Der radiale Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator eines Ge- nerators hat die Form eines konzentrischen, ringförmigen Kreiszylinders. Dabei wird der äußere Mantel durch das Blech- paket des Stators und der innere Mantel durch die Oberfläche der Pole auf dem Rotor gebildet, wobei der größte Rotordurch- messer bestimmend ist.

Die Größe des radialen Spalts, die maßgebend für das Magnet- feld bzw. den Erregungsbedarf ist, ist üblicherweise bezogen auf den Durchmesser der Statorinnenwand sehr klein und be- trägt bei Generatoren, die beispielsweise einen Rotordurch- messer von 16 m aufweisen, etwa 0, 2% des Durchmessers der Statorinnenwand. Über den radialen Spalt findet eine magneti- sche Wechselwirkung zwischen dem Rotor und dem Stator statt.

Die magnetischen Kräfte verstärken dabei vorhandene statische und/oder rotierende Asymmetrien, da ein lokal besonders klei- ner radialer Spalt ein lokal vergleichsweise größeres Magnet- feld bedingt. Dieser Umstand bewirkt größere Kräfte, die in Abhängigkeit von der mechanischen Steifigkeit des Generators eine weitere asymmetrische Verformung verursachen können. Da- her sollte durch geeignete Auslegung, Konstruktion und Her- stellung des Generators eine möglichst ideale Form des radia- len Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator angestrebt wer- den.

Die Form des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Sta- tor ist im Stillstand des Rotors bedingt durch Toleranzen, die bei Fertigung und Montage entstehen. Dabei ist zu beach- ten, daß die Form der Statorinnenwand üblicherweise nicht die Form eines idealen Kreises aufweist, sondern hiervon zumin- dest geringfügig und über die Achse nicht gleichmäßig ver- teilt abweicht. Häufig sind hierbei zentrisch symmetrische Verformungen anzutreffen, wie beispielsweise Ovalität, Sechs- und Acht-Knoten Verformungen (Kleeblatt). Andere Symmetrien, hervorgerufen beispielsweise durch Abstützelemente, wie Sternarme und anderes, sind ebenfalls anzutreffen. Axial ge- sehen, kann auch der mittlere Luftspalt variieren, beispiels- weise durch eine lokale Verengung der Statormitte. Verformun- gen dieser Art können bei Schrumpfprozessen und Setzvorgängen von senkrecht angeordneten Statoren entstehen. Asymmetrische Verformungen sind vorwiegend durch Verkrümmung bedingt, das bedeutet, daß die geometrischen Zentren axial betrachtet nicht auf einer Geraden liegen. Weiterhin ist üblicherweise auch die Form des Rotors nicht ideal, beispielsweise können am Rotor von sogenannten Vielpolmaschinen einzelne Pole, auch Paketweise, vor-oder zurückstehen.

Durch den Betrieb des Generators und Umgebungseinflüsse kann sich zusätzlich die Form des radialen Spalts verändern. Eine erhebliche Abweichung des radialen Spalts von der Idealform entsteht, wenn die Rotorachse und die Statorachse nicht par- allel sind. Hierbei ist sowohl eine parallele Verschiebung als auch eine Schrägstellung der Rotorachse relativ zur Sta- torachse zu beachten. Eine derartige Abweichung kann entste- hen, wenn sich nach längerer Betriebszeit des Generators die Aufstellung des Rotors relativ zum Stator verändert, Spiele bei den Abstützelementen vorhanden sind, Fundamenteinflüsse sich bemerkbar machen, Schrumpfungsvorgänge im Beton statt- finden, Boden-und/oder Felsverschiebungen erfolgen. Auch die Lagerspiele des Rotorlagers beeinflussen die Ausrichtung der Rotorachse relativ zur Statorachse.

Beim Betrieb des Generators kann außerdem die Drehzahl des Rotors eine Vergrößerung des Rotordurchmessers durch Zentri- fugalkräfte bewirken. Dabei ist vor allem bei den ersten An- läufen des Generators, also bei der Inbetriebsetzung und bei der Uberdrehzahlprüfung, eine nicht-elastische Verformung des Rotors und eine damit verbundene dauerhafte Veränderung des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator des Genera- tors zu beachten. Auch die üblicherweise konstanten magneti- schen Kräfte beim Betrieb des Generators bewirken eine Ver- kleinerung des radialen Spalts im Vergleich zur Form des ra- dialen Spalts beim Stillstand des Rotors.

Die Rotortemperatur ist vom Erregerstrom, den mechanischen Verlusten durch Reibung und der Kühlung des Rotors abhängig.

Hinzu kommt, daß die Rotortemperatur von der Statortemperatur abhängt, da Rotor und Stator über einen Kühlkreis üblicher- weise gekoppelt sind. Bei transienten Betriebszuständen, bei- spielsweise Lastveränderungen, treten daher thermische Zeit- konstanten von beispielsweise 3 bis 10 Stunden auf. In Bezug auf die Rotortemperatur und Statortemperatur ist daher zu be- achten, daß durch diese Temperaturen asymmetrische Verformun- gen des Rotors verursacht werden können. Dies kann beispiels- weise durch eine stark asymmetrische Kühlung verursacht wer- den.

Besonders bei großen Generatoren, beispielsweise Wasserkraft- Generatoren mit Rotordurchmessern von mehr als 5 m, besteht die Gefahr, daß sich der Rotor nicht konzentrisch in der Mitte des Stators bewegt. Dabei können sich sowohl die Form des Rotors und des Stators sowie deren relative Lage zueinander verändern. Die Folge sind große, auf den Umfang des Rotors ungleichmäßig verteilte Kräfte und teilweise Schwingungen. Im Extremfall kann dies zu einem Anstreifen des Rotors an den Stator beim Betrieb des Generators führen, womit schwere Schäden und lange Ausfallzeiten des Generators verbunden sind.

Konventionelle Uberwachungsmethoden des radialen Spalts zwi- schen dem Rotor und dem Stator eines Generators geben keine Auskunft über die aktuelle Form des radialen Spalts während des Betriebs des Generators. Üblicherweise werden Schwin- gungsüberwachungen des Blechpakets des Stators eingesetzt, die jedoch Veränderungen der Form des radialen Spalts zwi- schen dem Rotor und dem Stator nur teilweise erfassen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator eines elektrischen Generators anzugeben, bei dem während des Betrieb des Generators eine Analyse der Form des radialen Spalts und eine Überwachung des Abstands zwischen dem Stator und dem Rotor zuverlässig gewährleistet ist. Dies soll bei einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung mit besonders geringem technischem Aufwand er- reicht werden.

Im Bezug auf das Verfahren der eingangs genannnten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß in folgenden Schritten gelöst : 1. Bei verschiedenen definierten Betriebszuständen werden vorab jeweils den Betriebszustand bedingende Einflußgrößen erfaßt, Basismessungen vorgenommen und daraus Basis-Referenz- kenngrößen für die im jeweiligen Betriebszustand gemessene intakte Luftspaltgeometrie gebildet.

