CN102967385A - 水轮发电机转子线圈温度测量仪 - Google Patents

水轮发电机转子线圈温度测量仪 Download PDF

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胡丽杰
刘莹
毕纯辉
梁彬
韩波
王洪泉
高尚
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Abstract

本发明公布了一种应用WiFi（无线保真技术）标准无线局域网通信技术实现水轮发电机转子线圈温度分布精确测量的测量仪，本发明中通过NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备对转子线圈温度进行采集，并通过基于WiFi（无线保真技术）标准无线局域网对指令和数据进行传输，从而通过上位主控计算机对转子线圈温度进行处理与分析，本发明实现了对发电机转子线圈温度分布的快速、可靠和准确测量，改变了长期以来采用单片机为核心及无线数传模块抗干扰差，误码率高测量不准确的状况，本发明非常有助于在高转速及干扰强的条件下进行发电机转子线圈温度试验。

Description

水轮发电机转子线圈温度测量仪
技术领域
本发明涉及一种水轮发电机转子线圈温度测量仪。
背景技术
随着水轮发电机组容量的不断增大，水轮发电机组运行的安全问题越来越引起重视，而水轮发电机组转子线圈的温度分布直接影响到水轮发电机组的安全运行，因此，对水轮发电机组转子线圈温度分布的试验研究就显得十分重要，且此试验研究结果不仅可以验证发电机组的设计，而且对发电机组的设计有一定指导作用，现有发电机组转子线圈温度分布的测量采用单片机为核心，对温度传感器进行AD采样，并通过无线数传模块传到上位计算机，从而得到转子线圈温度数据，此种方法存在两个弊端：其一，数据采集记录仪的核心部分由单片机及一些外围电路组成的，抗干扰性比较差；其二，无线数传模块误码率较高，以上所阐述的两个弊端在发电机高转速下尤其严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、传输距离长、采集和传输速度快、实时性好、抗干扰强、移动性好和误码率低的水轮发电机转子线圈温度测量仪。本发明是通过以下技术方案实现的：本发明的技术方案为一种水轮发电机转子线圈温度测量仪，由十二个温度传感器Pt100、三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备、路由器、上位计算机四部分组成，三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备结构完全相同，每一套由具有模拟量数据采集功能的NI9217RTD模拟量数据采集模块（9），插入带有标准串行接口RS232串口插座的具有无线收发功能的NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒（8）中构成，它们之间通过标准串行接口RS232串口进行通信信号连接；三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备中NI 9217RTD模拟量数据采集模块（9），模拟量数据采集模块的输入端子分别与十二个完全相同的温度传感器铂电阻（1），温度传感器铂电阻输出信号的十二个引出线汇集后的引出线（10）连接，引出线（10）由安装在发电机转子磁极线圈（2）临近磁扼（3）所需测量的位置上的十二个温度传感器铂电阻，温度传感器铂电阻输出信号引出线分别穿过磁轭（3）不同的通风槽，汇集到十二个温度传感器输出信号引线的汇集点（11）处得到的；NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒（8），无线/以太网盒的电源连接头通过电源引线（7）连接到发电机转子中心体（5）上，安装的由发电机转子上励磁电压供电的DC/DC电源模块（6）的输出端子；三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备由路由器进行IP地址分配；无线通信网卡插装在安装有测控应用软件的上位计算机USB通用串行总线插口上，由上位主控计算机向发电机转子上的NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备发送采集数据指令，或是NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备向上位机发送数据，通过NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备中的NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒和DL-Link DWA-130型无线通信网卡完成数据的无线发射和接收。
本发明NI WLS/ENET-9000系列数据采集设备中NI 9217RTD模拟量数据采集模块在高速模式下单通道采集时间只需2.5ms，又因转子在工作时实时进行旋转，转子温度数据的获得需采用无线通讯技术，本发明采用的WiFi（无线保真技术）标准无线局域网通信技术，传输速率为150Mbps，工作频率范围为2.4GHz-2.462GHz，无线电波的覆盖半径可达100米，因而此系统具有结构简单、传输距离长、采集和传输速度快、实时性好、抗干扰强、移动性好和误码率低的优点，本发明的上位机测控软件是基于图形化编程软件实验室虚拟仪器工程工作台（LabVIEW）中的NI-DAQ模块平台编制的，开发时间短、模块化、可移植性和界面友好的特点，本发明中由发电机转子上的励磁电压给安装在发电机转子上各装置供电，使得各装置能够得到可靠且不间断的电源，这使发电机转子线圈温度分布测量在线监测成为可能，本发明成果非常有助于机组的安全运行及机组的维护，尤其对发电机组的结构设计和现场故障的排查有一定的指导作用。
附图说明
图1是本发明安装在水轮发电机转子处各装置结构示意图
图2是本发明原理结构图
具体实施方式
如图1所示一种水轮发电机转子线圈温度测量仪由十二个温度传感器Pt100、三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备、路由器、上位计算机四部分组成，三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备结构完全相同，每一套由具有模拟量数据采集功能的NI 9217RTD模拟量数据采集模块9，插入带有标准串行接口RS232串口插座的具有无线收发功能的NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒8中构成，它们之间通过标准串行接口RS232串口进行通信信号连接；三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备中NI 9217RTD模拟量数据采集模块9，模拟量数据采集模块的输入端子分别与十二个完全相同的温度传感器铂电阻1，温度传感器铂电阻输出信号的十二个引出线汇集后的引出线10连接，引出线10由安装在发电机转子磁极线圈2临近磁扼3所需测量的位置上的十二个温度传感器铂电阻，温度传感器铂电阻输出信号引出线分别穿过磁轭3不同的通风槽，汇集到十二个温度传感器输出信号引线的汇集点11处得到的；NIWLS/ENET-9163无线/以太网盒8，无线/以太网盒的电源连接头通过电源引线7连接到发电机转子中心体5上，如图2所示，安装的由发电机转子上励磁电压供电的DC/DC电源模块6的输出端子；三套NIWLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备由路由器进行IP地址分配；无线通信网卡插装在安装有测控应用软件的上位计算机USB通用串行总线插口上，由上位主控计算机向发电机转子上的NIWLS/ENET-9000系列型数据采集设备发送采集数据指令，或是NIWLS/ENET-9000系列型数据采集设备向上位机发送数据，通过NIWLS/ENET-9000系列型数据采集设备中的NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒和DL-Link DWA-130型无线通信网卡完成数据的无线发射和接收。
模拟量数据采集模块型号：NI 9217，无线/以太网盒型号：NIWLS/ENET-9163，温度传感器铂电阻型号：Pt100，路由器型号：DL-LinkDI-7100，无线通信网卡型号：DL-Link DWA-130。
本发明实现了对水轮发电机转子线圈温度分布的快速、可靠和准确测量，改变了长期以来在高转速及干扰性强条件下无法获得准确转子线圈温度分布的状况，并可为发电机优化设计提供重要的科学依据。

