CN103399599A - 一种基于自动化技术的发电机组除潮装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，包括有加热器，还包括有控制器，安装于发电机组外用于实时测量发电机安装位置环境温度的环境温度监测器，安装于发电机组内用于实时测量发电机绕组温度的发电机温度监测器，延时计时器、温度比较器以及逻辑控制器；温度比较器与环境温度监测器连接配合，逻辑控制器分别与环境温度监测器和发电机温度监测器连接配合，控制器分别与延时计时器、温度比较器以及逻辑控制器信号连接，并根据其判断结果启动和关闭所述加热器。利用自动化技术，通过对环境温度和发电机绕组温度的实时监测，经控制器判断、控制加热器除潮加热，使加热过程合理，达到除潮目的的同时，节约电能，降低成本。

Description

一种基于自动化技术的发电机组除潮装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及发电机组技术领域，尤其指一种基于自动化技术的发电机组除潮装置及其操作方法。

背景技术

自动化技术是一门综合性技术，它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系。随着科技的不断发展，自动化技术在各个领域得到应用和发展。自动化技术应用使生产由手工操作向机械化操作转变，设备控制由人工控制向智能控制转变，自动化程度不断加强，生产效率不断提高，人工成本则不断降低。

发电机组由于其安装简便，使用灵活，在各行各业中应用广泛。而在热带、亚热带气候、沿海地区及岛屿使用时，在发电机组处于停止状态时，当环境温度高于发电机绕组温度时，发电机绕组上易凝结水珠，这些水珠会使发电机绕组受潮从而影响发电机组的正常工作，因此需要在发电机绕组上安装除潮装置。现有的除潮装置采用小功率的加热器，对发电机的绕组及端部铁芯加温，从而保护发电机绕组的绝缘性，该除潮装置需要认为控制进行加热，其合上开关后将连续工作，尽管加热器的功率不大，但在连续加热的状态下，所消耗的电能也很多，对电能造成不小的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，成本低廉，实施方便且能有效起到除潮目的的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置及其操作方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，包括有加热器，还包括有控制器，安装于发电机组外用于实时测量发电机安装位置环境温度的环境温度监测器，安装于发电机组内用于实时测量发电机绕组温度的发电机温度监测器，用于记录发电机组停机时间的延时计时器、温度比较器以及用于比较环境温度和发电机绕组温度的逻辑控制器；温度比较器与环境温度监测器连接配合，逻辑控制器分别与环境温度监测器和发电机温度监测器连接配合，控制器分别与延时计时器、温度比较器以及逻辑控制器信号连接，并根据其判断结果启动和关闭所述加热器。

优化的技术措施还包括：

上述的环境温度监测器为第一温度传感器。

上述的发电机温度监测器为发电机组本身内设的第二温度传感器。

上述的逻辑控制器为PLC控制器或者嵌入式程序控制电路。

上述的控制器设置有自动控制模式和手动控制模式。

一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤1、连接装置：先将所述环境温度监测器和发电机温度监测器安装于测量位置，然后将所述延时计时器与发电机组连接，将所述温度比较器与环境温度监测器连接，将逻辑控制器分别与环境温度监测器和发电机温度监测器连接，接着将控制器分别与延时计时器、温度比较器以及逻辑控制器连接，最后将控制器与加热器连接；

步骤2、设定参数：设定延时计时器的判断时间，设定温度比较器的基准温度，设定逻辑控制器的判断温度；

步骤3、条件判断：接通电源启动装置，延时计时器记录发电机组停机时间并判断其是否大于判断时间，温度比较器接收环境温度监测器测量的环境温度并判断其是否低于基准温度，同时，逻辑控制器接收环境温度监测器测量的环境温度和发电机温度监测器测量的发电机绕组温度，并将两者进行比较判断其是否满足判断温度；

步骤4：加热除潮：当延时计时器、温度比较器以及逻辑控制器三者同时满足判断条件，控制器控制加热器启动完成除潮工作。

优化的技术措施还包括：

上述的判断时间为3小时。

上述的基准温度为45℃。

上述的判断温度为环境温度高于发电机绕组温度1℃或者发电机绕组温度高于环境温度5℃。

上述的加热器采用循环加热，其加热循环周期为工作3小时，停止1小时。

本发明的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，利用自动化技术，通过环境温度监测器和发电机温度监测器对环境温度和发电机绕组温度的实时监测，经控制器判断、控制除潮加热，使加热过程更加合理，在达到除潮目的的同时，节约电能，从而降低成本。

本除潮装置的操作方法，需同时满足发电机组停机时间超过3小时，环境温度低于45℃，环境温度高于发电机绕组温度1℃或者发电机绕组温度高于环境温度5℃，以上3个判断条件，加热器才开始启动进行加热除潮，加热过程更加合理，避免能源不必要的浪费。

此外，加热器采用循环加热，在不影响除潮效果的同时，进一步减少能源消耗，降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例装置连接示意图；

图2是本发明实施例装置工作流程图；

图3是本发明实施例装置应用实验曲线。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图2所示为本发明的结构示意图，图3是本发明应用实验曲线，