2. Während des späteren Betriebs wird die Größe des radialen Spalts an mehreren, über den Umfang der Maschine verteilten Meßstellen und mindestens eine aktuelle Einflußgröße des aktuellen Betriebszustands erfaßt.

3. Aus den im Schritt 2 erhaltenen Größen werden aktuelle Kenngrößen, und aus den im Schritt 1 erhaltenen Basis- Referenzkenngrößen werden aktuelle Referenzkenngrößen gebildet, die einem intakten Luftspalt bei den aktuellen Werten der Einflußgrößen entsprechen.

4. Mindestens die in Schritt 3 gewonnenen aktuellen Kenn- größen werden mit den entsprechenden aktuellen Referenz- Kenngrößen des radialen Spalts verglichen ; und wenn min- destens eine der aktuellen Kenngrößen von der Referenz- Kenngröße um mehr als einen festgelegten Betrag abweicht, wird eine Warnung gegeben.

Vorteilhaft werden die aktuellen Meßdaten bei einem stationären und ausgeglichenem Betriebszustand der elektrischen Maschine aufgenommen. Dies bedeutet, daß sich die Betriebsparameter der elektrischen Maschine in einem Zustand der Beharrung befinden sollen und daß alle Aus- gleichsvorgänge, die von einem Wechsel des Betriebszustandes ausgelöst werden, abgeschlossen sein sollen. Eine Erfassung der aktuellen Meßdaten bei einem nicht stationären und/oder nicht ausgeglichenem Betriebszustand würde lediglich eine Momentaufnahme der Form des radialen Spalts liefern. Ein sicherer Rückschluß auf eine Störung der Luftspaltgeometrie wäre dabei nicht möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die aktuellen Meßdaten und Einflußgrößen zyklisch erfaßt und sowohl die aktuellen Kenngrößen als auch die entsprechenden aktuellen Referenz-Kenngrößen in jedem Meßzyklus gebildet. Auf diese Weise wird eine quasi-kontinuierliche Überwachung des radialen Spalts realisiert. So ist es möglich, zu nahezu jedem Zeitpunkt des Betriebs der elektrischen Maschine eine gefährdende Störung der Luftspaltgeometrie zu erkennen und ggf. Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Vorteilhaft wird als Einflußgröße mindestens eine der folgenden Betriebsparameter der elektrischen Maschine erfaßt : -die in den Wicklungen des Stators fließenden Ströme (Iu, -der in der Wicklung des Rotors fließende Strom (IE),

-die Temperatur (TLK) der dem Stator zuströmenden kalten Kühlluft (L).

Die genannten Einflußgrößen sind die wesentlichen Größen, die zum einen den Betriebszustand der Maschine bedingen und zum anderen die Form des radialen Spalts beeinflussen. In Kennt- nis der physikalischen Zusammenhänge zwischen den Einfluß- größen und der Form des radialen Spalts können so die aktuellen Referenz-Kenngrößen gebildet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine mathematische Methode der Fourier-Analyse auf erste mathematische Vektoren angewendet, die jeweils für eine Meß- stelle die aktuellen Meßwerte des Luftspalts zwischen Stator und den während eines Umlaufs vorbeilaufenden Rotorpolen ent- halten.

Die Bildung eines derartigen ersten Vektors wird im folgenden beispielhaft dargestellt.

Die Anzahl der Meßstellen sei n und ein den Meßstellen zugeordneter Index i habe den Wertebereich i=l... n.

Die Anzahl der Rotorpole sei r und ein den Rotorpolen zugeordneter Index j habe den Wertebereich j=l... r.

Bei einem Umlauf des Rotors entstehen an jeder Meßstelle i folglich r aktuelle Meßwerte mil wobei der aktuelle feste Wert des Indexes i die betrachtete Meßstelle beschreibt.

Der daraus zu bildende Vektor heiße vi : 1) miz... mi.

Auf derartige erste Vektoren wird dann wie oben genannt eine Methode der Fourier-Analyse angewandt.

Mindestens einer der Aufgrund der Fourier-Analyse errechneten Koeffizienten wird zur Bildung von mindestens einer aktuellen Kenngröße herangezogen. Entsprechende Basis- Referenzkenngrößen des radialen Spalts werden unter ent- sprechender Anwendung der Fourier-Analyse auf die Basismeßwerte gewonnen. Die mathematischen Methoden der

Fourier-Analyse sind bekannt ; es handelt sich dabei um eine harmonische Analyse, die den in den Eingangsdaten gegebenenfalls vorhandenen Gleichanteil sowie die enthaltenen harmonischen Schwingungsanteile ermittelt. Die durch die Fourier-Analyse berechneten Koeffizienten können als charakteristische geometrische Größen interpretiert werden.

Vorteilhaft werden der erste, dem Gleichanteil der Fourier- Analyse entsprechende Koeffizient, der zweite, der Grund- schwingung entsprechende Koeffizient und der dritte, der ersten Oberschwingung entsprechende Koeffizient zur Bildung von weiteren aktuellen Kenngrößen verwendet. Der Mittelwert der jeweils zu einem Vektor errechneten ersten Koeffizienten beschreibt dabei die mittlere Größe des radialen Spalts, der Mittelwert der jeweils zweiten Koeffizienten die mittlere Verschiebung der Rotorachse relativ zur Achse des Stators ("Exzentrität des Rotors") und der Mittelwert der jeweils dritten Koeffizienten die mittlere Verformung des Rotors ("Ovalität des Rotors"). Die unter Verwendung der Fourier- Koeffizienten gebildeten Kenngrößen des radialen Spalts kennzeichnen also bereits die Form desselben.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird aus den bereits bestimmten Kenngrößen eine Hilfs-Kenngröße abgeleitet, welche eine Abschätzung darüber erlaubt, ob die weiteren aktuellen Kenngrößen die Verformung des Rotors aus- reichend genau beschreiben. Aus mathematischer Sicht handelt es sich dabei um eine Abschätzung der sogenannten Restglieder der Fourier-Analyse, die nicht zur Bildung von Kenngrößen herangezogen werden.

Vorteilhaft wird bei signifikanten Werten der Hilfs-Kenngröße aus mindestens einem weiterem mittels der Fourier-Analyse gewonnenen Koeffizienten mindestens eine Bedarfskenngröße gebildet. Diese Bedarfs-Kenngröße liefert in diesem Zusammen- hang eine Information über eine Verformung des Rotors, die

nicht von den bereits gebildeten Kenngrößen des Radialen Spalts erfaßt wird.

