CN103018567A

CN103018567A - 一种转子接地检测装置

Info

Publication number: CN103018567A
Application number: CN201210507533XA
Authority: CN
Inventors: 石书华; 王磊; 蔡迈; 柳毅; 赵正宇; 刘明行
Original assignee: Shanghai Electric Power Generation Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Electric Power Generation Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明提供了一种转子接地检测装置，其特征在于：包括碳刷接触检测模块和绝缘电阻检测模块，报警模块与碳刷接触检测模块、绝缘电阻检测模块连接，绝缘电阻检测模块通过绝缘电阻记录模块连接CPU，CPU还连接碳刷接触检测模块、报警模块和人机界面。本发明提供的装置克服了现有技术的不足，与转子之间保持弱耦合，两者之间不会相互影响，转子绝缘电阻检测准确，提高了系统运行的可靠性。

Description

一种转子接地检测装置

技术领域

本发明涉及一种发电机转子绕组接地检测装置，属于发电机参数测量技术领域。

背景技术

发电机转子接地故障对发电机有重大危害，转子接地检测装置提供了转子绕组绝缘电阻检测功能，可以在转子绕组电阻下降到一定程度时发出报警信号，从而保证了在转子发生接地故障前对转子进行处理，提高了系统运行可靠性。

传统的接地检测装置由于测量原理所限，与发电机转子耦合强，当装置自身发生故障时会影响到发电机转子的安全，同时也会受到转子运行状态的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种与转子之间保持弱耦合，两者之间不会相互影响的发电机转子接地检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种转子接地检测装置，其特征在于：包括碳刷接触检测模块和绝缘电阻检测模块，报警模块与碳刷接触检测模块、绝缘电阻检测模块连接，绝缘电阻检测模块通过绝缘电阻记录模块连接CPU，CPU还连接碳刷接触检测模块、报警模块和人机界面。

优选地，所述碳刷接触检测模块为测量光耦。

优选地，所述绝缘电阻检测模块包括内阻R_L，内阻R_L一端连接转子励磁线圈的一个端部，内阻R_L另一端连接直流电源U₁的正端/直流电源U₂的负端；采样电阻Rs一端连接直流电源U₁的负端/直流电源U₂的正端，采样电阻Rs另一端与转子励磁线圈连接。

优选地，所述电源U₁和电源U₂的电压值不等，电源U₁和电源U₂之间可切换。

优选地，所述内阻R_L≥1MΩ。

优选地，所述绝缘电阻记录模块为电可擦除式存储芯片。

优选地，所述人机界面由液晶显示屏和薄膜键盘组成。

本发明提供的一种转子接地检测装置通过在励磁回路负极对地叠加直流电压以注入电流，检测此电压通过励磁回路分布电阻和薄弱点的绝缘电阻漏电流，通过对叠加直流电压的切换，来抵消励磁绕组电流对测量回路的影响，从而获得绝缘电阻值。装置能够定时对发电机转子绕组的绝缘电阻进行测量，同时将测量所得的数据记录下来。如果测量的绝缘电阻值低于设定的报警值，装置将会发出报警信号。由于装置使用了兆欧级别的内阻，使得装置与转子之间实现了弱耦合，即使装置自身故障也不会影响转子的安全，同时装置耐压水平达到5000VAC，转子侧也不会影响到装置。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，与转子之间保持弱耦合，两者之间不会相互影响，转子绝缘电阻检测准确，提高了系统运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的一种转子接地检测装置结构示意图；

图2为本发明提供的一种转子接地检测装置测量系统图；

图3为本实施例中绝缘电阻测量原理图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1为本发明提供的一种转子接地检测装置示意图，所述的一种转子接地检测装置，包括碳刷接触检测模块和绝缘电阻检测模块，报警模块与碳刷接触检测模块、绝缘电阻检测模块连接，绝缘电阻检测模块通过绝缘电阻记录模块连接CPU，CPU还连接碳刷接触检测模块、报警模块和人机界面。

结合图2，本发明提供的一种转子接地检测装置通过在励磁回路负极对地叠加直流电压以注入电流，检测此电压通过励磁回路分布电阻和薄弱点的绝缘电阻漏电流，通过对叠加直流电压的切换，来抵消励磁绕组电流对测量回路的影响，从而获得绝缘电阻值。

