CN109520563B - 一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统及方法，包括温度监测模块、流量监测模块、数据传输模块、堵塞程度确定模块，温度监测模块用于检测各个定子槽各上层线棒温度、下层线棒温度、以及每一个空心股线的温度变化，流量监测模块用于对线棒水流量进行测量，数据传输模块用于将温度监测模块测得的温度值以及流量监测模块测得的流量值传输至云端，堵塞程度确定模块用于云端将温度值和流量值分别与预设温度值和预设流量值进行分析对比、确定线棒股线堵塞程度。本发明能够实时对电机定子线棒股线的堵塞程度进行监测，对定子线棒股线的堵塞作出早期诊断，避免定子线棒的空心股线发生腐蚀、堵塞出现的发电机定子的局部“超温”引起的隐患。

Description

一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统及方法

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统及方法。

背景技术

火电机组的发展使得发电机的单机发电容量也在不断增大，大容量发电机运行时损耗产生的热能能否及时被冷却介质带走关系着发电机的安全运行。随着发电机冷却技术的发展，水-氢-氢已经成为目前大型汽轮发电机比较成熟的冷却方式。但是，冷却水在冷却铜材质制成的发电机定子线棒空心股线中时，由于冷却水水质不能保证始终控制在最优状态，难免会使定子线棒的空心股线发生腐蚀，造成空心股线的堵塞。而空心股线一旦堵塞，冷却水无法及时地将热量带走，就会造成发电机定子的局部“超温”，危及发电机的安全，甚至引起发电机隐患和安全事故的问题。现有技术中还没有能够准确、可靠地对实现对电机定子线棒股线堵塞程度的实时监测以及对定子线棒股线堵塞的早期诊断的系统和方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统及方法；本发明能够实时对电机定子线棒股线的堵塞程度进行监测，对定子线棒股线的堵塞作出早期诊断，提醒工作人员能够采取相应的预防措施，避免了定子线棒的空心股线发生腐蚀、造成空心股线的堵塞出现的冷却水无法及时地将热量带走，造成发电机定子的局部“超温”，引起发电机隐患和安全事故的问题，运行准确性、安全性、可靠性高。

本发明还提供了一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统，包括温度监测模块、流量监测模块、数据传输模块、堵塞程度确定模块，其中温度监测模块用于检测各个定子槽各上层线棒温度、下层线棒温度、以及每一个空心股线的温度变化情况，流量监测模块用于对线棒水流量进行测量，数据传输模块用于将温度监测模块测得的温度值以及流量监测模块测得的流量值传输至云端，堵塞程度确定模块用于云端将温度值和流量值分别与预设温度值和预设流量值进行分析对比、确定线棒股线堵塞程度。

所述温度监测模块包括无线温度传感器、第一微处理器和第一通信模块，其中无线温度传感器的无线温度计采用无线热敏温度计，利用热敏电阻阻值的大小随温度的变化而变化的原理来检测温度，无线温度计分别埋设在电机槽的层间绝缘壁中以及线棒空心股线周围的绝缘壁中、对线棒股线的温度进行测量，所述第一微处理器对温度传感器测量得到的温度数据进行处理，并通过所述第一通信模块传输至云端。

所述流量监测模块包括无线流量计，所述的无线流量计采用智能电磁无线流量计，利用法拉第的电磁感应定律来检测流量，该测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，该无线流量计设置在线棒的端部出水口，用于监测端部出水口的流量变化。

所述无线流量计包括流量传感器、第二微处理器和第二通信模块，所述第二微处理器对流量传感器测量得到的流量数据进行处理，并通过第二通信模块传输至云端。

所述预设温度值为线棒股线未堵塞时、温度监测模块在各个被检测位置的温度值，所述预设流量值为线棒股线未堵塞时、流量监测模块在各个被测量位置的流量值。

所述数据传输模块具体包括：

温度判断单元，用于判断所述无线温度计所测得的温度值是否大于温度设定值；

温度传输单元，用于在所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时，将所述无线温度计所测得的温度值传输至云端；