Vorteilhaft wird eine mathematische Methode der Fourier- Analyse auf einen zweiten mathematischen Vektor mit jeweils einer Meßstelle entsprechenden Vektorkomponenten angewendet, die jeweils den zu einer Meßstelle gehörigen Mittelwert der Größe des radialen Spalts enthält. Aus mindestens dem zweiten aufgrund der Fourier-Analyse errechneten Koeffizienten wird mindestens eine zusätzliche aktuelle Kenngröße gebildet ; entsprechende aktuelle Referenz-Kenngrößen des radialen Spalts werden unter entsprechender Anwendung der Fourier- Analyse auf die gemittelten, zu jeweils einer Meßstelle gehörigen, Basis-Referenzgrößen gewonnen.

Die Bildung eines derartigen zweiten Vektors wird im folgenden beispielhaft dargestellt wobei die Bedeutungen der Größen i, r, j, n und mij bereits in einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung beschrieben wurden.

Der zu einer Meßstelle i gehörige Mittelwert der Größe des radialen Spalts heiße di und werde folgendermaßen gebildet : Die Bildung eines zweiten mathematischen Vektors-welcher mit w bezeichnet werde-geschieht dann wie folgt : w=[d1 d2 ### dn] Auf einen derartigen zweiten Vektor wird dann wie oben erwähnt eine Methode der Fourier-Analyse angewandt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die zusätzlichen aktuellen Kenngrößen aus den aufgrund der Fourier-Analyse des zweiten Vektors berechneten zweiten und dritten Koeffizienten gebildet. Der zweite Koeffizient beschreibt dabei die Verschiebung der Statorachse relativ zur

Achse des Rotors ("Exzentrität des Stators") und der dritte Koeffizient die Verformung des Stators ("Ovalität des Stators").

Vorteilhaft werden die aktuellen Meßdaten des radialen Spalts in einer Meßebene aufgenommen, deren Flächennormale parallel zur Welle des Rotors orientiert ist. Ist die Statorhöhe der elektrischen Maschine groß im Vergleich zum Durchmesser des Stators, so werden die aktuellen Meßdaten ggf. in mehreren Meßebene erfaßt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindungen wird neben den den aktuellen Betriebszustand der elektrischen Maschine beschreibenden Einflußgrößen auch mindestens eine Randgröße erfaßt. Randgrößen sind in diesem Zusammenhang Größen, die nicht Einflußgrößen sind, also die Form des radialen Spalts nicht unmittelbar wesentlich beeinflussen.

Vorteilhaft wird als Randgröße mindestens eine der folgenden Größen erfaßt : -die Temperatur (T16) des Stator-Blechpakets, -die Temperatur (Tie) der Statorwicklung, -die Temperatur (TLW) der vom Stator abströmenden, warmen Kühlluft -die Temperatur (TWK) des kalten Kühlwassers vor dem Eintritt in die Statorwicklung, -die Temperatur (Tww) des warmen, aus der Wicklung des Stators austretenden Kühlwassers, -die Temperatur der Rotorwicklung, -die Bildleistung der elektrischen Maschine, -die Wirkleistung der elektrischen Maschine.

Von diesen Randgrößen kann in vorteilhafter Weise zur weiter- gehenden Analyse der aktuellen Kenngrößen des radialen Spalts Gebrauch gemacht werden.

Vorteilhaft wird mindestens jede Messung von aktuellen Maßdaten, Einflußgrößen und Randgrößen sowie alle zu einer Messung ermittelten Kenngrößen dokumentiert. So ist z. B. unter Verwendung aller Daten eines längeren Zeitraums eine Trendanalyse der verschiedenen Größen möglich. Desweiteren können verschiedene statistische Betrachtungen des Daten- materials stattfinden.

Nach einer besonderen Variante der erfindung wird die genannte Aufgabe gelöst, indem bei einem stationären und ausgeglichenen Betriebszustand des Generators wiederholt ein Meßzyklus durchgeführt wird, wobei bei dem Meßzyklus -aktuelle Einflußgrößen des Generators erfaßt wer- den, -aktuelle Meßdaten des radialen Spalts und aktuelle Randgrößen des Generators erfaßt werden, -aus den aktuellen Randgrößen des Generators, aus den aktuellen Einflußgrößen des Generators und aus den aktuellen Meßdaten des radialen Spalts aktuelle Kenngrößen des radialen Spalts ermittelt werden, und -mittels eines Vergleichs der aktuellen Kenngrößen des radialen Spalts mit Referenzwerten aus einer Anzahl von Basismessungen eine Bestimmung und Be- wertung der Form des radialen Spalts und des Ab- stands zwischen dem Rotor und dem Stator erfolgt.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß die Form des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator während des Betriebs des Generators erfasst und analysiert werden sollte, um den Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator zuverlässig zu überwachen. Der Betriebszustand des Generators wirkt sich auf die aktuelle Geometrie des radialen Spalts aus ; beispielsweise führen dynamische Laständerungen oder statische, meist eher kurzzeitig auftretende, asymmetrische Belastungen auf der elektrischen Seite des Generators zu

mechanischen Kräfteverhältnissen, die im allgemeinen unsymmetrisch auf den Stator und den Rotor einwirken und so die konstruktiv für einen ausgeglichenen, normalen Betriebszustand festgelegte Geometrie des Spalts verändern.

Diese Veränderung der Spaltgeometrie unter den beispielhaft zuvor genannten Betriebsbedingungen stellt jedoch keine unzulässige oder gefährdende Abweichung von den konstruktiv gewünschten, für einen ausgeglichenen, normalen Betriebszustand aufgenommenen Kenngrößen einer Referenzmessung der Spaltgeometrie dar. Die Konstruktion des Generators sieht auch derartige Betriebsbedingungen vor, und die sich daraus ergebenden Änderungen der Spaltgeometrie stellen keine Störung dar, die beachtet und/oder behoben werden muss. Um sicher von bei einem aktuellen Betriebszustand gemessenen Kenngrößen durch Vergleich mit Referenzkenngrößen auf eine unzulässige oder gefährdende Abweichung schließen zu können, ist deshalb der aktuelle Betriebszustand mitzuerfassen und in die Analyse der Abweichung mit einzubeziehen.

Weiterhin sollten Veränderungen des Generators, die sich ne- gativ auf die Form des radialen Spalts auswirken können, frühzeitig erkennbar sein, damit sie behoben werden können.

Veränderungen des Generators sind mittels der Einflußgrößen und der Randgrößen erfaßbar. Daher sollte der Einfluß der Randgrößen und Einflußgrößen des Generators auf die Form des radialen Spalts erfaßt und bewertet werden, um hieraus früh- zeitige Informationen über eine Veränderung der Form des ra- dialen Spalts zu erhalten die es ermöglichen, die Ursachen zu finden. Hierzu werden aus aktuellen Randgrößen und Einfluß- größen des Generators sowie aus aktuellen Meßdaten des radia- len Spalts aktuelle Kenngrößen des radialen Spalts ermittelt.

Die Überwachung des radialen Spalts sollte quasi-kontinuier- lich erfolgen, damit zu jedem Zeitpunkt des Betriebs des Ge-

nerators eine Aussage über die Form des radialen Spalts und den Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator möglich ist.

