CN115902339A - 一种集电环碳刷电流在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，包括碳刷电流监测模块；所述碳刷电流监测模块监测碳刷电流，包括传感器单元、信号调理单元、数据处理单元、和显示监测单元；传感器单元采集信号经信号调理单元传输至数据处理单元，数据处理单元输出监测数据，监测数据通过工控机采集、储存并通过显示监测单元显示。实现对碳刷电流的监测、故障报警等功能。

Description

一种集电环碳刷电流在线监测系统

技术领域

本申请涉及一种集电环碳刷电流在线监测系统，涉及碳刷电流在线监测技术，适用于汽轮发电机集电环装置的在线监测，属于工业生产技术领域。

背景技术

随着时代进步和技术发展，汽轮发电机组容量越来越大，所需的励磁电流也很大，其中有刷励磁方式被普遍采用，特别是自并励静止励磁广受用户所欢迎，有刷励磁大电流集电环装置技术也日臻完善。集电环主要功能是将直流励磁电流提供给旋转的发电机转子绕组来产生旋转磁场，其主要结构有：转轴及滑环、刷架及刷握、离心风扇及通风系统和带尾碳刷等。

目前国内外各个电厂对集电环监测手段相对比较传统，主要是采用人工定期测量碳刷均流性的方法及手持式红外线温度测量计或热像仪的定距点或面测法，这种间歇式的方法，无法满足实时、在线、连续的监测要求，更无法实现故障早期预警，难以及时处理和排除安全隐患。同时，对于滑环与碳刷运行部分接触面的临界点温度，目前没有一个统一的标准。电厂只能凭各自在运行中摸索出的经验数据作为判断依据，并且相互间的判断依据差异较大。

发明内容

本申请要解决的技术问题是目前集电环状态监测需要人工定期巡检导致监测效率低下且监测标准不一致的问题。

为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，包括碳刷电流监测模块；所述碳刷电流监测模块监测碳刷电流，包括传感器单元、信号调理单元、数据处理单元、和显示监测单元；传感器单元采集信号经信号调理单元传输至数据处理单元，数据处理单元输出监测数据，监测数据通过工控机采集、储存并通过显示监测单元显示。

优选的，所述传感器单元采用霍尔电流传感器对碳刷电流进行监测。

优选的，所述霍尔电流传感器外接电源对铁芯供电，霍尔电流传感器产生相应的霍尔电势；所述信号调理单元设为信号调理电路，霍尔电势经信号调理电路放大后对应模拟量输出；所述数据处理单元设为AD芯片，模拟量输出引入AD芯片后输出数字信号送入工业采集控制器中，并传输至工控机。

优选的，还包括加热器和风机，加热器和风机连接双控温控器，通过分别设定加热器开启温度和风机开启温度，使工控机所处温度保持在双控温控器设定的温度区间。

优选的，所述工控机连接设有通讯器，通讯器将采集信息传递至远程监控室进行实时监控。

优选的，所述通讯器采用交换机、路由器、wifi或4G/5G。

本申请优点在于，基于霍尔电流传感器、霍尔非接触式感应开关以及红外温度传感器，研发碳刷电流、碳刷寿命、滑环温度在线监测装置，并将各种保护、监测等功能进行有效地整合、融合，使之归集于一个统一的管理平台，建立数据采集分析预警的信息化智能数据平台，同时提高机组运行安全可靠性，为制定集电环运行标准和规范集电环运行维护以及检修方案制定打好扎实的基础。

附图说明

图1为实施例中提供的集电环碳刷电流在线监测系统架构图。

具体实施方式

为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

本实施例提供的是集电环碳刷电流在线监测系统，并建立集电环运行状态综合在线监测数据平台，形成集电环装置运行数据库并逐步替代人工定期巡检工作，提高设备运行可靠性。

如图1所示，集电环碳刷电流在线监测系统用于检测集电环的部分：包括碳刷电流监测模块；

碳刷电流监测模块利用开环霍尔电流传感器对碳刷电流进行监测，外接电源电流对铁芯供电，同时霍尔电流传感器会产生相应的霍尔电势；霍尔电势经过信号调理电路放大后输出模拟量数据；将该输出引入已有的AD芯片，输出数字信号，送入工业采集控制器中，由安装在工控机内的集电环综合监测平台管理系统读取；

上述信息均可以通过通讯器传递至远程监控室进行实时监控，通讯器可采用交换机、路由器、wifi、4G/5G传输；

集电环碳刷电流在线监测系统需考虑传感器固定结构安全可靠，耐电压等级不低于主设备并采取有效隔离措施。电控柜中可加装加热器和风机，加热器和风机连接双控温控器，通过分别设定加热器开启温度和风机开启温度，达使电控柜中温度一直保持在双控温控器设定的温度区间。

本申请提供的集电环碳刷电流在线监测系统，通过采用检测集电环的碳刷电流监测模块，以及适用于大容量汽轮发电机集电环装置的传感器的非接触式传感器；本系统可实现的功能包括：

1.碳刷消耗量监测、故障判断报警等功能；

2.通过数据通讯方式与DCS系统进行对接，实现数据交互功能。

3.通过有线或无线网络通讯方式与远程数据中心对接，将系统运行的关键数据及时上报汇总，建立远程数据档案库、备份库等功能。

同时，具备以下特点：

1、装置相关运行温度范围广，通过在电控柜中加装加热器和风机，保护元器件的绝缘性能和耐温性能；

2、碳刷电流监测装置的接线便于拆卸，以免用户更换碳刷时误操作产生问题；

3、采取多种通讯方式，避免出现加装后通讯问题；

4、装置带有保护功能，以免对机组正常运行带来影响；

5、综合监测装置界面调理清楚，操作逻辑清晰。

Claims (6)

1.一种集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，包括碳刷电流监测模块；所述碳刷电流监测模块监测碳刷电流，包括传感器单元、信号调理单元、数据处理单元、和显示监测单元；传感器单元采集信号经信号调理单元传输至数据处理单元，数据处理单元输出监测数据，监测数据通过工控机采集、储存并通过显示监测单元显示。

2.根据权利要求1所述的集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，所述传感器单元采用霍尔电流传感器对碳刷电流进行监测。

3.根据权利要求2所述的集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，所述霍尔电流传感器外接电源对铁芯供电，霍尔电流传感器产生相应的霍尔电势；所述信号调理单元设为信号调理电路，霍尔电势经信号调理电路放大后对应模拟量输出；所述数据处理单元设为AD芯片，模拟量输出引入AD芯片后输出数字信号送入工业采集控制器中，并传输至工控机。

4.根据权利要求1所述的集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，还包括加热器和风机，加热器和风机连接双控温控器，通过分别设定加热器开启温度和风机开启温度，使工控机所处温度保持在双控温控器设定的温度区间。

5.根据权利要求1所述的集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，所述工控机连接设有通讯器，通讯器将采集信息传递至远程监控室进行实时监控。

6.根据权利要求5所述的集电环碳刷电流在线监测系统，其特征在于，所述通讯器采用交换机、路由器、wifi或4G/5G。

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