流量判断单元，用于判断所述无线流量计所测得的流量值是否大于流量度设定值；

流量传输单元，用于在所述无线流量计所测得的流量值大于流量度设定值时，将所述无线流量计所测得的流量值传输至云端。

所述系统还包括：温度报警模块，该模块与数据传输模块中的温度传输单元相连，用于当所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时温度报警模块就会发出警报；

流量报警模块，该模块与数据传输模块中的流量传输单元相连，用于当所述无线流量计所测得的流量值大于流量设定值时流量报警模块就会发出警报。

利用水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统确定水内冷电机定子线棒股线堵塞程度的方法，包括以下步骤：

1)采用温度监测模块的无线温度计对线棒股线的温度进行测量；

2)采用流量监测模块的无线流量计对线棒水流量进行测量；

3)将所述无线温度计测得的温度值以及无线流量计测得的流量值传输至云端；

4)云端将所述温度值与预设温度值进行分析对比、将所述流量值与预设流量值进行分析对比，确定线棒股线堵塞程度。

所述步骤3)具体包括以下步骤：

a)判断所述无线温度计所测量的温度值是否大于温度设定值；

b)如果所述无线温度计所测量的温度值大于温度设定值，则将所述无线温度计所测量的温度值传输至云端；

c)判断所述无线流量计所测量的流量值是否大于流量度设定值；

d)如果所述无线流量计所测量的流量值大于流量度设定值，则将所述无线流量计所测量的流量值传输至云端。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1.本发明的水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统及方法，在发电机每一个槽的上、下层线棒间的绝缘壁中均埋设无线温度测量计，用以检测各个槽上、下层线棒的温度，同时，在每一个线棒的空心股线四周的绝缘壁上均埋设无线温度测量计，用来检测每一个空心股线的温度变化情况，在各个线棒的端部出水口处安装无线流量计，用来监测端部出水口的流量变化。云端将接收到的每一个测温点的温度变化和每个测量点的流量变化与每一根股线未堵塞时的温度和出水流量进行对比，来确定线棒股线的堵塞程度，实现了对电机定子线棒股线堵塞程度的实时监测以及对定子线棒股线堵塞的早期诊断，一旦出现异常，工作人员能够采取相应的措施，避免了定子线棒的空心股线发生腐蚀、造成空心股线的堵塞出现的冷却水无法及时地将热量带走，造成发电机定子的局部“超温”，引起发电机隐患和安全事故的问题。

2.由于无线温度传感器的无线温度计分别埋设在电机槽的层间绝缘壁中以及线棒空心股线周围的绝缘壁中、对线棒股线的温度进行测量，能够快速准确地反映线棒空心股线、线棒股线的温度，对温度测量准确度高，流量监测模块的无线流量计设置在线棒的端部出水口、用于快速准确地监测端部出水口的流量变化，二者结合起来能够准确、快速及时地反映定子线棒的空心股线腐蚀及堵塞情况，提醒工作人员确定采取相应的安全防范措施。

3.通过采用温度报警模块、用于当所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时报警，以及采用流量警模块、用于当所述无线流量计所测得的流量值大于流量设定值时报警，能够及时提醒工作人员查看冷却水的堵塞情况，避免造成发电机定子的局部“超温”引起发电机隐患和安全事故的问题。

4.由于无线流量计采用智能电磁无线流量计，利用法拉第的电磁感应定律来检测流量，该测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，测量精度高，能够准确地监测端部出水口的流量变化，及时发现发电机定子是否局部“超温”并避免超温引起发电机隐患和安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统的测量点位置设置图；

图2为本发明实施例水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定方法流程图；

图3为本发明实施例水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统结构图。

图中，1、实心股线；2、水；3、空心股线；4、层间绝缘壁；5、无线温度计；6、主绝缘壁；7、匝间绝缘壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至图3，一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统，包括温度监测模块301、流量监测模块302、数据传输模块303、堵塞程度确定模块304，其中温度监测模块301用于检测各个定子槽各上层线棒温度、下层线棒温度、以及每一个空心股线的温度变化情况，流量监测模块302 用于对线棒水流量进行测量，数据传输模块303用于将温度监测模块测得的温度值以及流量监测模块测得的流量值传输至云端，堵塞程度确定模块 304用于云端将温度值和流量值分别与预设温度值和预设流量值进行分析对比、确定线棒股线堵塞程度。

