CN114280466A

CN114280466A - 一种便携式故障诊断装置

Info

Publication number: CN114280466A
Application number: CN202111468463.7A
Authority: CN
Inventors: 常中原; 张其俊; 邓勇; 郑学赓; 杨刚; 罗崇洋; 皮萃; 邓利舟
Original assignee: China Yangtze Power Co Ltd
Current assignee: China Yangtze Power Co Ltd
Priority date: 2021-12-04
Filing date: 2021-12-04
Publication date: 2022-04-05

Abstract

一种便携式故障诊断装置，装置壳体内设有控制器，控制器输入端与第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口电连接，第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口分别用于检测交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，控制器输出端与开关量输出接口和模拟量输出接口。可编程控制器和工控机可实现工业现场的多通道、多类型信号同步实时监测，与传统的万用表单点监测手段相比，该装置可为现场小功率设备提供直流电源，同时具有多个开关量如行程开关、接触器辅助触点和模拟量如变送器的带电或不带电连续监测功能，监测期间可不断电、不拆线，不影响设备正常运行，可自主设置诊断条件，并自动报警的优点。

Description

一种便携式故障诊断装置

技术领域

本发明涉及水力发电机组检测领域，具体涉及一种便携式故障诊断装置。

背景技术

在水力发电厂中开关量和模拟量被广泛大量使用，若部分自动化元器件性能不稳定或发生偶发性故障，即使不导致机组立即停运，也会给机组的安全稳定运行带来极大风险。结合电力生产的特点，并不是任何时候机组都能停机检修，特别是巨型机组一旦突然停运，将会给整个电网带来严重冲击。生产现场大量参与控制的开关量和模拟量信号并未直接接入计算机监控系统，一旦发生偶发性故障很难查找，没有专业设备进行诊断检测。开关量设备故障可用万用表逐个测量回路电压或将设备断电后用万用表测量触点电阻，电压型模拟量设备故障可用万用表测量回路电压，电流型模拟量设备故障可用万用表串入回路测量电流或用钳形电流表测量电流。这种检查方式存在以下几点问题：

1、万用表测量电流回路时，需要将表串入该回路，意味着需要将回路接线解除。许多运行回路并不具备解线的条件。采用钳形电流表仅能测量电流回路，无法测量电压回路。而且两种测量方式都只能将数据实时显示，不能将测量的数据进行保存，亦不能以波形的方式进行展示。

2、只能满足一路信号的测量，无法同时多路测量，无法同步对比分析。

3、无论是万用表还是钳形电流表，在测量电流型传感器回路时，测量值均为电流值，无法转换成工程值，在应用中需要工作人员自己转换，较为繁琐且数据不直观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式故障诊断装置，能够对水力发电机组的各电气元件进行不掉电检测，不影响设备正常运行，监测数据图形化实时显示并可存储。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种便携式故障诊断装置，包括装置壳体，装置壳体内设有控制器，控制器输入端与第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口电连接，第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口分别用于检测交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，控制器输出端与开关量输出接口和模拟量输出接口，通过第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口分别检测水力发电机组各电气元件的交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，并计算出检测元件的相应电阻，上述交流电压、交流电流、直流电压和直流电流及计算出的电阻与内置的标准值进行比较进而判断电气元件好坏。

上述的控制器与输入接口的连接结构为：第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口通过变送器与模拟量输入模块电连接，模拟量输入模块与控制器通讯连接。

上述的第一输入接口和第三输入接口通过拔插端子与测试表笔可拆卸地电连接，分别用于测试电气元件的交流电压和直流电压，第二输入接口和第四输入接口通过拔插端子与开口式电流互感器可拆卸地电连接，开口式电流互感器分别为开口式交流电流互感器和开口式直流霍尔电流互感器，用于检测交流电流和直流电流。

上述的控制器输出端还与指示灯及声光报警装置电连接。

上述的控制器上设有通讯网口，通讯网口与工控机连接，用于对检测结果进行实时判断。

上述的控制器上设有RS通讯接口，用于扩展通讯。

上述的控制器与人机交互屏通讯连接，人机交互屏用于进行参数输入和状态查看。

上述的第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口和第四输入接口都设有多个通道，用于同时检测多个电气元件状态。

