發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)碳刷電流在線檢測系統(tǒng)，主要應(yīng)用于大型水電站、火電、抽水蓄能電站等環(huán)境，對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中，各個(gè)碳刷運(yùn)行電流的實(shí)時(shí)檢測，判斷各碳刷的運(yùn)行情況，并提示工作人員進(jìn)行及時(shí)檢修，以減少碳刷故障，提升碳刷整體運(yùn)行壽命，確保發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，發(fā)電廠作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，勵磁系統(tǒng)碳刷磨損嚴(yán)重與溫度過高是國內(nèi)發(fā)電廠普遍存在的問題，抽水蓄能電站尤其如此。當(dāng)發(fā)電機(jī)碳刷運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，分布在每個(gè)碳刷上的電流也會發(fā)生改變，因此監(jiān)測每個(gè)碳刷的電流分布，對于判斷碳刷故障，確保發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。
[0003]實(shí)用新型人在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，通常是由技術(shù)人員不定期采用鉗型電流表、紅外成像儀等對碳刷運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，但是這兩種方法都較為繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)碳刷運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是緊緊圍繞目前發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)碳刷運(yùn)行性能檢測技術(shù)的主要問題，包括：
[0005](I)紅外成像儀只能對發(fā)電機(jī)集電環(huán)和碳刷進(jìn)行定時(shí)監(jiān)控，需要人為定點(diǎn)操作，實(shí)時(shí)性較差，而且溫度作為碳刷發(fā)熱的現(xiàn)象，存在故障的滯后性。
[0006](2)人員觀測對于人力耗費(fèi)太大，而且難以判斷即將發(fā)生故障的碳刷。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種碳刷電流分布式監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括三大技術(shù)內(nèi)容：
[0008](I)抗干擾能力強(qiáng)，輸出電流精度高的直流電流傳感技術(shù)
[0009](2)復(fù)雜環(huán)境下小信號的采集與傳輸技術(shù)
[0010](3)人機(jī)界面交互與故障預(yù)判斷技術(shù)
[0011]本實(shí)用新型提供了一種發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)，包括直流電流傳感器、信號采集傳輸箱和上位機(jī)三部分；
[0012]直流電流傳感器采用高精度電流傳感器，將每個(gè)碳刷的直流電流采集變換后傳輸給信號采集傳輸箱；信號采集傳輸箱將接收到的電流信號經(jīng)過去噪濾波后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸給上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理判斷；整套系統(tǒng)由220V供電。
[0013]直流電流傳感器包括傳感元件和傳輸線，傳感元件與碳刷的刷辮采用非直接電氣連接，傳感元件抗干擾能力強(qiáng)，可自動補(bǔ)償電源電壓變化，溫度變化以及外部磁場干擾等各種因素帶來的影響。傳輸線采用屏蔽傳輸線，保證傳輸信號的準(zhǔn)確性。傳感元件將碳刷電流信號采集變換后，經(jīng)由傳輸線傳送給信號采集傳輸箱。
[0014]信號采集傳輸箱包括信號接收模塊、去噪濾波模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊以及雙線傳輸模塊，上述模塊依次連接。信號接受模塊對直流電流傳感器輸入的電流信號進(jìn)行采集調(diào)制，再通過濾波模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行濾波和數(shù)模轉(zhuǎn)換，最終信號由網(wǎng)線和無線傳輸器分別傳送給車間上位機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，由車間上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對電流數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲整理，作為整體評判依據(jù)。
[0015]車間上位機(jī)用于電流變化顯示和系統(tǒng)故障預(yù)判，可實(shí)時(shí)顯示采集的電流信號變化曲線，通過電流變化趨勢，對碳刷運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，同時(shí)設(shè)定碳刷正常運(yùn)行的電流閾值，當(dāng)電流超過或者低于該電流閾值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行自動報(bào)警，提示工作人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查。
[0016]本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于能夠在強(qiáng)干擾環(huán)境下，對直流電流信號進(jìn)行準(zhǔn)確采集，并能夠通過無線傳輸模塊，將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)視端。整套系統(tǒng)采用集成一體化設(shè)計(jì)，并且置于屏蔽箱內(nèi)，保證各元件的工作穩(wěn)定性。上位機(jī)系統(tǒng)通過監(jiān)控程序，能夠?qū)Σ杉玫降碾娏鲾?shù)據(jù)進(jìn)行智能判斷，及早預(yù)防碳刷故障，保證電機(jī)勵磁系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
【附圖說明】