Hierfür erweist sich ein Meßzyklus als geeignet, mit dessen Hilfe in regelmäßigen Zeitabständen alle variablen Einfluß- größen zyklisch abgefragt und dahingehend überprüft werden, ob sich der Generator in einem Zustand der thermischen Behar- rung, also in einem stationären und ausgeglichenen Zustand befindet. Liegt ein Zustand der thermischen Beharrung des Ge- nerators vor, so sollte eine Analyse der Form des radialen Spalts sowie eine Überwachung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Stator erfolgen. Hierzu werden nach einer Überprüfung der Einflußgrößen aktuelle Meßdaten des radialen Spalts ein- gelesen und mittels eines Vergleichs der aktuellen Kenngrößen des radialen Spalts mit Referenzwerten aus einer Anzahl von Basismessungen bewertet.

Mit Hilfe der aktuellen Kenngrößen des radialen Spalts sollte eine Analyse der Form des radialen Spalts erfolgen, die früh- zeitig eine insbesondere den Betrieb des Generators gefahr- dende Verformung des radialen Spalts zwischen dem Stator und dem Rotor erkennen läßt. Dabei sollte besonders zuverlässig eine Abweichung der Form des radialen Spalts von der Ideal- form erkannt werden. Hierzu wird mittels eines Vergleichs der aktuellen Kenngrößen des radialen Spalts mit Referenzwerten des Generators vorteilhafterweise die Verschiebung des Sta- tors relativ zur Achse des Rotors und die Verformung des Sta- tors und des Rotors bestimmt und bewertet.

Vorteilhafterweise sind die Randgrößen Temperaturwerte an verschiedenen Orten des Stators, der Temperaturwert an der Wicklung des Rotors, die Wirkleistung des Generators und die Blindleistung des Generators. Dabei sind die Temperaturwerte des Stators vorteilhafterweise der Temperaturwert am Blechpa- ket, der Temperaturwert an der Wicklung des Stators, der Tem- peraturwert der vom Stator abströmenden und im Stator erwärm- ten Kühlluft, der Temperaturwert des kalten Kühlwassers vor dessen Eintritt in die Wicklung des Stators und der Tempera-

turwert des im Stator erwärmten Kühlwassers nach dessen Aus- tritt aus der Wicklung des Stators. Diese Randgrößen sind be- sonders einfach beim Betrieb des Generators zu messen und charakterisieren besonders zuverlässig den Betriebszustand des Rotors und des Stators.

Vorteilhafterweise sind die Einflußgrößen der Strom und die Spannung des Stators, der Erregerstrom und die Drehzahl des Rotors und der Temperaturwert der dem Stator zuströmenden kalten Kühlluft. Die Spannung des Stators und die Drehzahl des Rotors sind üblicherweise im stationären Betriebszustand des Generators konstant. Beim Strom des Stators kann es sich hierbei um drei separate Teilströme handeln, wenn der Stator mit Drehstrom betrieben wird. In diesem Fall umfaßt dann auch die Wicklung des Stators drei Teilwicklungen, die separat mit den Teilströmen bespeist werden. Der Strom des Stators, der Erregerstrom des Rotors und die Temperatur der dem Stator zu- strömenden kalten Kühlluft beeinflussen nachhaltig die Form des Rotors und dessen Lage relativ zum Stator und sind des- halb als Einflußgrößen besonders geeignet.

Die aktuellen Meßdaten des radialen Spalts werden vorteilhaf- terweise in einer Meßebene bestimmt, die senkrecht zur Rota- tionsachse des Rotors steht. Hierdurch fällt die Anzahl der für eine besonders zuverlässige Erfassung der Form des radia- len Spalts zwischen dem Stator und dem Rotor erforderlichen Sensoren besonders gering aus. Die Anzahl der Sensoren ist so bestimmt, daß sie ausreicht, um alle für den Generator gefährlichen Statorverformungen sicher zu erfassen. Bei- spielsweise kann eine Ovalität des Stators sicher mit sechs Meßorten erfaßt werden. Ausreichend sind hierbei jedoch häu- fig vier Meßorte, da die Wahrscheinlichkeit, daß alle Meßorte in einem Verformungsknoten liegen, sehr gering ist. Üblicher- weise verwendet man bei einem Durchmesser des Blechpakets von weniger als 8 m vier Meßorte und bei einem Bohrungs- durchmesser von mehr als 8 m acht Aufnehmer. Bei einer beson- ders geringen Statorhöhe in Relation zum Durchmesser des Sta-

tors erweist sich eine Meßebene als ausreichend. Diese wird üblicherweise bei vertikaler Generatorachse am oberen Stator- ende angebracht, da dort die größten Verformungen des radia- len Spalt zu erwarten sind. Es kann sich aber auch als sinn- voll erweisen, die Meßebene in der Mitte des Stators zu pla- zieren, da dort aufgrund von Setzvorgängen, bedingt durch Ma- gnetkräfte beim Betrieb des Generators, dort ein sich beim Betrieb des Generators verkleinernder radialer Spalt zu er- warten ist. Bei Generatoren mit einer im Vergleich dazu be- sonders großen Höhe des Stators können darüber hinaus Verän- derungen in axialer Richtung, beispielsweise eine Schrägstel- lung der Rotorachse relativ zur Statorachse, durch eine wei- tere Meßebene erfaßt werden.

Vorteilhafterweise wird jeder Meßzyklus dokumentiert. Hier- durch sind Trendanalysen insbesondere von Meßdaten des radia- len Spalts, Einflußgrößen und Randgrößen möglich, wodurch Veränderungen des Generators im Laufe der Zeit erkannt werden können. Mittels dieser Dokumentationen können Ursachen für Veränderungen des Generators frühzeitig erkannt und behoben werden.

Bezüglich der Vorrichtung zur Überwachung des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator eines elektrischen Genera- tors wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem die Anordnung einer Anzahl von Sensoren zur Erfassung von ak- tuellen Randgrößen des Generators, aktuellen Einflußgrößen des Generators und aktuellen Meßdaten des radialen Spalts am Generator vorgesehen ist, wobei die Sensoren datentechnisch mit einem zur Erstellung von aktuellen Kenngrößen aus den ak- tuellen Randgrößen des Generators, den aktuellen Einflußgrö- ßen des Generators und den aktuellen Meßdaten des radialen Spalts vorgesehenen Aufbereitungsmodul verbunden sind, wobei das Aufbereitungsmodul datentechnisch an ein Analysemodul an- geschlossen ist, wobei über das Analysemodul ein Meßzyklus zur Analyse der Form des radialen Spalts und zur Überwachung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Stator steuerbar ist.

Diese Vorrichtung ermöglicht, mit einer besonders geringen Anzahl an Komponenten die Form des radialen Spalts zu analysieren und den Abstands zwischen dem Rotor und dem Stator zu überwachen.

