CN105486973A - 一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置 - Google Patents

一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置，其包括电源AC、工频变压器T1、整流电路H1、重复脉冲发生电路P1和负载电阻R2；其有益效果是：本发明具有安全、便携、灵活与准确等特点，解决了当前发电机转子匝间短路故障诊断装置的上升沿抖度不能调整而导致匝间故障位置定位失准的问题，提升了相关领域的技术水平，弥补了检测技术在实际应用中的不足；本发明采用隔离式架构设计，保证了人员操作仪器时的安全性；本发明装置体积小，重量轻；操作人员可方便地调整高频重复脉冲的指数上升沿与下降沿，大大提高了工作人员检测的效率与定位精度。

Description

一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置
技术领域
本发明属于发电机转子匝间短路故障检测与定位技术领域，涉及一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置。
背景技术
发电机运行事故是当前我国发展电力工业方面存在的重要问题之一，一些恶性事故给国民经济带来了巨大损失。多年来的事故统计资料表明，许多事故的发生都与电机设计及制造质量有关，同时也反映出运行维护方面存在不少问题。
在大型汽轮发电机的各个组成部分中，转子处于高速旋转状态，承受着很大的机械应力和热负荷，对转子的故障检测就显得尤为重要。由于制造过程中的加工工艺不良和运行中各类机电作用的影响，大型汽轮发电机的转子绕组经常会出现匝与匝之间的接触，即导致转子绕组匝间短路故障的发生。在现场运行中的转子绕组匝间短路故障是发电机各类故障中比较常见的一种，也是影响安全运行的重要原因之一。
转子绕组存在轻微的匝间短路将导致发电机励磁电流升高、无功功率相对下降、轴承不平衡振动增加。一旦转子匝间短路的严重程度增加，将会导致转子一点甚至两点接地故障的发生，使得转子大轴磁化，严重者还将烧伤轴颈和轴瓦，对机组本身的安全稳定运行构成巨大威胁。鉴于上述原因，工业界对汽轮发电机转子匝间短路故障开展了相关研究。
发明专利03148934.6通过磁通量探测器生成的信息自动识别发电机转子匝间短路，并通过告警功能向远程操作员发出相关信息。发明专利CN201310153154.X公开了一种发电机转子匝间短路故障诊断方法与系统，根据发电机转子正常状态和故障状态下的特征差异进行故障评估与判断。CN102721903公开了一种发电机转子绕组匝间绝缘故障的检测装置及其检测方法，以信号发生器与数字示波器作为核心模块进行现场检测。发明专利CN102809727A提出一种基于频响分析的发电机转子匝间短路故障检测方法，通过一RLC构成的传输线模拟脉冲在转子中的传播特征，分析转子匝间故障。发明专利CN103823150A提出一种基于多传感器联合的汽轮发电机转子匝间短路故障诊断方法，利用安装于发电机多个部位的不同类型的传感器所采集的多种故障特征参量和各自的阈值分别进行计算，得到根据每种故障特征参量进行诊断时的故障特征值，然后依据不同诊断方法的可靠性对各故障特征值分配权重，最终通过比较该加权和与综合阈值的大小识别汽轮发电机是否存在转子绕组匝间短路故障。
从上述专利公开的技术特征可知，当前大多数专利的研究重点主要着眼于现场检测的手段与诊断方法，对于检测仪器本身性能提升方面的研究成果较少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能获得准确的检测数据，从而为故障诊断提供坚实、客观数据基础的纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置，其包括电源AC、工频变压器T1、整流电路H1、重复脉冲发生电路P1和负载电阻R2；所述电源AC的输出端接所述工频变压器T1的相应原边输入端；所述工频变压器T1的副边输出端接所述整流电路H1的相应输入端；所述整流电路H1的输出端接所述重复脉冲发生电路P1的相应输入端；所述重复脉冲发生电路P1的输出端接所述负载电阻R2。
所述工频变压器T1为轨道型磁芯结构，原边输入端输入电压有效值为220VAC，副边输出端输出电压有效值为80VAC；所述工频变压器T1变压器的原边输入端与副边输出端完全电气隔离；所述工频变压器T1绝缘等级为2kV。
所述整流电路H1包括二极管D1~D4、稳压电容C1和限流电阻R1；所述重复脉冲发生电路P1包括晶闸管S1、脉冲前沿调节电容C2、脉冲后沿调节电容C3和二极管D5~D7；
所述二极管D1-D4构成单相全桥整流电路；所述单相全桥整流电路的输入端a和b分别接所述所述工频变压器T1的副边输出端；所述稳压电容C1并联在所述单相全桥整流电路的输出端正极c和输出端负极d之间；
所述限流电阻R1接在所述单相全桥整流电路的输出端正极c和所述晶闸管S1的阳极之间；
所述脉冲前沿调节电容C2接在所述晶闸管S1的阳极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述二极管D5的正极接所述晶闸管S1的阳极；所述二极管D5的负极接二极管D6的负极；所述二极管D6的正极接所述晶闸管S1的门极；
所述脉冲后沿调节电容C3接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述二极管D7接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述负载电阻R2接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间。