其中的附图标记为：

如图1至图2所示，环境温度T、发电机绕组温度t、加热器1、控制器2、环境温度监测器3、发电机温度监测器4、延时计时器5、温度比较器6、逻辑控制器7。

本发明的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，包括有加热器1，还包括有控制器2，安装于发电机组外用于实时测量发电机安装位置环境温度T的环境温度监测器3，安装于发电机组内用于实时测量发电机绕组温度t的发电机温度监测器4，用于记录发电机组停机时间的延时计时器5、温度比较器6以及用于比较环境温度和发电机绕组温度的逻辑控制器7；温度比较器6与环境温度监测器3连接配合，逻辑控制器7分别与环境温度监测器3和发电机温度监测器4连接配合，控制器2分别与延时计时器5、温度比较器6以及逻辑控制器7信号连接，并根据其判断结果启动和关闭所述加热器1。

实施例中，环境温度监测器3为第一温度传感器。

实施例中，发电机温度监测器4为发电机组本身内设的第二温度传感器，利用发电机组本身内设的温度传感器实时测量发电机绕组温度t，充分利用现有设备获取信息，降低设备成本。

实施例中，逻辑控制器7为PLC控制器或者嵌入式程序控制电路；PLC控制器成本低廉，程序编写容易、快捷，适合用于本除潮装置中。

实施例中，控制器2设置有自动控制模式和手动控制模式；设置两种控制模式，保证除潮装置运行的可靠性。

一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤1、连接装置：先将所述环境温度监测器3和发电机温度监测器4安装于测量位置，然后将所述延时计时器5与发电机组连接，将所述温度比较器6与环境温度监测器3连接，将逻辑控制器7分别与环境温度监测器3和发电机温度监测器4连接，接着将控制器2分别与延时计时器5、温度比较器6以及逻辑控制器7连接，最后将控制器2与加热器1连接；

步骤2、设定参数：设定延时计时器5的判断时间，设定温度比较器6的基准温度，设定逻辑控制器7的判断温度；

步骤3、条件判断：接通电源启动装置，延时计时器5记录发电机组停机时间并判断其是否大于判断时间，温度比较器6接收环境温度监测器3测量的环境温度T并判断其是否低于基准温度，同时，逻辑控制器7接收环境温度监测器3测量的环境温度T和发电机温度监测器4测量的发电机绕组温度t，并将两者进行比较判断其是否满足判断温度；

步骤4：加热除潮：当延时计时器5、温度比较器6以及逻辑控制器7三者同时满足判断条件，控制器2控制加热器1启动完成除潮工作。

本除潮装置需要在同时满足3个判断条件的情况下，加热器1才启动进行加热除潮工作。

判断条件一：发电机组的停机时间。发电机组停机一段时间后方可允许加热，发电机组停止运行后，由于其自身热量尚未散去，发电机仍处于高温状态，在发电机组冷却的这段时间内，无需进行加热除潮，而发电机组冷却时间则取决于发电机的容量大小，一般为2小时至4小时，因此，这里延时计时器5的判断时间设置为3小时。

判断条件二：环境温度T。当环境温度T低于基准温度允许加热，因为加热器1加热时是对绕组及铁芯进行的局部加热，然后通过热传到方式，将热量传输到其他部位，加热时，紧挨着加热器1的部位，其温度会相对较高，在环境温度T较高的情况下，局部加热部位温度有可能偏高，由于发电机绕组外包裹有绝缘材料，该绝缘性能的老化与温度相关，长期处于高温环境下不利于其绝缘性能的保持；此外，当环境温度T较高时，水汽不易凝露，此时无需对发电机组进行加热除潮，因此，这里温度比较器6的基准温度设置为45℃。一些安装于高温干旱地区的发电机组，使用本除潮装置，仅在雨季期间对发电机组进行除潮工作，大大减少了能源的浪费。

判断条件三：环境温度T与发电机绕组温度t之间的温差。发电机组运行后，内部由于发热而处于热态，其发电机绕组温度t比环境温度T高，此时无需进行加热除潮；随着时间的推移，发电机绕组温度t逐步下降，与环境温度T保持平衡。由于一天昼夜气温的变化，处于冷态的发电机绕组温度，总是落后于环境温度，在气温升高时，依据当地的湿度，在处于略低于环境温度的发电机绕组表面会产生凝露现象，不同湿度条件下凝露点不同，为适用于绝大多数地区，这里将逻辑控制器7的判断温度设定为环境温度T高于发电机绕组温度t1℃；为了尽可能地节约能源，一旦逻辑控制器7检测到发电机绕组温度t高于环境温度T5℃时，控制器2控制加热器1停止加热。

为了进一步节约能源，降低成本，加热器2采用循环加热，其加热循环周期为工作3小时，停止1小时。

如图2所示，延时计时器5记录发电机组停机时间，与判断时间比较，若停机时间等于或者大于3小时，则给出肯定信号，小于3小时，则给出否定信号，并将判断后将判断信号传输至控制器2。