Vorteilhafterweise ist zur Dokumentation der aktuell erfaßten Daten des Generators ein datentechnisch mit dem Analysemodul verbundenes Speichermodul vorgesehen. Die gespeicherten Werte ermöglichen Tendenzberechnungen und liefern Informationen für Diagnosen. Dabei können Protokollausdrucke von den aktuellen Werten automatisch erzeugt werden. Auch kann eine Darstellung mittels frei konfigurierbarer Graphiken aller gespeicherten Referenzwerte sowie der erfaßten Daten vorgesehen sein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson- dere darin, daß durch die aktuelle Erfassung der Einflußgrö- ßen, Randgrößen und Meßdaten im Rahmen eines immer wiederkeh- renden Meßzyklus die Analyse der Form des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator des Generators und die Überwachung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Stator besonders zuverlässig gewährleistet ist. Hiermit sind Verän- derungen der Form des radialen Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator des Generators frühzeitig erkennbar, wodurch den Betrieb des Generators schädigende Einflüsse frühzeitig er- kannt und behoben werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, wobei einander entsprechende Teile in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Darin zeigen : FIG 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Überwachung des radialen Spalts zwi- schen dem Rotor und dem Stator eines elektrischen Generators, und

FIG 2 schematisch einen Querschnitt durch den Rotor und den Stator gemäß Figur 1.

Der im Längsschnitt in Figur 1 schematisch dargestellte Gene- rator 2 ist als Wasserkraftgenerator ausgebildet und umfaßt in einem Gehäuse 4 einen Rotor 6, der konzentrisch von einem Stator 8 umgeben ist. Der Rotor 6 und der Stator 8 sind durch einen radialen Spalt 10 voneinander getrennt. Der Rotor 6 um- faßt eine Welle 12, eine für den Erregerstrom IE des Rotors 6 vorgesehene Wicklung 14 und zahlreiche, in der Zeichnung nicht näher dargestellte Pole. Der Stator 8 weist ein Blech- paket 16 und eine Wicklung 18 auf. Die Wicklung 18 des Sta- tors 8 ist über Anschlußklemmen 20 an Trennverstärker 22 an- geschlossen, die an Meßkreis angeschlossen sind, wobei die Meßkreis in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Die Wicklung 18 des Stators 8 umfaßt drei separate Wicklun- gen U, V und W, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Jede der drei separaten Wicklungen U, V und W umfaßt wiederum elektrisch hintereinander geschaltete Wicklungsstäbe 24, von denen nur einige in der Zeichnung herausgezeichnet sind. Je- der Wicklungsstab 24 bzw. eine Anzahl von in der Zeichnung nicht dargestellten Teilleitern eines jeden Wicklungsstabs 24 wird beim Betrieb des Generators 2 von Kühlwasser durch- strömt. Zur Zuführung von kaltem Kühlwasser WK sind die Wick- lungsstäbe 24 der Wicklung 18 eingangsseitig über isolierende Kunststoffschläuche 26 mit einer ersten Ringleitung 28 ver- bunden. Zur Abführung des beim Betrieb des Generators 2 in den Wicklungsstäben 24 der Wicklung 18 erwärmten Kühlwas- sers WW ist die Wicklung 18 des Stators 8 ausgangsseitig über Kunststoffschläuche 30 an eine zweite Ringleitung 32 ange- schlossen. Die zweite Ringleitung 32 ist zur Abkühlung des in der Wicklung 18 erwärmten Kühlwassers WW in nicht näher dargestellter Weise an ein Kühlsystem angeschlossen, das ausgangsseitig zum Zuführen von kaltem Kühlwasser WK an die erste Ringleitung 28 angeschlossen ist, so daß ein

geschlossener Kühlwasserkreislauf 34 entsteht, der in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist.

Sowohl der Stator 8 als auch der Rotor 6 sind während des Be- triebs des Generators 2 mittels Kühlluft L kühlbar. Hierzu ist am Stator 8 ein Kühlluftkühler 36 angeordnet. Die aus dem Kühlluftkühler 36 beim Betrieb des Generators 2 austretende kalte Kühlluft L wird dem Rotor 6 zugeführt, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Im Rotor 6 wird die Kühl- luft L erwärmt und strömt bedingt durch die Drehbewegung des Rotors 6 dem Stator 8 zu, wo sie wieder in den Kühlluftküh- ler 36 gelangt, so daß ein geschlossener Kühlluftkreislauf 38 entsteht.

Die zu erfassenden Randgrößen 50 des Generators 2 sind der Temperaturwert T16 am Blechpaket 16 des Stators 8, der Tem- peraturwert Tig an der Wicklung 18 des Stators 8, der Tempe- raturwert TLw der vom Stator 8 abströmenden erwärmten Kühl- luft L des Stators 8, der Temperaturwert TWK des kalten Kühl- wassers WK vor dessen Eintritt in die Wicklung 18 des Sta- tors 8 und der Temperaturwert Tw des warmen Kühlwassers WW nach dessen Austritt aus der Wicklung 18 des Stators 8. Wei- tere Randgrößen 50 des Generators 2 sind der Temperatur- wert T14 der Wicklung 14 des Rotors 6, sowie die Wirklei- stung P und die Blindleistung Q des Generators 2.

Zur Erfassung der Randgrößen 50 sind an dem Generator 2 eine Anzahl von Sensoren 52 angeordnet. Hierbei ist eine erste Gruppe 54 von Sensoren 52 am Blechpaket 16 des Stators 8 zur Erfassung des Temperaturwerts T16 am Blechpaket 16 des Sta- tors 8 angeordnet. Eine zweite Gruppe 56 von Sensoren 52 ist an der Wicklung 18 des Stators 8 zur Erfassung des Tempera- turwerts Tis der Wicklung 18 des Stators 10 angeordnet. Eine dritte Gruppe 58 von Sensoren 52 ist im Stator 8 zur Erfas- sung des Temperaturwerts TLW der vom Stator 8 abströmenden warmen Kühlluft L angeordnet. Eine vierte Gruppe 60 von Sen- soren 52 ist im Kühlwasserkreislauf 34 eingangsseitig vor der

ersten Ringleitung 28 zur Erfassung des Temperaturwertes TWK des kalten Kühlwassers WK vor dessen Eintritt in die Wicklung 18 des Stators 8 vorgesehen. Zur Erfassung des Temperatur- werts Tww des warmen Kühlwassers WW nach dessen Austritt aus der Wicklung 18 des Stators 8 ist ausgangsseitig nach der zweiten Ringleitung 32 im Kühlwasserkreislauf 34 eine fünfte Gruppe 62 von Sensoren 52 vorgesehen. Für die rechnerische Ermittlung des Temperaturwertes T14 der Wicklung 14 des Ro- tors 6 ist ein Modul 64 vorgesehen, das aus dem elektrischen Widerstand der Wicklung 14 des Rotors 6 und aus dem Verlust des die Wicklung 14 des Rotors 6 durchfließenden Stroms den Temperaturwert T14 der Wicklung 14 des Rotors 6 ermittelt.