碳刷接触检测模块可以检测测量碳刷与转子的接触情况，由测量光耦实现，接触良好的条件下再进行测量，如果检测到接触不良，装置将会发出碳刷接触不良的信号。

绝缘电阻检测模块提供了转子电阻定时检测的功能，可以根据发电机运行情况设定测量间隔的时间，然后装置在相应的时刻会自动对转子绝缘电阻进行测量。

绝缘电阻记录模块为电可擦除式存储芯片，可以在每次测量后将测得的绝缘电阻值记录在装置存储器中，运行人员可以查看储存的历史记录。

人机界面由液晶显示屏和薄膜键盘组成，可以通过人机界面对装置进行报警值设置、历史记录查询、测量间隔时间设置等操作。

结合图3，绝缘电阻检测模块包括内阻R_L，内阻R_L一端连接转子励磁线圈的一个端部，内阻R_L另一端连接直流电源U₁的正端和直流电源U₂的负端；采样电阻Rs一端连接直流电源U₁的负端和直流电源U₂的正端，采样电阻Rs另一端与转子励磁线圈连接。电源U₁和电源U₂的电压值不等，内阻R_L≥1MΩ。

为了消除励磁电流对测量的影响，分别在测量回路源端加入U₁和U₂两个不等的直流电压。根据回路电压定律有：

\{\begin{matrix} U_{1} = I_{1} \cdot (R_{M} + R_{L} + R_{S} + r_{2}) + I_{f} \cdot r_{2} \\ U_{2} = I_{2} \cdot (R_{M} + R_{L} + R_{S} + r_{2}) + I_{f} \cdot r_{2} \end{matrix}

其中：

U₁，U₂——设备注入外部的两个不等的直流电压；

R_M——待测电阻(绝缘电阻)；

R_S——采样电阻；

R_L——内阻(本实施例中装置中内阻为1.2MΩ)；

r₁，r₂——励磁线圈上分布电阻；

I_f——转子电流；

I₁，I₂——回路电流；

两式相减消掉励磁电流项，得到

\frac{U_{1} - U_{2}}{I_{1} - I_{2}} = R_{M} + R_{L} + R_{S} + r_{2}

上式中转子分布电阻r₂相对于设备内阻非常小，所以在计算中可忽略不计，于是公式化为：

\frac{U_{1} - U_{2}}{I_{1} - I_{2}} = R_{M} + R_{L} + R_{S}

其中，R_L和R_S为已知量，电压、电流可通过采样值获得，可得绝缘电阻计算公式

R_{M} = \frac{U_{1} - U_{2}}{I_{1} - I_{2}} - (R_{L} + R_{S})

由于装置使用了兆欧级别的内阻，使得装置与转子之间实现了弱耦合，计算所得结果由显示屏显示出来。

装置可以设置报警值，操作人员根据运行需要设置两段报警值，分别为高值报警和低值报警，当测量所得电阻值低于所设定的报警值，装置将会发出相应的报警信号。

每次测量的结果将会自动保存到装置内部的存储器中，运行人员可以查询历史记录，可以通过人机界面对装置进行报警值设置、历史记录查询、测量间隔时间设置等操作。

Claims

1.一种转子接地检测装置，其特征在于：包括碳刷接触检测模块和绝缘电阻检测模块，报警模块与碳刷接触检测模块、绝缘电阻检测模块连接，绝缘电阻检测模块通过绝缘电阻记录模块连接CPU，CPU还连接碳刷接触检测模块、报警模块和人机界面。

2.如权利要求1所述的一种转子接地检测装置，其特征在于：所述碳刷接触检测模块为测量光耦。

3.如权利要求1所述的一种转子接地检测装置，其特征在于：所述绝缘电阻检测模块包括内阻R_L，内阻R_L一端连接转子励磁线圈的一个端部，内阻R_L另一端连接直流电源U₁的正端/直流电源U₂的负端；采样电阻R_s一端连接直流电源U₁的负端/直流电源U₂的正端，采样电阻Rs另一端与转子励磁线圈连接。

4.如权利要求3所述的一种转子接地检测装置，其特征在于：所述电源U₁和电源U₂的电压值不等，电源U₁和电源U₂之间可切换。

5.如权利要求3所述的一种转子接地检测装置，其特征在于：所述内阻R_L≥1MΩ。

6.如权利要求1所述的一种转子接地检测装置，其特征在于：所述绝缘电阻记录模块为电可擦除式存储芯片。

7.如权利要求1所述的一种转子接地检测装置，其特征在于：所述人机界面由液晶显示屏和薄膜键盘组成。