本发明的有益效果是：本发明具有安全、便携、灵活与准确等特点，解决了当前发电机转子匝间短路故障诊断装置的上升沿抖度不能调整而导致匝间故障位置定位失准的问题，提升了相关领域的技术水平，弥补了检测技术在实际应用中的不足；本发明采用隔离式架构设计，变压器具有足够绝缘水平，保证了人员操作仪器时的安全性；本发明装置体积小，重量轻；使用本发明进行现场检测时，操作人员通过调节重复脉冲发生电路P1的脉冲前沿调节电容C2以及脉冲后沿调节电容C3，可方便地调整高频重复脉冲的指数上升沿与下降沿，大大提高了工作人员检测的效率与定位精度。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为整流电路H1电路原理图。
图3为重复脉冲发生电路P1电路原理图。
图4为电源AC原理框图。
在图4中，接触点G为接地，接触点N为零线,接触点L为火线。
具体实施方式
由图1-4所示的实施例可知，它包括电源AC、工频变压器T1、整流电路H1、重复脉冲发生电路P1和负载电阻R2；所述电源AC的输出端接所述工频变压器T1的相应原边输入端；所述工频变压器T1的副边输出端接所述整流电路H1的相应输入端；所述整流电路H1的输出端接所述重复脉冲发生电路P1的相应输入端；所述重复脉冲发生电路P1的输出端接所述负载电阻R2。
所述AC电源插座具有三个接触点，其中接触点G接地，接触点N（零线）和接触点L（火线）分别与变压器T1原边输入端相连。
所述工频变压器T1为轨道型磁芯结构，原边输入端输入电压有效值为220VAC，副边输出端输出电压有效值为80VAC；所述工频变压器T1变压器采用隔离结构，其原边输入端与副边输出端完全电气隔离；所述工频变压器T1绝缘等级为不低于2kV。
所述整流电路H1包括二极管D1~D4、稳压电容C1和限流电阻R1；所述重复脉冲发生电路P1包括晶闸管S1、脉冲前沿调节电容C2、脉冲后沿调节电容C3和二极管D5~D7；
所述二极管D1-D4构成单相全桥整流电路；所述单相全桥整流电路的输入端a和b分别接所述所述工频变压器T1的副边输出端；所述稳压电容C1并联在所述单相全桥整流电路的输出端正极c和输出端负极d之间；
所述限流电阻R1接在所述单相全桥整流电路的输出端正极c和所述晶闸管S1的阳极之间；
所述脉冲前沿调节电容C2接在所述晶闸管S1的阳极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述二极管D5的正极接所述晶闸管S1的阳极；所述二极管D5的负极接二极管D6的负极；所述二极管D6的正极接所述晶闸管S1的门极；
所述脉冲后沿调节电容C3接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述二极管D7接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述负载电阻R2接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间。
可见，本发明创造性地解决了在发电机转子匝间短路故障检测现场，通过方便地调节重复脉冲发生单元的电路参数，实现高频重复脉冲的前沿与后沿调节，提高了现场检测效果和工作效率。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施例的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置，其特征在于：包括电源AC、工频变压器T1、整流电路H1、重复脉冲发生电路P1和负载电阻R2；所述电源AC的输出端接所述工频变压器T1的相应原边输入端；所述工频变压器T1的副边输出端接所述整流电路H1的相应输入端；所述整流电路H1的输出端接所述重复脉冲发生电路P1的相应输入端；所述重复脉冲发生电路P1的输出端接所述负载电阻R2。
2.根据权利要求1所述的一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置，其特征在于：所述工频变压器T1为轨道型磁芯结构，原边输入端输入电压有效值为220VAC，副边输出端输出电压有效值为80VAC；所述工频变压器T1变压器的原边输入端与副边输出端完全电气隔离；所述工频变压器T1绝缘等级为不低于2kV。
3.根据权利要求2所述的一种纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置，其特征在于：所述整流电路H1包括二极管D1~D4、稳压电容C1和限流电阻R1；所述重复脉冲发生电路P1包括晶闸管S1、脉冲前沿调节电容C2、脉冲后沿调节电容C3和二极管D5~D7；
所述二极管D1-D4构成单相全桥整流电路；所述单相全桥整流电路的输入端a和b分别接所述所述工频变压器T1的副边输出端；所述稳压电容C1并联在所述单相全桥整流电路的输出端正极c和输出端负极d之间；
所述限流电阻R1接在所述单相全桥整流电路的输出端正极c和所述晶闸管S1的阳极之间；
所述脉冲前沿调节电容C2接在所述晶闸管S1的阳极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述二极管D5的正极接所述晶闸管S1的阳极；所述二极管D5的负极接二极管D6的负极；所述二极管D6的正极接所述晶闸管S1的门极；
所述脉冲后沿调节电容C3接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述二极管D7接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间；
所述负载电阻R2接在所述晶闸管S1的阴极与所述单相全桥整流电路的输出端负极d之间。
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