环境温度监测器3实时测量环境温度T，并将其数值输送至温度比较器6和逻辑控制器7，发电机温度监测器4实时测量发电机绕组温度t，并将其数值输送至逻辑控制器7。

温度比较器6将环境温度T与基准温度比较，若环境温度T等于或高于45℃，则给出肯定信号，低于45℃，则给出否定信号，并将判断后将判断信号传输至控制器2。

逻辑控制器7根据环境温度T与发电机绕组温度t之间的温度差作出判断，若环境温度T高于发电机绕组温度t1℃或者发电机绕组温度t高于环境温度T5℃，则给出肯定信号，否则给出否定信号，并将判断信号传输至控制器2。

控制器2同时获得上述判断的3个肯定判断信号时，控制加热器1进行工作3小时，停止1小时的循环加热除潮工作。

本除潮装置的应用实验，图3所示为本次实验的实验曲线图，图中上方曲线分别表示环境温度T和发动机绕组温度t的变化情况，下方曲线表示加热器1的运行时间。

在一昼夜的气温变化中，白天环境温度T由低到高变化，夜晚环境温度T则由高到低变化。发电机组停止运行后，发动机绕组温度t逐步下降，在不安装除潮装置的情况下，发动机绕组温度t随着环境温度T的变化而变化；而安装了除潮装置，当满足加热条件时，加热器1启动进行工作3个小时后暂停1小时的循环加热，在这暂停加热的1小时内，发动机绕组温度t并没有明显地降低，直到下一个加热周期再次加热发动机绕组温度t再次提高。当检测到环境温度T低于发动机绕组温度t5℃时，加热器1停止加热，这个情况往往发生在环境温度T较低的夜晚。

从实验中统计分析得到平均一天加热器1的运行时间为12小时至14小时，比人为控制的连续加热要减少10小时至12小时。加热器1的功率为400W，若以每天减少10小时计算，每天节约电能400W×10h=4kwh，以每月发动机停运20天计算，400W×10h×20天=80kwh，工业用电价格按0.7元/kWh，单台装置每月可节约电费56元，一台除潮装置的制作成本为1500元，因此，仅27个月便能收回成本。使用本除潮装置不仅可以节约能源，降低成本，还能有效保护发电机绕组的绝缘性。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，包括有加热器(1)，其特征是：还包括有控制器(2)，安装于发电机组外用于实时测量发电机安装位置环境温度(T)的环境温度监测器(3)，安装于发电机组内用于实时测量发电机绕组温度(t)的发电机温度监测器(4)，用于记录发电机组停机时间的延时计时器(5)、温度比较器(6)以及用于比较环境温度和发电机绕组温度的逻辑控制器(7)；所述的温度比较器(6)与环境温度监测器(3)连接配合，所述的逻辑控制器(7)分别与环境温度监测器(3)和发电机温度监测器(4)连接配合，所述的控制器(2)分别与延时计时器(5)、温度比较器(6)以及逻辑控制器(7)信号连接，并根据其判断结果启动和关闭所述加热器(1)。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，其特征是：所述的环境温度监测器(3)为第一温度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，其特征是：所述的发电机温度监测器(4)为发电机组本身内设的第二温度传感器。

4.根据权利要求3所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，其特征是：所述的逻辑控制器(7)为PLC控制器或者嵌入式程序控制电路。

5.根据权利要求4所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置，其特征是：所述的控制器(2)设置有自动控制模式和手动控制模式。

6.根据权利要求1所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1、连接装置：先将所述环境温度监测器(3)和发电机温度监测器(4)安装于测量位置，然后将所述延时计时器(5)与发电机组连接，将所述温度比较器(6)与环境温度监测器(3)连接，将逻辑控制器(7)分别与环境温度监测器(3)和发电机温度监测器(4)连接，接着将控制器(2)分别与延时计时器(5)、温度比较器(6)以及逻辑控制器(7)连接，最后将控制器(2)与加热器(1)连接；

步骤2、设定参数：设定延时计时器(5)的判断时间，设定温度比较器(6)的基准温度，设定逻辑控制器(7)的判断温度；

步骤3、条件判断：接通电源启动装置，延时计时器(5)记录发电机组停机时间并判断其是否大于判断时间，温度比较器(6)接收环境温度监测器(3)测量的环境温度(T)并判断其是否低于基准温度，同时，逻辑控制器(7)接收环境温度监测器(3)测量的环境温度(T)和发电机温度监测器(4)测量的发电机绕组温度(t)，并将两者进行比较判断其是否满足判断温度；

步骤4：加热除潮：当延时计时器(5)、温度比较器(6)以及逻辑控制器(7)三者同时满足判断条件，所述的控制器(2)控制加热器(1)启动完成除潮工作。

7.根据权利要求6所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，其特征是：所述的判断时间为3小时。

8.根据权利要求7所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，其特征是：所述的基准温度为45℃。

9.根据权利要求8所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，其特征是：所述的判断温度为环境温度(T)高于发电机绕组温度(t)1℃或者发电机绕组温度(t)高于环境温度(T)5℃。

10.根据权利要求9所述的一种基于自动化技术的发电机组除潮装置的操作方法，其特征是：所述的加热器(2)采用循环加热，其加热循环周期为工作3小时，停止1小时。

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