Die ebenfalls als Randgrößen 50 vorgesehene Wirkleistung P und Blindleistung Q des Generators 2 werden über den Trenn- verstärker 22 aus bestehenden und mit den Anschlußklemmen 20 der Wicklung 14 verbundenen und in der Zeichnung nicht darge- stellten Meßkreisen ausgeblendet. Die Sensoren 52 der Rand- größen 50 sind über datentechnische Verbindungen 66 dem Auf- bereitungsmodul 70 zuführbar.

Einflußgrößen 80 des Generators 2 sind der Strom I und die Spannung U des Stators 8, der Erregerstrom IE und die Dreh- zahl N des Rotors 6 und der Temperaturwert TLK der dem Sta- tor 8 zuströmenden kalten Kühlluft L. Der Strom I des Sta- tors 8 umfaßt die drei Teilströme Iu, Iv, und Iw der Wicklun- gen U, V und W des Stators 8. Die Teilströme Iu, Iv, und Iw werden mit den an die Trennverstärker 22 angeschlossenen und in der Zeichnung nicht dargestellten Meßkreisen gemessen.

Auch die Spannung U des Stators 8 ist über die Trennverstär- ker 22 aus bestehenden und in der Zeichnung nicht näher dar- gestellten Meßkreisen ausblendbar. Der Erregerstrom IE des Rotors 6 und die Drehzahl N des Rotors 6 sind über eine siebte Gruppe 82 bzw. achte Gruppe 84 von Sensoren 52 erfaß- bar, die am Rotor 6 in geeigneter Weise angeordnet sind. Der Temperaturwert TLK der dem Stator 8 zuströmenden kalten Kühl- luft L ist über eine neunte Gruppe 86 von Sensoren 52 erfaß- bar, die im Einströmbereich der kalten Kühlluft L des Sta-

tors 8 angeordnet sind. Die Einflußgrößen 80, also die Teil- ströme Iu, Iv, und Iw des Stroms I und die Spannung U des Sta- tors 8, der Erregerstrom IE und die Drehzahl N des Rotors 6 und der Temperaturwert TLK der dem Stator 8 zuströmenden kal- ten Kühlluft L sind über datentechnische Verbindungen 88 ebenfalls dem Aufbereitungsmodul 70 zuführbar.

Zur Erfassung der aktuellen Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 sind drei Meßebene 102 vorgesehen, die jeweils senkrecht zur Drehachse bzw. zur Welle 12 des Rotors 6 ste- hen. Es kann aber auch in Abhängigkeit von der Auslegung der Anlage erforderlich sein, mehr oder weniger als drei Meßebe- nen vorzusehen Dabei sollten auch die weiteren Meßebene par- allel zur Welle 12 des Rotors 6 angeordnet sein. Die aktuel- len Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 werden mittels einer zehnten Gruppe 104 von Sensoren 52 erfaßt, von denen sechs in der in Figur 2 dargestellten und jeweils zwei in den weite- ren, nicht dargestellten Meßebene 102 angeordnet sind. Die Anordnung der sechs Sensoren 52 der zehnten Gruppe 104 der in der mittleren Ebene des Stators angeordneten Meßebene 102 er- gibt sich gemäß FIG 2, die im Querschnitt den in FIG 1 mit X bezeichneten Ausschnitt zeigt. Die Sensoren 52 der anderen Meßebene 102 sind in vergleichbarer Weise angeordnet, wobei die Anzahl der Sensoren jedoch nur zwei beträgt.

Gemäß FIG 2 sind zur Erfassung von Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 sechs Sensoren 52 der zehnten Gruppe 104 am inneren Mantel des Blechpakets 16 in einer Ebene angeordnet, die par- allel zur Welle 12 des Rotors 8 steht. Die Sensoren 52 sind jeweils an einen Meßwandler oder Conditioner 106 angeschlos- sen, die am äußeren Mantel des Blechpakets 16 angeordnet sind. Außerdem ist an der Welle 12 des Rotors 6 ein Keyphasor oder eine Phasenmarke 108 angeordnet. Mißt nun beim Betrieb des Generators 2 einer der sechs Sensoren 52 einen bestimmten Abstand zwischen einem Pol des Rotors 6 und dem Stator 8, so ist mittels des über die Phasenmarke 108 erfaßten Signals in elektronischer Weise der Pol identifizierbar, an dem die Mes-

sung erfolgt ist. Die Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 des Generators 2 sind über eine datentechnische Verbindung 110 ebenfalls dem Aufbereitungsmodul 70 zuführbar, was in FIG 1 dargestellt ist.

Das Aufbereitungsmodul 70 ist für eine Berechnung von aktuel- len Kenngrößen 120 aus den aktuellen Randgrößen 50, den aktu- ellen Einflußgrößen 80 und den aktuellen Meßdaten 100 vorge- sehen. Hierzu weist das Aufbereitungsmodul 70 ein Rechnermo- dul 122 auf, dem die Randgrößen 50, die Einflußgrößen 80 und die Meßdaten 100 zuführbar sind. Im Aufbereitungsmodul 70 er- folgt außerdem eine Analog-/Digitalwandlung der erfaßten Daten sowie eine Grenzwertüberwachung oder Plausibilitätskon- trolle. Auch dient das Aufbereitungsmodul 70 zum Aufbauen von Datentelegrammen sowie zur Signalbildung für Warnungen und Störungen.

Das Aufbereitungsmodul 70 ist über einen Datenbus 124 mit ei- nem Analysemodul 126 verbunden. Das Aufbereitungsmodul 70 und das Analysemodul 126 gehören zur Vorrichtung 128, mit deren Hilfe der radiale Spalt 10 zwischen dem Rotor 6 und dem Sta- tor 8 des elektrischen Generators 2 beim Betrieb des Genera- tors 2 überwacht wird.

Das Analysemodul 126 umfaßt ein Speichermodul 130, ein Fin- gerprintmodul 132 und ein Überwachungsmodul 134. Das Spei- chermodul 130 umfaßt einen Langzeitspeicher, einen Monats- speicher und einen Ereignisspeicher zur Speicherung von er- faßten Daten, ermittelten Kenngrößen 120 und durchgeführten Meßzyklen sowie deren Ergebnissen. Über das Fingerprintmo- dul 132 erfolgt die Steuerung von Basismessungen, mittels de- rer Referenzwerte des Generators 2 bei bestimmten Betriebszu- ständen ermittelt werden. Das Uberwachungsmoduls 134 ist zur Steuerung von am Generator 2 durchführbaren Meßzyklen und de- ren Auswertung vorgesehen. Für diese Funktionen kommuniziert das Überwachungsmodul 134 mit dem Speichermodul 130, dem Fin- gerprintmodul 132 und über den Datenbus 124 mit dem Aufberei-

tungsmodul 70. Außerdem sind mittels des Analysemoduls 126 Protokolle und Graphiken der gemessenen Daten erstellbar.