所述温度监测模块301包括无线温度传感器、第一微处理器和第一通信模块，其中无线温度传感器的无线温度计采用无线热敏温度计，利用热敏电阻阻值的大小随温度的变化而变化的原理来检测温度，无线温度传感器的无线温度计5分别埋设在电机槽的层间绝缘壁4中以及线棒空心股线周围的绝缘壁中、对线棒股线的温度进行测量，所述第一微处理器对温度传感器测量得到的温度数据进行处理，并通过所述第一通信模块传输至云端。图1为本发明实施例水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统的测量点位置设置图，如图1所示，无线温度计5分别埋设在电机槽的层间绝缘壁4中以及线棒空心股线周围的绝缘壁中，即线棒空心股线周围的匝间绝缘壁7、主绝缘壁6和层间绝缘壁4中均埋设有无线温度计5，无线温度计4将监测到的温度值传输至云端，

所述流量监测模块302包括无线流量计，所述的无线流量计采用智能电磁无线流量计，利用法拉第的电磁感应定律来检测流量，该测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，该无线流量计设置在线棒的端部出水口，用于监测端部出水口的流量变化。

所述无线流量计包括流量传感器、第二微处理器和第二通信模块，所述第二微处理器对流量传感器测量得到的流量数据进行处理，并通过第二通信模块传输至云端。

数据传输模块303具体包括：

温度判断单元，用于判断所述无线温度计所测得的温度值是否大于温度设定值；

温度传输单元，用于在所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时，将所述无线温度计所测得的温度值传输至云端；

流量判断单元，用于判断所述无线流量计所测得的流量值是否大于流量度设定值；

流量传输单元，用于在所述无线流量计所测得的流量值大于流量度设定值时，将所述无线流量计所测得的流量值传输至云端。

所述系统还包括：温度报警模块，该模块与数据传输模块中的温度传输单元相连，用于当所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时温度报警模块就会发出警报；

流量报警模块，该模块与数据传输模块中的流量传输单元相连，用于当所述无线流量计所测得的流量值大于流量设定值时流量报警模块就会发出警报。

云端将温度值和流量值分别与预设温度值和预设流量值进行分析对比，确定线棒股线堵塞程度，预设温度值和预设流量值分别为线棒股线未堵塞时，各无线温度计4和无线流量计所在位置的温度值和流量值。

本发明提供的水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统在发电机每一个槽的上、下层线棒间的绝缘壁中均埋设无线温度测量计，用以检测各个槽上、下层线棒的温度，同时，在每一个线棒的空心股线四周的绝缘壁上均埋设无线温度测量计，用来检测每一个空心股线的温度变化情况，在各个线棒的端部出水口处安装无线流量计，用来监测端部出水口的流量变化。云端将接收到的每一个测温点的温度变化和每个测量点的流量变化与每一根股线未堵塞时的温度和出水流量进行对比，来确定线棒股线的堵塞程度，实现了对电机定子线棒股线堵塞程度的实时监测以及对定子线棒股线堵塞的早期诊断。

本发明还提供了一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定方法，如图2所示，具体包括以下步骤：

101)采用温度监测模块的无线温度计对线棒股线的温度进行测量；所述无线温度计分别埋设在电机槽的层间绝缘壁中以及线棒空心股线周围的绝缘壁中；

102)采用流量监测模块的无线流量计对线棒水流量进行测量；所述无线流量计设置在线棒的端部出水口；

103)将所述无线温度计测得的温度值以及无线流量计测得的流量值传输至云端；

104)云端将所述温度值与预设温度值进行分析对比、将所述流量值与预设流量值进行分析对比，确定线棒股线堵塞程度。

所述步骤3)具体包括以下步骤：

a)判断所述无线温度计所测量的温度值是否大于温度设定值；

b)如果所述无线温度计所测量的温度值大于温度设定值，则将所述无线温度计所测量的温度值传输至云端；

c)判断所述无线流量计所测量的流量值是否大于流量度设定值；

d)如果所述无线流量计所测量的流量值大于流量度设定值，则将所述无线流量计所测量的流量值传输至云端。

此外，本发明在所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时，所述无线温度计报警，在所述无线流量计所测得的流量值大于流量设定值时，所述无线流量计报警。