[0017]圖I為發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)測量系統(tǒng)構(gòu)架圖。
[0018]圖2為直流電流傳感器安裝位置示意圖。
[0019]圖3為信號采集傳輸箱框圖。
[0020]圖4為上位機(jī)監(jiān)測界面示意圖。
[0021]圖中：1集電環(huán)；2碳刷；3傳感元件；4刷辮；5傳輸線。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0023]圖I為發(fā)電機(jī)碳刷電流分布式監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)架圖。直流電流傳感器負(fù)責(zé)將每個(gè)碳刷上的大電流信號進(jìn)行線性變換，使其滿足信號采集傳輸箱的量程要求。信號采集傳輸箱由220V市電引入后，經(jīng)直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行供電。信號采集傳輸箱負(fù)責(zé)采集電流傳感器傳輸?shù)碾娏餍盘?，并對信號進(jìn)行濾波去噪、數(shù)模轉(zhuǎn)換，而后由傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸給車間上位機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。每個(gè)系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)多路電流信號的采集測量，能夠滿足各個(gè)發(fā)電機(jī)組車間的測量需求。
[0024]圖2為直流電流傳感器安裝位置示意圖。傳感器固定于每個(gè)碳刷的刷辮部分，與刷辮非直接電氣連接。傳感器將感應(yīng)得到的電流信號經(jīng)由屏蔽傳輸線傳輸給信號采集傳輸箱。
[0025]圖3為信號采集傳輸箱框圖。整個(gè)采集傳輸系統(tǒng)由220V市電經(jīng)直流穩(wěn)壓模塊供電。電流信號進(jìn)入信號采集傳輸箱后，信號采集傳輸箱先對其進(jìn)行去噪濾波處理，排除外界干擾后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將采集得到的電流模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，一路由網(wǎng)線直接接入車間監(jiān)控室，另一路經(jīng)過串口轉(zhuǎn)換后由無線發(fā)射模塊直接發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
[0026]圖4為上位機(jī)監(jiān)測界面示意圖。界面中可以顯示出發(fā)電機(jī)組的碳刷電流分布情況，每個(gè)碳刷的電流都可以進(jìn)行電流實(shí)時(shí)曲線顯示。通過系統(tǒng)算法，對采集的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。當(dāng)碳刷電流過大或過小時(shí)，界面中相應(yīng)碳刷顯示就會進(jìn)行閃爍警報(bào)；同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，羅列可能的故障原因，以供人員進(jìn)行排查檢修。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)包括直流電流傳感器、信號采集傳輸箱和上位機(jī)三部分；直流電流傳感器將每個(gè)碳刷的直流電流采集變換后傳輸給信號采集傳輸箱；信號采集傳輸箱將接收到的電流信號經(jīng)過去噪濾波后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸給上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理判斷；整套系統(tǒng)由220V供電； 直流電流傳感器包括傳感元件和傳輸線，傳感元件與碳刷的刷辮采用非直接電氣連接，傳感元件將采集到的碳刷電流信號變換后，經(jīng)由傳輸線傳送給信號采集傳輸箱； 信號采集傳輸箱包括信號接收模塊、去噪濾波模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊以及雙線傳輸模塊，上述模塊依次連接；信號接受模塊對直流電流傳感器輸入的電流信號進(jìn)行采集調(diào)制，再通過濾波模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行濾波和數(shù)模轉(zhuǎn)換，最終信號由網(wǎng)線和無線傳輸器分別傳送給上位機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的直流電流傳感器采用高精度電流傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳輸線采用屏蔽傳輸線。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)，主要應(yīng)用于大型水電站、火電、抽水蓄能電站等環(huán)境。本實(shí)用新型提供了一種發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)，包括直流電流傳感器、信號采集傳輸箱和上位機(jī)三部分；直流電流傳感器采用高精度電流傳感器，將每個(gè)碳刷的直流電流采集變換后傳輸給信號采集傳輸箱；信號采集傳輸箱將接收到的電流信號經(jīng)過去噪濾波后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸給上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理判斷；整套系統(tǒng)由220V供電。發(fā)電機(jī)碳刷電流分布監(jiān)測系統(tǒng)能在強(qiáng)干擾環(huán)境下，對直流電流信號進(jìn)行準(zhǔn)確采集，并通過無線傳輸模塊，將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)視端。整套系統(tǒng)采用集成一體化設(shè)計(jì)，并且置于屏蔽箱內(nèi)，保證各元件的工作穩(wěn)定性。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN205157637
【申請?zhí)枴緾N201520817896
【發(fā)明人】孫長海, 趙偉程, 史曉龍, 潘立剛, 李軍, 呂鵬飛
【申請人】遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司, 大連理工大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年10月20日