Weiterhin kann das Analysemodul 126 einem Bediener der Anlage einen Rechnerausfall und/oder eine Grenzwertüberschreitung einer oder mehrerer Kenngrößen 120 signalisieren.

Während des Betriebs des Generators 2 wird die Form des ra- dialen Spalts 10 und der Abstand zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 analysiert, wobei insbesondere der minimalste Ab- stand zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 betrachtet wird.

Hierzu wird in regelmäßigen Zeitabständen ein Meßzyklus durchgeführt, bei dem die Meßgrößen 100 des radialen Spalts 10 aktuell erfaßt und analysiert werden. Der jeweilige Meßzyklus dauert eine vorgegebene Zeit T und wird nach Ablauf der Zeit T sofort wiederholt, so daß sich ohne Unterbrechung ein Meßzyklus an den anderen reiht.

Der jeweilige Meßzyklus wird vom Überwachungsmodul 134 ge- steuert und dauert in diesem Ausführungsbeispiel 30 Minuten.

Zum Zeitpunkt t=To werden die Einflußgrößen 80 eingelesen.

Die Einflußgrößen 80 sind die drei Teilströme lu. Iv, und Iw der Wicklungen U, V und W des Stators 8, die Spannung U des Stators 8, der Erregerstrom IE und die Drehzahl N des Rotors 6 sowie der Temperaturwert TLK der dem Stator 8 zuströmenden kalten Kühlluft L. Die Einflußgrößen 80 gelangen über die da- tentechnischen Verbindungen 88 in das Aufbereitungsmodul 70.

In dem Aufbereitungsmodul 70 erfolgt eine Aufbereitung der eingelesenen Einflußgrößen 80 in der Weise, daß sie dem Ana- lysemodul 126 über den Datenbus 124 zugeführt werden können.

Nach erfolgter Aufbereitung werden die aufbereiteten Einfluß- größen 80A dem Analysemodul 126 zugeführt. Im Analysemo- dul 126 erfolgt dann mit den im Analysemodul 126 angeordneten Modulen eine Prüfung des Betriebszustands des Generators 2 mittels der aufbereiteten Einflußgrößen 80A.

Bei der Prüfung des Betriebszustands des Generators 2 wird überprüft, ob sich der Generator 2 in einem ersten Zustand

der thermischen Beharrung, in einem zweiten stationären aber nicht ausgeglichenen Zustand oder in einem dritten Zustand befindet. Ein stationärer ausgeglichener Betriebszustand des Generators 2 liegt dann vor, wenn sich die Einflußgrößen 80 während einer parametrierbaren Zeit, in diesem Ausführungs- beispiel standardmäßig 10 Minuten, ausreichend konstant sind.

Ein dritter Zustand des Generators 2 ist ein möglicher Zu- stand des Generators 2, der ungleich dem ersten oder zweiten Zustand des Generators ist. Hierbei kann es sich insbesondere um eine sogenannte Lastrampe oder Laständerung des Genera- tors 2 handeln, die noch nicht abgeschlossen ist. Ergibt die Prüfung, daß ein dritter Zustand des Generators 2 vorliegt, so wird der Meßzyklus abgebrochen, und nach 30 Minuten auto- matisch neu gestartet. Nur wenn der Generator sich in einem ersten Zustand der thermischen Beharrung oder in einem zwei- ten stationären aber nicht ausgeglichenen Zustand befindet wird der Meßzyklus zu einem Zeitpunkt t=T1 fortgesetzt.

Für einen jeden Meßzyklus steuert das Uberwachungsmodul 134 zu einem Zeitpunkt t = T1 das Einlesen der Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 und der Randgrößen 50. Die Meßdaten 100 sind hierbei die Signale der sechs Sensoren 52 der zehnten Gruppe 104, die in der mittleren Meßebene 102 angeordnet sind und das Signal der Phasenmarke 108. Die Signale der Senso- ren 52 der zehnten Gruppe 104 der oberen und der unteren Meß- ebene 102 dienen nur Kontrollzwecken. Auch die Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 werden im Aufbereitungsmodul 70 so aufbereitet, daß das Analysemodul 126 sie einlesen kann. Die aufbereiteten Meßdaten 100A werden dann dem Analysemodul 126 zugeführt. Ebenso werden die Randgrößen 50 eingelesen, dem Aufbereitungsmodul 70 zur Aufbereitung zugeführt und dann als aufbereitete Randgrößen 50A in das Analysemodul 126 einge- speist. Randgrößen 50 sind der Temperaturwert T16 am Blechpa- ket 16 des Stators 8, der Temperaturwert Tig an der Wick- lung 18 des Stators 8, der Temperaturwert TLW der vom Sta- tor 8 abströmenden erwärmten Kühlluft L des Stators 8, der Temperaturwert TWK des kalten Kühlwassers WK vor dessen Ein-

tritt in die Wicklung 18 des Stators 8 und der Temperatur- wert Tww des warmen Kühlwassers WW nach dessen Austritt aus der Wicklung 18 des Stators 8. Weitere Randgrößen 50 des Ge- nerators 2 sind der Temperaturwert T14 der Wicklung 14 des Rotors 6, sowie die Wirkleistung P und die Blindleistung Q des Generators 2.

Im Analysemodul 126 findet mittels der aufbereiteten Meßda- ten 100A, der aufbereiteten Randgrößen 50A und der aufberei- teten Einflußgrößen 80A im Uberwachungsmodul 134 eine Prüfung statt, ob sich der Generator 2 weiterhin in einem ersten Zu- stand der thermischen Beharrung oder in einem zweiten statio- nären aber nicht ausgeglichenen Zustand befindet. Hierzu wird unter anderem überprüft, ob die aufbereiteten Meßdaten 100A in einem vorgegebenen Toleranzband liegen.

Liegt nach der Erfassung und Aufbereitung der Meßdaten 100 des radialen Spalts 10 ein erster Zustand der thermischen Be- harrung oder ein zweiter stationärer aber nicht ausgegliche- ner Zustand des Generators 2 vor, so wird der Meßzyklus zu einem Zeitpunkt t=T2 fortgesetzt. Befindet sich der Genera- tor 2 nach dieser Prüfung in einem Zustand der thermischen Beharrung, so erfolgt eine Bewertung der erfaßten Daten, be- findet sich der Generator 2 in einem stationären aber nicht ausgeglichenen Zustand, so erfolgt eine Ersatzbewertung, be- findet sich der Generator 2 in einem anderen möglichen Zu- stand, so wird der Meßzyklus abgebrochen. Der Meßzyklus wird also zum Zeitpunkt t = T, oder t = T2 abgebrochen, wenn sich der Generator 2 in einem dritten möglichen Zustand befindet.