本发明提供的水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定方法及系统，能够对定子线棒股线周围的温度以及出水端口的流量进行实时监测，并在温度或流量超出设定值时报警，且将温度值与流量值传输至云端，云端将接收到的每一个测温点的温度变化和每个测量点的流量变化与每一根股线未堵塞时的温度和出水流量进行对比，来确定线棒股线的堵塞程度，实现了对电机定子线棒股线堵塞程度的实时监测以及对定子线棒股线堵塞的早期诊断。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统，其特征在于，包括温度监测模块、流量监测模块、数据传输模块、堵塞程度确定模块，其中温度监测模块用于检测各个定子槽各上层线棒温度、下层线棒温度、以及每一个空心股线的温度变化情况，流量监测模块用于对线棒水流量进行测量，数据传输模块用于将温度监测模块测得的温度值以及流量监测模块测得的流量值传输至云端，堵塞程度确定模块用于云端将温度值和流量值分别与预设温度值和预设流量值进行分析对比、确定线棒股线堵塞程度；

所述温度监测模块包括无线温度传感器、第一微处理器和第一通信模块，其中无线温度传感器的无线温度计采用无线热敏温度计，利用热敏电阻阻值的大小随温度的变化而变化的原理来检测温度，无线温度计分别埋设在电机槽的层间绝缘壁中以及线棒空心股线周围的绝缘壁中、对线棒股线的温度进行测量，所述第一微处理器对温度传感器测量得到的温度数据进行处理，并通过所述第一通信模块传输至云端；

所述预设温度值为线棒股线未堵塞时、温度监测模块在各个被检测位置的温度值，所述预设流量值为线棒股线未堵塞时、流量监测模块在各个被测量位置的流量值；

所述数据传输模块具体包括：

温度判断单元，用于判断所述无线温度计所测得的温度值是否大于温度设定值；

温度传输单元，用于在所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时，将所述无线温度计所测得的温度值传输至云端；

流量判断单元，用于判断所述无线流量计所测得的流量值是否大于流量度设定值；

流量传输单元，用于在所述无线流量计所测得的流量值大于流量度设定值时，将所述无线流量计所测得的流量值传输至云端。

2.根据权利要求1所述的一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统，其特征在于，所述流量监测模块包括无线流量计，所述的无线流量计采用智能电磁无线流量计，利用法拉第的电磁感应定律来检测流量，该无线流量计设置在线棒的端部出水口，用于监测端部出水口的流量变化。

3.根据权利要求2所述的一种水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统，其特征在于，所述无线流量计包括流量传感器、第二微处理器和第二通信模块，所述第二微处理器对流量传感器测量得到的流量数据进行处理，并通过第二通信模块传输至云端。

4.根据权利要求1所述的水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统，其特征在于，所述系统还包括：温度报警模块，该模块与数据传输模块中的温度传输单元相连，用于当所述无线温度计所测得的温度值大于温度设定值时温度报警模块就会发出警报；

流量报警模块，该模块与数据传输模块中的流量传输单元相连，用于当所述无线流量计所测得的流量值大于流量设定值时流量报警模块就会发出警报。

5.利用权利要求1至4任意一项所述的水内冷电机定子线棒股线堵塞程度确定系统确定水内冷电机定子线棒股线堵塞程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用温度监测模块的无线温度计对线棒股线的温度进行测量；

2)采用流量监测模块的无线流量计对线棒水流量进行测量；

3)将所述无线温度计测得的温度值以及无线流量计测得的流量值传输至云端；

4)云端将所述温度值与预设温度值进行分析对比、将所述流量值与预设流量值进行分析对比，确定线棒股线堵塞程度。

6.根据权利要求5所述的确定水内冷电机定子线棒股线堵塞程度的方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：

a)判断所述无线温度计所测量的温度值是否大于温度设定值；

b)如果所述无线温度计所测量的温度值大于温度设定值，则将所述无线温度计所测量的温度值传输至云端；

c)判断所述无线流量计所测量的流量值是否大于流量度设定值；

d)如果所述无线流量计所测量的流量值大于流量度设定值，则将所述无线流量计所测量的流量值传输至云端。

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