CN201263082Y - 发电机励磁系统状态的监测与分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种发电机励磁系统状态的监测与分析装置，包括数据采集卡，数据采集卡通过模拟量输入通道分别与电压调理电路I、电压调理电路II、电压调理电路III、电流调理电路I、电流调理电路II、电流调理电路III和电压调理电路IV连接，数据采集卡通过数字量输入通道分别与发电机出口开关、灭磁开关和起励开关相连接，数据采集卡通过计数器输入通道与整形电路连接，数据采集卡为USB－6225。本实用新型装置对励磁系统工作状态进行分析诊断，并显示结果，使工作人员全面了解励磁系统各个单元的运行状况，及时跟踪评价其动态特性，实时监测和在线诊断励磁系统功率单元可控功率整流装置的故障状态。

Description

发电机励磁系统状态的监测与分析装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电机的监测与分析装置，具体涉及一种发电机励磁系统状态的监测与分析装置。

背景技术

性能优良的发电机励磁系统，不仅能保证发电机可靠运行，为电网提供合格的电能，而且能有效提高电力系统的技术指标。因此，励磁系统的工作状态与发电机及电力系统至关重要。

检修是保持励磁系统良好工作状态必要手段，而检修的前提是对该系统的工作状态进行监测与分析。目前，对励磁系统工作状态的监测，主要是通过工作人员巡视中控室内各监视屏上显示的参数来进行判断，如发电机的电压、有功、无功、励磁电压和励磁电流等参数。但这些参数显示的是励磁系统的外部参数，通过这些外部参数不能全面了解励磁系统各个单元的工作状态和及时跟踪评价励磁系统的动态特性，不能实时监测和诊断励磁系统功率单元可控功率整流装置的故障状态和及时反映励磁系统的状况。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种发电机励磁系统状态的监测与分析装置，通过该装置能及时跟踪评价励磁系统的动态特性、全面了解励磁系统各个单元的工作状态，对励磁系统功率单元可控功率整流装置的故障状态进行实时监测和诊断，及时反映励磁系统的状况。

本实用新型所采用的技术方案是，一种发电机励磁系统状态的监测与分析装置，包括数据采集卡，数据采集卡通过模拟量输入通道分别与电压调理电路I、电压调理电路II、电压调理电路III、电流调理电路I、电流调理电路II、电流调理电路III和电压调理电路IV连接，数据采集卡通过数字量输入通道分别与发电机出口开关、灭磁开关和起励开关相连接，数据采集卡通过计数器输入通道与整形电路连接，数据采集卡为USB-6225。

本实用新型的特征还在于，

数据采集卡还分别与PC机和数据库服务器连接。

数据库服务器与远程客户端相连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1.系统采用Labview软件平台，易于和各种数据采集硬件集成，并与多种主流的工业现场总线通讯以及与通用标准的实时数据库链接。

2.具有编程效率高、修改灵活、操作与显示界面形象、测试任务控制方便等特点，大幅提高了测试领域生产力，极大地缩短了测试系统开发时间，节约开发投资。

3.采用80路模拟输入、2路模拟输出的数据采集卡USB-6225，24路数字I/O，A/D转换器分辨16位，采样率250KS/S，保证了采集精度和后续测点的扩展，且基于USB接口，方便与便携PC等设备互联。

4.本装置采用模块化结构，构成灵活、易于扩展，具有很高的性价比。

附图说明

图1是本实用新型装置一种实施例的结构示意图。

图中，1.数据采集卡，2.整形电路，3.电压调理电路I，4.电压调理电路II，5.电压调理电路III，6.电流调理电路I，7.电流调理电路II，8.电流调理电路III，9.电压调理电路IV，10.发电机出口开关，11.灭磁开关，12.起励开关，13.PC机，14.远程客户端，15.数据库服务器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型装置一种实施例的结构，如图1所示。包括数据采集卡1，数据采集卡1通过计数器输入通道与整形电路2连接；数据采集卡1通过模拟量输入通道分别与电压调理电路I3、电压调理电路II4、电压调理电路III5、电流调理电路I6、电流调理电路II7、电流调理电路III8和电压调理电路IV9连接；数据采集卡1通过数字量输入通道分别与发电机出口开关10、灭磁开关11和起励开关12相连接。

数据采集卡1还分别与PC机13和数据库服务器15连接，数据库服务器15与远程客户端14相连接。

本实用新型装置中，

数据采集卡1采用USB-6225采集卡，具有80路模拟量输入通道、24路数字量输入通道和2路模拟量输出通道，采样率250KS/S，A/D转换器的分辨率为16位，并采用了通用的USB2.0数据连接方式，便于连接各种PC机13。