Für die Bewertung oder die Ersatzbewertung der erfaßten Daten werden im Aufbereitungsmodul 70 aus den Randgrößen 50, den Einflußgrößen 80 und den Meßdaten 100 Kenngrößen 120 ermit- telt. Die in dem jeweiligen Meßzyklus aktuell bestimmten Kenngrößen 120 werden für die Bewertung oder Ersatzbewertung mit Referenzwerten im Analysemodul 126 verglichen.

Die Referenzwerte werden bei der sogenannten Fingerprintauf- nahme des Generators 2 ermittelt und werden nur dann aktuali- siert, wenn durch Reparaturmaßnahmen Änderungen am Genera- tor 2, also beispielsweise am Rotor 6, am Stator 8 oder am Kühlwasserkreislauf 34 erfolgt sind. Die Bestimmung und Spei- cherung der Referenzwerte erfolgt mittels des Fingerprintmo- duls 132. Zur Bestimmung der Referenzwerte werden bei wohlde- finierten Betriebszuständen des Generators 2 Meßfahrten durchgeführt. Wohldefinierte Betriebszustände des Genera- tors 2 sind dabei beispielsweise Zustände der minimalen und maximalen Wirkleistung P des Generators 2 sowie zwei weiteren Leistungsstufen, die in gleichmäßigen Abständen zwischen der minimalen und der maximalen Wirkleistung P des Generators 2 liegen. Für einen kleinen Leistungsbereich können dabei auch drei Meßfahrten ausreichend sein. Für jede Meßfahrt müssen dabei vor dem Start die Einflußgrößen 80 innerhalb eines pro- jektierbaren Toleranzbandes konstant sein. Zusätzlich müssen die Randgrößen, sofern sie nicht automatisch erfaßt werden, manuell dokumentiert werden. Dabei wird die Reihenfolge der Meßpunkte anlagenspezifisch festgelegt, beispielsweise werden Anforderungen des Lastverteilers und/oder das Anfahrprogramm der Anlage berücksichtigt.

Die Bewertung oder Ersatzbewertung der Form des radialen Spalts 10 sowie des Abstands zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 erfolgt mittels eines Vergleichs der aktuellen Kenn- größen 120 mit den Referenzwerten. Mit dem Ergebnis des Ver- gleichs erfolgt eine Berechnung der Form des radialen Spalts 10 sowie des Abstands zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8. Hier werden die mittlere Größe G des radialen Spalts 10, die Verschiebung V des Stators 8 relativ zur Welle 12 des Rotors 6 und die Verformung O des Stators 8 er- mittelt. Weiterhin wird bei der Bewertung oder Ersatzbewer- tung die Form des radialen Spalts 10 anhand der mittleren Größe des radialen Spalts 10, der Verschiebung V des Stators 8 relativ zur Welle 12 des Rotors 6 und die Verformung 0 des Stators 8 im Hinblick darauf analysiert, ob Veränderungen

dieser Größen im Laufe der Zeit sich negativ auf den Betrieb des Generators auswirken können. Insbesondere wird der klein- ste Abstand zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 überprüft.

Bei einem zu geringen Abstand zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 besteht die Gefahr, daß der Rotor 6 den Stator 8 während des Betriebs des Generators 2 streift, was große Schäden am Generator 2 hervorrufen kann.

Liegen die Kenngrößen 120 innerhalb eines vorgegebenen Werte- bereiches, so wird der Betrieb des Generators 2 unverändert fortgesetzt. Weicht hingegen mindestens eine der aktuell be- stimmten Kenngrößen 120 von einem vorgegebenen Wertebereich ab, so wird das Ergebnis der Bewertung oder Ersatzbewertung über ein Signal dem Bediener des Generators 2 signalisiert, damit der Bediener auf die jeweilige Veränderung des Zustands des Generators 2 reagieren kann. Die Grenzwertüberschreitung bei einer Ersatzbewertung besitzt dabei einen geringeren Stellenwert als diejenige bei einer Bewertung, als einem er- sten Zustand der thermischen Beharrung des Generators 2. Mit- tels der Ersatzbewertung sollen lediglich eventuelle Verän- derungen des Zustands des Generators 2 frühzeitig erkannt werden.

Die aktuell erfaßten Randgroßen 50, die aktuell erfaßten Ein- flußgrößen 80, die aktuell erfaßten Meßdaten 100, die aktu- elle ermittelten Kenngrößen 120 sowie die aktuelle mittlere Größe G des radialen Spalts 10, die aktuelle Verschiebung V des Stators 8 relativ zur Welle 12 des Rotors 6, die aktuelle Verformung 0 des Stators 8 und weitere ermittelte oder er- faßte Daten des Meßzyklus werden dem Speichermodul 130 zuge- führt, wo diese Größen zu Dokumentationszwecken gespeichert werden. Dabei wird auch der Zeitpunkt erfaßt, an dem die Da- ten erfaßt oder bestimmt worden sind. Mittels des Speichermo- duls 130 wird das Ergebnis der Bewertung oder Ersatzbewertung sowie der zeitliche Verlauf der Randgrößen 50, der Einfluß- größen 80, der Meßdaten 100 sowie der Kenngrößen 120 in Pro- tokollform aufbereitet, so daß Trendanalysen und graphische

Darstellungen der erfaßten und bewerteten Größen möglich sind.

Nach erfolgter Bewertung oder Ersatzbewertung der erfaßten und ermittelten Größen wird zu einem Zeitpunkt t=T der Meßzy- klus abgebrochen und von neuem begonnen. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel nach 30 Minuten der Fall. Die regelmäßige Durchführung des Meßzyklus alle 30 Minuten während des Be- triebs des Generators 2 gewährleistet besonders zuverlässig eine Analyse der Form des radialen Spalts 10 zwischen dem Ro- tor 6 und dem Stator 8 sowie des Abstands zwischen dem Ro- tor 6 und dem Stator 8, wobei insbesondere der minimalste Ab- stand zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 überprüft wird.

Mit der Vorrichtung 128 zur Überwachung des radialen Spalts 10 zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 des elektrischen Ge- nerators 2 sind also beim Betrieb des Generators 2 die Form des radialen Spalts 10 zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 analysierbar und der kleinste Abstand zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 8 überwachbar. Hierzu werden aus aktuellen Randgrößen 50 des Generators 2, aus aktuellen Einflußgrößen 80 des Generators 2 und aus aktuellen Meßdaten 100 des radia- len Spalts 10 die mittlere Größe G des radialen Spalts 10, die aktuelle Verschiebung V des Stators 8 relativ zur Welle 12 des Rotors 6 und die aktuelle Verformung V des Sta- tors 10 bestimmt, sofern ein erster Zustand der thermischen Beharrung oder ein zweiter stationärer aber nicht ausgegli- chener Betriebszustand des Generators 2 vorliegt. Hierdurch können den Betrieb des Generators 2 behindernde Veränderungen des Generators 2 frühzeitig erkannt und behoben werden. Da- durch ist ein störungsfreier Betrieb des Generators 2 beson- ders zuverlässig gewährleistet.