя статора і полюсами ротора в потужному гідрогенераторі. Сенсор складається з системи рівних за шириною стрічкових паралельних компланарних високопотенціальних та низькопотенціальних електродів, між якими розміщуються заземлені електроди. Співвідношення між шириною високопотенціального, низько-потенлціального та заземленого електродів вибираються в залежності від величини номінального зазору. Електроди сформовані на діелектричній підкладці, встановленій на розточенні осердя статора. Задля зменшення впливу крайових ефектів на коротких сторонах високопотенціальних електродів довжина низькопотенціальних електродів вибирається меншою, ніж довжина високопотенціальних електродів на величину, яка визначається номінальним зазором. Запропоновано, для зменшення похибки вимірювання, зумовленої впливом кривизни полюсів ротора, розмістити всі електроди за довжиною перпендикулярно твірній розточення осердя. Вимірюється електрична ємність між системою паралельно з'єднаних між собою високопотенціальних електродів і системою паралельно з'єднаних між собою низькопотенціальних електродів, яка функціонально залежить від величини повітряного зазору. Визначено аналітичні та графічні залежності для функції перетворення сенсора, призначеного для використання на капсульному гідрогенераторі типу СГК538/160-70М. Розраховано величину похибки, зумовленої кривизною полюсів ротора в цьому гідрогенераторі. Сенсор в порівнянні з аналогами має вищу точність вимірювання. Сенсор або система сенсорів можуть бути використані як окремий прилад, так і як складова частин систем моніторингу та діагностики. Бібл. 19, рис. 6.
Посилання
Zaitsev Ie., Levytskyi A. Hybrid electro-optic capacitive sensors for the fault diagnostic system of power hydrogenerator. In: Clean Generators – Advances in Modeling of Hydro and Wind Generators. IntechOpen, 2020. Pp. 25-42. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.77988.
Glebov I.A., Dombrovsky V.V., Dukshtau A.A., Paper A.S., Pinsky G.B., Shkolnik E.V. Hydrogenerators. Moskwa: Energoizdat, 1982. 368 p. (Rus)
Condition monitoring and diagnostics of machines – Hydroelectric generating units. ISO 19283:2020 (E). ISO copyright office: Geneva, Switzerland, 2020. 70 p.
Norms of electrical equipment testing. SOU-N EE 20.302:2020. Ministry of Energy and Environmental Protection of Ukraine. officer kind. PJSC NEC Ukrenergo. 238 p. URL: https://docs.dtkt.ua/download/pdf/1225.943.1 (accessed date 13.07.2022). (Ukr)
Mechanical vibration – Measurement and evaluation of machine vibration – Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and pump-storage plants. ISO 20816-5:2018. ISO copyright office:Geneva, Switzerland, 2018. 53 p.
Levitsky A.S., Fedorenko H.M., Gruboy O.P. Control of the state of powerful hydro- and turbogenerators with the help of capacitive meters of parameters of mechanical defects. Kyiv: Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011. 242 p. (Ukr)
Overview of Typical Factors Affecting the Air Gap of a Hydrogenerator. URL: https://library.vibrosystm.com/en/Application_Notes/AN006-a.pdf (accessed at 13.07.2022).
Xu B., Chen D., Zhang H., Li C., Zhou J. Shaft mis-alignment induced vibration of a hydraulic turbine generating system considering parametric uncertainties. Journal of Sound and Vibration. 2018. No 435. Pp. 74-90. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2018.08.008.
Wu Q., Zhang L., Ma Z. A model establishment and numerical simulation ofdynamic coupled hydraulic–mechanical–electric–structuralsystem for hydropower station. Nonlinear Dynamics. 2017. No 87(1). Pp. 459-474. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-016-3053-1.
Zhanga J., Zhanga L., Ma Z., Wanga X., Wuc Q., Fand Z. Coupled bending-torsional vibration analysis for rotor-bearing system with rub-impact of hydraulic generating set under both dynamic and static eccentric electromagnetic excitation. Chaos, Solitons & Fractals. 2021. No 147. Pp. 1-13. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.110960.
Zaitsev I.O., Levytskyi A.S., Sydorchuk V.E. Air gap control system for hydrogenerators. Devices and Methods of Measurements. 2017. No 8(2). Pp.122-130. DOI: https://doi.org/10.21122/2220-9506-2017-8-2-122-130.
Air Gap monitoring (Rotor/Stator). VMTM Air Gap. URL: https://www.vibrosystm.com/en/product/vm_air_gap/ (accessed at 13.07.2022).
4000 Series Air Gap Sensor System. URL: https://dam.bakerhughesds.com/m/4dfdaa01abf81f67/original/4000-Series-Air-Gap-Sensor-System-Datasheet-167885-pdf.pdf (accessed at 13.07.2022).
Iris Power Capacitive Air Gap Sensor. URL: https://www.veski.hr/brochures/Iris%20Power%20CGS%20Brochure%20Capacitive%20Gap%20Sensor.pdf (accessed at 13.07.2022).
Mikrotrend. URL: https://www.mikrotrend.com/ags-air-gap-sensor.htm (accessed at 13.07.2022).
Air-gap measuring system LS 120 transducer and ILS 730 signal conditioner. URL: https://tsisl.es/tsi/wp-content/uploads/2015/07/DS_LS120_ILS730-en.pdf (accessed at 13.07.2022).
Air Gap Sensor EQ 2431-A. URL: https://www.bkvibro.com/product/eq2431-a2-air-gap-sensors/ (accessed at 13.07.2022).
Zaitsev I.O., Levytskyi A.S., Kromplyas B.A. Characteristic of capacitive sensor for the air gap control system in the hydrogenerator. Proc. 2017 IEEE First Ukraine Conference On Electrical And Computer Engineering (UKRCON). Kyiv, Ukraine, May 29 – June 2, 2017. Pp. 390-394. DOI: https://doi.org/10.1109/UKRCON.2017.8100516.
Gorbova G.M., Gorbov M. M., Meijer G. C. M. Analysis capacitance and linearity gauge characteristic of coplanar micro-displacement sensor. Proc. XVII IMECO World Congress. Dubrovnic, Croatia, June 22-27, 2003. TC15. Pp. 1965-1968.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2023 Array