励磁电压和励磁电流通过RS-485通讯接口输入数据采集卡1。

发电机出口的A相电压、B相电压、C相电压和励磁变二次侧线电压分别接入电压调理电路I3、电压调理电路II4、电压调理电路III5和电压调理电路IV9，转换为电压信号，该电压信号通过模拟量输入通道送入数据采集卡1，交流采样后，采用傅立叶算法计算出各电压的幅值。发电机出口的A相电流、B相电流和C相电流分别接入电流调理电路I6、电流调理电路II7和电流调理电路III8，转换为电流信号，该电流信号通过模拟量输入通道送入数据采集卡1，交流采样后，采用傅立叶算法计算出各电流的幅值。

发电机出口的A相电压，同时送入整形电路2转变成方波信号，该方波信号与励磁控制器传出的触发脉冲信号分别通过计数器输入通道送入数据采集卡1，使用数据采集卡1内部基频测量方波信号两个上升沿之间的时间间隔，也就是方波信号的周期，方波信号周期的倒数就是发电机的机组频率；而数据采集卡1的采样率与方波信号的周期相乘，可得到一个周期的采样点数，从而为后续交流采样的计算提供条件。方波信号的一个周期对应的角度为360°，触发脉冲信号的时间间隔与方波信号的周期相比，即可得到触发脉冲信号所对应的角度，即为触发角。

发电机出口开关10、灭磁开关11、开机令、关机令、起励开关12产生的信号分别通过数字量输入通道输入数据采集卡1，获取到断路器状态、灭磁开关状态、开机令状态等相关量，同时结合所述触发角，为起励、灭磁、甩负荷、强励等工况的判断提供依据。

数据采集卡1采集并处理的显示发电机工作状态的各种数据量，均可在前面板上显示，即在界面上进行显示。同时，这些数据量还将存入数据库，便于查询分析历史数据。远程客户端14可通过远程界面访问数据库服务器15，得到所需的数据。

本实用新型装置基于虚拟仪器的开发平台，编写应用程序，并通过面板程序设计界面，将数据采集卡1所采集的数据量通过界面加以显示，并存入数据库。同时，还提供生成报表功能，需要生成报表时，根据用户设定的查询条件，从数据库中检索数据，生成相应的报表。

下面以励磁系统的起励过程为例说明本实用新型装置的工作过程：

首先，通过公式节点，判断机组是否同时满足转速大于额定转速的95％、灭磁开关闭合和发出开机令三个条件。若该三个条件满足，则启动起励过程对应的子程序：1)记录起励开始前、后时间段的发电机出口A相电压的数据，根据该数据计算出发电机电压超调量、机端电压稳定值和调节时间等；2)将计算结果与《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件，GB 7409-87》规程规定的相关指标进行比较，得到起励是否成功等结果；3)将采集和计算出的相关数据与比较判断的结果一并存入数据库。

本实用新型装置，通过采集励磁系统工作时产生的相关数据量，对该数据量进行存储和分析，并将励磁系统的各项指标、相关工作状态、过渡过程以及对励磁系统状态的分析诊断结果显示于人机界面，使工作人员可以全面了解励磁系统各个单元的运行状况，及时跟踪评价励磁系统的动态特性，实时监测和在线诊断励磁系统功率单元可控功率整流装置的故障状态，确定励磁系统的健康状况。确保同步发电机和整个电力系统的安全运行，为发电机的状态检修提供可靠依据.

Claims (3)

1.一种发电机励磁系统状态的监测与分析装置，其特征在于，包括数据采集卡(1)，数据采集卡(1)通过模拟量输入通道分别与电压调理电路I(3)、电压调理电路II(4)、电压调理电路III(5)、电流调理电路I(6)、电流调理电路II(7)、电流调理电路III(8)和电压调理电路IV(9)连接，数据采集卡(1)通过数字量输入通道分别与发电机出口开关(10)、灭磁开关(11)和起励开关(12)相连接，数据采集卡(1)通过计数器输入通道与整形电路(2)连接，所述数据采集卡为USB-6225。

2.根据权利要求1所述的监测与分析装置，其特征在于，所述的数据采集卡(1)还分别与PC机(13)和数据库服务器(15)连接。

3.根据权利要求2所述的监测与分析装置，其特征在于，所述的数据库服务器(15)与远程客户端(14)相连接。

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