Claims (2)

1.一种水轮发电机转子线圈温度测量仪，其特征是：由十二个温度传感器Pt100、三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备、路由器、上位计算机四部分组成，三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备结构完全相同，每一套由具有模拟量数据采集功能的NI 9217RTD模拟量数据采集模块（9），插入带有标准串行接口RS232串口插座的具有无线收发功能的NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒（8）中构成，它们之间通过标准串行接口RS232串口进行通信信号连接；三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备中NI 9217RTD模拟量数据采集模块（9），模拟量数据采集模块的输入端子分别与十二个完全相同的温度传感器铂电阻（1），温度传感器铂电阻输出信号的十二个引出线汇集后的引出线（10）连接，引出线（10）由安装在发电机转子磁极线圈（2）临近磁扼（3）所需测量的位置上的十二个温度传感器铂电阻，温度传感器铂电阻输出信号引出线分别穿过磁轭（3）不同的通风槽，汇集到十二个温度传感器输出信号引线的汇集点（11）处得到的；NI WLS/ENET-9163无线/以太网盒（8），无线/以太网盒的电源连接头通过电源引线（7）连接到发电机转子中心体（5）上，安装的由发电机转子上励磁电压供电的DC/DC电源模块（6）的输出端子；三套NI WLS/ENET-9000系列型模拟量数据采集设备由路由器进行IP地址分配；无线通信网卡插装在安装有测控应用软件的上位计算机USB通用串行总线插口上，由上位主控计算机向发电机转子上的NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备发送采集数据指令，或是NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备向上位机发送数据，通过NI WLS/ENET-9000系列型数据采集设备中的NIWLS/ENET-9163无线/以太网盒和DL-Link DWA-130型无线通信网卡完成数据的无线发射和接收。
2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子线圈温度测量仪，其特征是：模拟量数据采集模块型号：NI 9217，无线/以太网盒型号：NI WLS/ENET-9163，温度传感器铂电阻型号：Pt100，路由器型号：DL-Link DI-7100，无线通信网卡型号：DL-Link DWA-130。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130313