CN114000947A - 一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置 - Google Patents

一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发电机监测技术领域,尤其是涉及一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,包括监测装置本体和机组控制柜,所述监测装置本体设置两个,所述监测装置本体包括导电碳刷和电刷支架,所述导电碳刷紧贴转子轴设置,所述电刷支架上设有刷握,所述导电碳刷通过所述刷握固定在所述电刷支架上,所述电刷支架上设有金属端部,所述金属端部一端通过导线与导电碳刷连接,所述金属端部的另一端通过电缆与所述机组控制柜内的高内阻电压表连接。本发明通过发电机励端大轴通过导电碳刷装置引出轴电压,接入机组控制柜,在发电机工作过程中,能够实现实时监测轴电压的数值,减少发电机主设备的损坏风险,同时避免人工测量带来的安全风险。

Description

一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置
技术领域
本发明涉及发电机监测技术领域,尤其是涉及一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置。
背景技术
发电机在转动过程中,只要有不平衡的磁通交链在转轴上,那么在发电机的转轴的两端就会产生感应电势。这个感应电势就称为轴电压。为了消除轴电压经过轴承,机座与基础等处形成的电流回路,防止轴电流烧坏瓦面,所以要将轴承座对地绝缘。为防止转轴形成悬浮电位,同时转轴还要通过电刷接地。当轴承底座绝缘垫因油污,损坏或老化等原因失去绝缘性能时,则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电。放电会使润滑油的油质逐渐劣化,放电的电弧会使转轴颈和轴瓦烧出麻点,严重的话会造成事故。目前国内进口在役9F型重型燃气发电机组,转子轴电压监测是频率数据,没有直接测量转子轴电压数据。主要原因是9F型重型燃气发电机组全部为进口控制系统,仅监测轴电压频率,因国外设计制造规范中没有对于轴电压进行直接监测的要求,因此没有设计该监测系统,不符合国标《隐极同步发电机技术要求》GB/T7064-2017关于轴电压数据监测的要求。同时不能够实时获取轴电压的数值,会增加发电机主设备的损坏风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,在发电机工作过程中,能够实现实时监测轴电压的数值,减少发电机主设备的损坏风险,同时避免人工测量带来的安全风险。
本发明提供一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,包括监测装置本体和机组控制柜,所述监测装置本体设置两个,所述监测装置本体包括导电碳刷和电刷支架,所述导电碳刷紧贴转子轴设置,所述电刷支架上设有刷握,所述导电碳刷通过所述刷握固定在所述电刷支架上,所述电刷支架上设有金属端部,所述金属端部一端通过导线与导电碳刷连接,所述金属端部的另一端通过电缆与所述机组控制柜内的高内阻电压表连接。
进一步地,所述机组控制柜内设有变送器,所述变送器的一端电性连接所述金属端部,所述变送器的另一端通过电缆连接有后台显示装置。
进一步地,所述高内阻电压表型号为PZ6804U-5K1,所述高内阻电压表通过电缆连接有后台显示装置。
进一步地,所述电刷支架采用8mm厚度的环氧树脂板。
进一步地,所述刷握上设有螺栓孔,所述螺栓孔内设有起绝缘作用的环氧树脂漆层,所述导电碳刷与所述刷握螺栓连接。
进一步地,所述导电碳刷型号为NCC634。
进一步地,所述刷握的规格为25*32*100mm。
进一步地,所述金属端部与所述高内阻电压表连接的电缆采用规格为2*1.5mm2的屏蔽线缆。
进一步地,所述变送器与所述后台显示装置连接的电缆采用规格为2*1.5mm2的屏蔽线缆。
进一步地,所述后台显示装置连接有报警器。
有益效果:
本发明通过发电机励端大轴通过导电碳刷装置引出轴电压,接入机组控制柜。通过控制柜的电压表实时显示,实现了实时获取轴电压的数值,能够提醒检查人员注意,能够及时有效发现发电机早期缺陷,对发电机的维护与检修提供有利的诊断依据,降低了发电机的维护费用,提高了发电机运行的安全可靠性,减少了发电机主设备的损坏风险,不再需要人工测量,避免在高速旋转(3000转/分)的发电机大轴上进行人工测量带来的安全风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明监测装置本体示意图;
图2为本发明整体示意图。
