Static Air Gap Tool (AGT) är ett portabelt mätverktyg som bidrar till att minska stilleståndstiden för vattenkraftsgeneratorer. Det möjliggör snabb, repeterbar och tillförlitlig mätning av det inbyggda statiska luftgapet mellan generatorns rotor och stator. AGT är lätt att använda: enheten förs helt enkelt in i luftgapet för att fånga upp och registrera mätdata. Detta säkerställer att generatorns rotor och stator är säkert inriktade hela tiden. AGT minskar avsevärt det antal timmar som en underhållstekniker behöver ägna åt att inspektera och analysera denna kritiska driftparameter. Nya fälttester har visat att en minskning av arbetstiden med upp till 90 % är möjlig.

Generatorns luftgap 101

Luftgapet är avståndet mellan rotorn och statorn i en stor elgenerator. Detta gap är mycket litet i förhållande till rotorns storlek. Det avgör i hög grad generatorns verkningsgrad - ju mindre det är, desto mer elkraft kan generatorn leverera. Att mäta det med endast små toleransvärden är avgörande för att förhindra skador på generatorn och bibehålla dess effektivitet på lång sikt. Statisk mätning av luftgapet krävs vid den första installationen, regelbundna underhållskontroller och när generatorn byggs om efter ett större underhållsarbete.

Figur 1 är en tvärsnittsvy av en exemplarisk generatormodell. Pilen pekar på luftgapet mellan den rektangulära statorspolen till vänster och rotorn till höger. Detta mellanrum mäts vanligtvis vid enskilda poler ovanifrån och från undersidan.

Figur 2 visar ovansidan av en typisk 100 KVA generator med täckplåten borttagen.Luftspaltmätningarna görs mellan de svarta rotorpolerna på vänster sida och de röda statorspolarna på höger sida.

Hur verktyget fungerar

Det finns många sensorer för dynamisk övervakning av luftgapet när generatorn roterar. De typiska verktygen för statisk mätning av luftgapet innan generatorn roterar, de så kallade "parallellerna", utför dock mätningen mekaniskt - en mycket tidskrävande process.

AGT kan utföra denna statiska mätning elektroniskt. För att göra detta skjuts den fjäderbelastade änden av den robusta sensorn helt enkelt in i gapet mellan rotorn och statorn. Fjädrarnas kompression för att anpassa sig till gapet mäts i realtid av en virvelströmssensorspole som är placerad mellan fjädrarna.

Kompressionsfjädrarna är tillräckligt breda för att ta hänsyn till variationen i de olika rotor- och statorlindningarna. Detta gör att enheten kan användas för olika lindningsstorlekar och lindningsmönster utan justering.

Signalbehandlingselektroniken i mätdonets handtagsände omvandlar induktansförändringen i sensorspolen till ett avstånd - tillgängligt i metriska enheter eller tum - och överför det trådlöst till användarens handhållna enhet. Liksom "parallellerna" kan AGT användas i alla riktningar, horisontellt eller vertikalt, beroende på generatorns utformning. AGT drivs av ett uppladdningsbart batteri med lång livslängd som ger upp till åtta timmars drift mellan laddningarna.

Tryckfjädrarna är placerade i botten av enheten och signalbehandlingselektroniken i toppen. Den är försedd med justerbara kilar i mitten för att säkerställa ett jämnt insticksdjup (om rotorns och statorns utformning tillåter detta). De kan enkelt tas bort av användaren eller justeras efter önskat djup.

Komplette, vernetzte Lösung

Uppmätta avstånd visas och sparas i en användarvänlig app som finns tillgänglig för både iOS- och Android-enheter. I en typisk tillämpning placerar användare A verktyget mellan rotor- och statorpolerna. Användare B registrerar sedan data via mobilappen; detta kan göras antingen med röstkommando eller genom att trycka på knappen "Write Point" på den mobila enheten. Appen numrerar sedan datapunkterna sekventiellt och sparar dem så att operatören inte längre behöver registrera dem manuellt. Data kan visas i appen och laddas ner till en dator för lagring och analys. Denna nedladdningsfunktion sparar mycket tid för operatören och undviker potentiella fel när data matas in manuellt.

Förenkling av komplexitet

Nyligen genomförda tester vid ett stort vattenkraftverk i USA har visat att mättiden har förkortats avsevärt jämfört med de paralleller som tidigare användes. Mätningarna med parallellerna tog två timmar för att kontrollera var tredje kontakt, medan mätningarna med AGT bara tog 30 minuter - men det var för alla 84 polerna. Eftersom data samlades in både ovanför och under rotorn sparade AGT tre timmar.

På samma anläggning laddade operatören snabbt ner data från appen till ett Excel-kalkylblad och skapade radargrafen som visas till vänster. Uppgifterna visas med det faktiska kontaktnumret. Två uppsättningar data registrerades av två olika användare för att kontrollera mätningarnas repeterbarhet. Som du kan se är resultaten konsekventa.

Quelle: GlobalSpec / Kaman Precision Measuring Systems