上述的装置壳体内还设有电源模组，电源模组上设有外接市电，，外接市电通过整流后向控制器连接电路供电，整流后电路还与蓄电池连接，用于在无市电的情况下使用。

本发明提供的一种便携式故障诊断装置，结合动力锂电池、可编程控制器和工控机可实现工业现场的多通道、多类型信号同步实时监测，与传统的万用表单点监测手段相比，该装置可为现场小功率设备提供直流电源，同时具有多个开关量（如行程开关、接触器辅助触点和模拟量（如变送器的带电或不带电连续监测功能，监测期间可不断电、不拆线，不影响设备正常运行，监测数据图形化实时显示并可存储，可自主设置诊断条件，并自动报警的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明便携式故障诊断装置的结构示意图一；

图2为本发明便携式故障诊断装置的结构示意图二；

图3为本发明测试表笔的连接示意图；

图4为本发明开口式电流互感器的连接示意图；

图5为本发明装置的电气原理图；

图6为本发明电源模组的原理图；

图7为本发明的结构框图。

其中：装置壳体1、人机交互屏2、第一输入接口3、第二输入接口4、第三输入接口5、第四输入接口6、通讯网口7、RS485通讯接口8、开关量输出接口9、模拟量输出接口10、指示灯及声光报警装置11、拔插端子12、测试表笔13、开口式电流互感器14、控制器15、模拟量输入模块16、变送器17。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

如图1-6中所示，一种便携式故障诊断装置，包括装置壳体1，装置壳体1内设有控制器15，控制器15输入端与第一输入接口3、第二输入接口4、第三输入接口5和第四输入接口6电连接，第一输入接口3、第二输入接口4、第三输入接口5和第四输入接口6分别用于检测交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，控制器15输出端与开关量输出接口9和模拟量输出接口10，通过第一输入接口3、第二输入接口4、第三输入接口5和第四输入接口6分别检测水力发电机组各电气元件的交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，并计算出检测元件的相应电阻，上述交流电压、交流电流、直流电压和直流电流及计算出的电阻与内置的标准值进行比较进而判断电气元件好坏。

如图1、2和5中所示，上述的控制器15与输入接口的连接结构为：第一输入接口3、第二输入接口4、第三输入接口5和第四输入接口6通过变送器17与模拟量输入模块16电连接，模拟量输入模块16与控制器15通讯连接。

如图3和4中所示，上述的第一输入接口3和第三输入接口5通过拔插端子12与测试表笔13可拆卸地电连接，分别用于测试电气元件的交流电压和直流电压，第二输入接口4和第四输入接口6通过拔插端子12与开口式电流互感器14可拆卸地电连接，开口式电流互感器14分别为开口式交流电流互感器和开口式直流霍尔电流互感器，用于检测交流电流和直流电流，通过拔插端子12可实现测量元件与装置壳体1的可拆卸连接，不使用使可以单独收纳。

第一输入接口3通过测试表笔13将被检测设备的开关量触点的交流电压输送至变送器17转换成4-20mA电流或者0-10V的模拟量输送至模拟量输入模块16，模拟量输入模块16将模拟量经过数模转换送至控制器15，得到被检测设备的交流电压；

第二输入接口4连接开口式交流电流互感器，将第一输入接口3所检测的被检测设备线缆穿过开口式交流电流互感器，由于互感器为开口式，因此可以在不拆线、不断开回路的条件下测量交流电流，交流电流输送至变送器17转换成4-20mA电流或者0-10V的模拟量输送至模拟量输入模块16，模拟量输入模块16将模拟量经过数模转换送至控制器15，得到被检测设备的交流电流；

控制器15经过内部程序进行处理，可以得到上述被检测设备交流电路中的触点电阻，并与设定的值进行过比较，可以根据结果判定是否输出告警。

第三输入接口5通过测试表笔13将被检测设备的开关量触点的直流电压输送至变送器17转换成4-20mA电流或者0-10V的模拟量输送至模拟量输入模块16，模拟量输入模块16将模拟量经过数模转换送至控制器15，得到被检测设备的直流电压；

第四输入接口6连接开口式直流霍尔电流互感器，将第三输入接口5所检测的被检测设备线缆穿过开口式直流霍尔电流互感器，由于互感器为开口式，因此可以在不拆线、不断开回路的条件下测量直流电流，直流电流输送至变送器17转换成4-20mA电流或者0-10V的模拟量输送至模拟量输入模块16，模拟量输入模块16将模拟量经过数模转换送至控制器15，得到被检测设备的直流电流；