附图标记说明:1-导电碳刷、2-电刷支架、3-转子轴、4-刷握、5-金属端部、6-导线、7-机组控制柜、8-高内阻电压表、9-后台显示装置、10-报警器。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。此外,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,如图1-2所示,包括监测装置本体和机组控制柜7,监测装置本体设置两个,监测装置本体包括导电碳刷1和电刷支架2,电刷支架2采用8mm厚度的环氧树脂板,导电碳刷1紧贴转子轴3设置,电刷支架2上设有刷握4,刷握4的规格为25*32*100mm,刷握4上设有螺栓孔,螺栓孔内设有起绝缘作用的环氧树脂漆层,导电碳刷1与刷握4螺栓连接,导电碳刷1在刷握4内上下自由移动无卡涩,接触面与转子轴3的弧度相吻合在75%以上,导电碳刷1型号为NCC634,适用于大功率涡轮发电机,在高转速运行过程中的电流分布均匀性高,且杂质含量低。不会因为个别碳刷过载而导致碳刷及滑环发热异常,从而保证了更佳的碳刷磨耗水平。电刷支架2上设有两个金属端部5,金属端部5一端通过导线6与导电碳刷1连接,金属端部5的另一端通过电缆与机组控制柜内的高内阻电压表8连接,高内阻电压表8型号为PZ6804U-5K1,0到30V交流,带变送功能(4~20mA输出),高内阻电压表8通过电缆连接有后台显示装置9,后台显示装置9连接有报警器10,机组控制系统后台对该电压值设置报警值10V,当电压达到报警时会报警,提醒监盘人员关注。金属端部5与高内阻电压表8连接的电缆采用规格为2*1.5mm2的屏蔽线缆,高内阻电压表8与后台显示装置9连接的电缆采用规格为2*1.5mm2的屏蔽线缆。本发明所述的装置可以实现提前预警,减少造价昂贵的发电机主设备损坏风险;降低现场测量人员作业风险。该装置能够实时显示运行中发电机轴电压值,不再需要人工测量,避免在高速旋转(3000转/分)的发电机大轴上进行人工测量带来的安全风险;人机交互友好,现场设备巡视人员在现场可以看到表计实时显示,后台控制室监盘人员除了可以适时监视轴电压外,还可以进行轴电压数据的保存、查询、报警等功能。
工作和使用过程:
发电机汽端加装裸铜辫,要求裸铜辫与转子轴接触良好。铜辫另一端直接与电机接地连接,保证可靠接地;发电机励端转子部位加装电刷支架2,用于安装导电碳刷1,要求导电碳刷1与转子轴3表面接触良好,同时导电碳刷1与电刷支架2部件间要设置良好的绝缘,避免造成发电机转子大轴在汽端、励端同时接地;导电碳刷1引出信号通过电缆引至机组控制柜7;机组控制柜7设置专用高内阻多功能表8。该表具有直接显示功能和变送功能。发电机励端信号直接与电压表连接,然后将电压转换为直接毫安量,通过二次信号电缆送至机组控制系统后台,后台电脑可以转化显示为电压值,方便监盘人员进行监测;机组控制系统后台对该电压值设置报警值10V,当电压达到报警时会进行报警,提醒和引起监盘人员关注。发电机励端大轴安装的导电碳刷1及电刷支架要求:为保证良好接触,降低接触电阻,减少测量误差,采用了2个直压刷握4安装导电碳刷,规格25*32*100mm,导电碳刷1在刷握4内上下自由移动无卡涩,接触面与转子轴的弧度相吻合在75%以上。导电碳刷1型号规格NCC634 25*32*60mm,电刷支架2使用8mm厚度环氧树脂板制作,固定刷握4的螺栓孔使用环氧树脂漆浇灌,再覆盖0.3mm绝缘片,电刷支架2固定在发电机励侧,与发电机机座绝缘隔离,测量装置绝缘良好,避免转子两端形成电流回路;轴电压数据采集为高内阻电压表8(带变送功能),技术参数:型号PZ6804U-5K1,0到30V交流,带变送功能(4~20mA输出),电源DC110V;传送电缆要求,发电机励端导电碳刷至机组控制柜采用2*1.5mm2屏蔽线缆,高内阻电压表8至后台显示装置10信号电缆采用2*1.5mm2屏蔽线缆。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,包括监测装置本体和机组控制柜,所述监测装置本体设置两个,所述监测装置本体包括导电碳刷和电刷支架,所述导电碳刷紧贴转子轴设置,所述电刷支架上设有刷握,所述导电碳刷通过所述刷握固定在所述电刷支架上,所述电刷支架上设有金属端部,所述金属端部一端通过导线与导电碳刷连接,所述金属端部的另一端通过电缆与所述机组控制柜内的高内阻电压表连接。
2.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述机组控制柜内设有变送器,所述变送器的一端电性连接所述金属端部,所述变送器的另一端通过电缆连接有后台显示装置。
3.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述高内阻电压表型号为PZ6804U-5K1,所述高内阻电压表通过电缆连接有后台显示装置。
4.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述电刷支架采用8mm厚度的环氧树脂板。
5.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述刷握上设有螺栓孔,所述螺栓孔内设有起绝缘作用的环氧树脂漆层,所述导电碳刷与所述刷握螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述导电碳刷型号为NCC634。
7.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述刷握的规格为25*32*100mm。
8.根据权利要求1所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述金属端部与所述高内阻电压表连接的电缆采用规格为2*1.5mm2的屏蔽线缆。
9.根据权利要求2所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述变送器与所述后台显示装置连接的电缆采用规格为2*1.5mm2的屏蔽线缆。
10.根据权利要求2所述的燃气发电机组转子轴电压在线监测装置,其特征在于,所述后台显示装置连接有报警器。
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