控制器15经过内部程序进行处理，可以得到上述被检测设备直流电路中的触点电阻，并与设定的值进行过比较，可以根据结果判定是否输出告警。

如图2中所示，上述的控制器15输出端还与指示灯及声光报警装置11电连接，当检测的元件经过计算出现故障时，发出声光报警，指示灯及声光报警装置11由状态指示灯红灯、绿灯及蜂鸣器组成。

如图2中所示，上述的控制器15上设有通讯网口7，通讯网口7与工控机连接，用于对检测结果进行实时判断，工控机可以对水电机组所有设备的标准电气参数输出至控制器15，通过控制器15检测计算结果与标准值进行比较判定是否出现故障。

如图2和5中所示，上述的控制器15上设有RS485通讯接口8，用于扩展通讯，可以将检测结果通过机组处预留的通讯结构传送至集控中心，方便远程查看。

如图1-6中所示，上述的控制器15与人机交互屏2通讯连接，人机交互屏2用于进行参数输入和状态查看，可以通过人机交互屏2对当前检测的元件进行参数输入和编号确认，并可以将检测结果进行显示。

上述的第一输入接口3、第二输入接口4、第三输入接口5和第四输入接口6都设有多个通道，用于同时检测多个电气元件状态，可以同时批量进行多个交流电路和直流电路的检测。

如图6中所示，上述的装置壳体1内还设有电源模组，电源模组上设有外接市电，，外接市电通过整流后向控制器15连接电路供电，整流后电路还与蓄电池连接，用于在无市电的情况下使用。

Claims

1.一种便携式故障诊断装置，其特征在于，包括装置壳体（1），装置壳体（1）内设有控制器（15），控制器（15）输入端与第一输入接口（3）、第二输入接口（4）、第三输入接口（5）和第四输入接口（6）电连接，第一输入接口（3）、第二输入接口（4）、第三输入接口（5）和第四输入接口（6）分别用于检测交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，控制器（15）输出端与开关量输出接口（9）和模拟量输出接口（10），通过第一输入接口（3）、第二输入接口（4）、第三输入接口（5）和第四输入接口（6）分别检测水力发电机组各电气元件的交流电压、交流电流、直流电压和直流电流，并计算出检测元件的相应电阻，上述交流电压、交流电流、直流电压和直流电流及计算出的电阻与内置的标准值进行比较进而判断电气元件好坏。

2.根据权利要求1所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的控制器（15）与输入接口的连接结构为：第一输入接口（3）、第二输入接口（4）、第三输入接口（5）和第四输入接口（6）通过变送器（17）与模拟量输入模块（16）电连接，模拟量输入模块（16）与控制器（15）通讯连接。

3.根据权利要求2所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的第一输入接口（3）和第三输入接口（5）通过拔插端子（12）与测试表笔（13）可拆卸地电连接，分别用于测试电气元件的交流电压和直流电压，第二输入接口（4）和第四输入接口（6）通过拔插端子（12）与开口式电流互感器（14）可拆卸地电连接，开口式电流互感器（14）分别为开口式交流电流互感器和开口式直流霍尔电流互感器，用于检测交流电流和直流电流。

4.根据权利要求1所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的控制器（15）输出端还与指示灯及声光报警装置（11）电连接。

5.根据权利要求4所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的控制器（15）上设有通讯网口（7），通讯网口（7）与工控机连接，用于对检测结果进行实时判断。

6.根据权利要求5所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的控制器（15）上设有RS485通讯接口（8），用于扩展通讯。

7.根据权利要求1所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的控制器（15）与人机交互屏（2）通讯连接，人机交互屏（2）用于进行参数输入和状态查看。

8.根据权利要求1所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的第一输入接口（3）、第二输入接口（4）、第三输入接口（5）和第四输入接口（6）都设有多个通道，用于同时检测多个电气元件状态。

9.根据权利要求1所述的一种便携式故障诊断装置，其特征在于，所述的装置壳体（1）内还设有电源模组，电源模组上设有外接市电，，外接市电通过整流后向控制器（15）连接电路供电，整流后电路还与蓄电池连接，用于在无市电的情况下使用。