CN201637831U - 大型发电机状态监测及故障诊断系统 - Google Patents

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国际平
王怀君
林海涛
张孝芳
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Harbin Guoli Electric Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型提供一种可进行发电机运行状态监测诊断、发电机组安全运行信息采集管理和实现发电机检修电气试验自动化的大型发电机状态监测及故障诊断系统。它是由电气采集单元、中心管理单元、通讯服务单元等组成的，通讯服务单元分别连接定子绝缘监测单元、温度测量单元、湿度测量单元、变压器绝缘监测单元和断路器监测，本实用新型集发电机运行状态监测诊断、发电机组安全运行信息采集与管理和发电机检修电气试验自动化于一体，对各种外接装置及对外通讯可进行组态，发电机组状态参数各种显示用组态画面显示，显示直观。本实用新型支持各种电气试验功能。

Description

大型发电机状态监测及故障诊断系统
(一)技术领域
本实用新型涉及电力电子技术，具体说就是一种大型发电机状态监测及故障诊断系统。
(二)背景技术
当前，集中式管理是电厂的一个发展趋势，如DCS系统、ECS系统和故障信息处理系统等。但发电机状态及安全信息集中管理尚属空白，发电机定子绝缘监测、转子绝缘监测、绝缘过热监测、定子绕组端部振动监测、机组振动监测、漏氢漏水监测、主变压器油色谱监测等与各种监视发电机安全运行的装置均各自为政，独立分散运行，缺乏统一管理。由于发电机变压器的某一故障可能引发多个参量的变化，集中式管理便于多个参量对照、综合判断，有利于隐患的发现和故障的诊断，可以对整个发电机组运行状态进行综合评估，为状态检修提供必要的依据。现有的系统或装置主要有以下不足之处：监测的状态参数不够全面，仅针对发电机组的某一部分，不能全面的收集发电机组的各种状态参数，从而进行综合、全面的数据处理、诊断；只能对所监测的发电机组的某个部件的当前状态参数进行诊断，不能结合状态的历史数据和其它部件数据进行综合诊断；新发电机组投运或在大修后，需要进行各种电气试验，以检验机组的各项参数及性能，现有的发电机状态监测装置不具有此功能。
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可进行发电机运行状态监测诊断、发电机组安全运行信息采集管理和实现发电机检修电气试验自动化的大型发电机状态监测及故障诊断系统。
本实用新型的目的是这样实现的：它是由电气采集单元、中心管理单元、通讯服务单元、转子绝缘监测单元、定子绝缘监测单元、温度测量单元、湿度测量单元、变压器绝缘监测单元、断路器监测、工作站1和工作站n组成的，电气采集单元连接中心管理单元，中心管理单元连接通讯服务单元，通讯服务单元分别连接定子绝缘监测单元、温度测量单元、湿度测量单元、变压器绝缘监测单元和断路器监测，工作站1连接工作站n，工作站1和工作站n分别连接通讯服务单元。
本实用新型集发电机运行状态监测诊断、发电机组安全运行信息采集与管理和发电机检修电气试验自动化于一体，系统集成电气采集单元以采集发电机组的各项电气参数，通过现场总线与通讯协议配置采集发电机的其它状态参数，对发电机的所有状态参数进行统一处理，综合所有数据进行诊断。系统对采集的所有状态参数进行数据存贮、显示，根据所有状态参数的当前值、状态参数发展趋势、状态参数与其相关部件的关系等对发电机组进行综合故障诊断。对各种外接装置及对外通讯可进行组态，发电机组状态参数各种显示用组态画面显示，显示直观。支持各种电气试验功能，包括发电机启动时的各种电气试验(空载试验、短路试验、励磁试验、同期试验等)，变压器试验(励磁涌流试验、空载试验、短路试验、负载试验等)。
(四)附图说明
图1为本实用新型的整体结构图；
图2为系统数据处理流程图；
图3为本实用新型的电气采集单元原理图；
图4为本实用新型的电气采集单元配置图；
图5为本实用新型的模拟量信号为交流电流时的模拟量单元原理图；
图6为本实用新型的模拟量信号为交流电压时的模拟量单元原理图；
图7为本实用新型的模拟量信号为直流电压时的模拟量单元原理图；
图8为本实用新型的模拟量信号为直流电流时的模拟量单元原理图；
图9为本实用新型的开关量信号为无源时的开关量单元原理图；
图10为本实用新型的开关量信号为有源时的开关量单元原理图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：结合图1，本实用新型一种大型发电机状态监测及故障诊断系统，它是由电气采集单元(1)、中心管理单元(2)、通讯服务单元(3)、转子绝缘监测单元(4)、定子绝缘监测单元(5)、温度测量单元(6)、湿度测量单元(7)、变压器绝缘监测单元(8)、断路器监测(9)、工作站1(10)和工作站n(11)组成的，其特征在于：电气采集单元(1)连接中心管理单元(2)，中心管理单元(2)连接通讯服务单元(3)，通讯服务单元(3)分别连接定子绝缘监测单元(5)、温度测量单元(6)、湿度测量单元(7)、变压器绝缘监测单元(8)和断路器监测(9)，工作站1(10)连接工作站n(11)，工作站1(10)和工作站n(11)分别连接通讯服务单元(3)。
实施例2：结合图1-图9，本实用新型大型发电机状态监测及故障诊断系统，它包括一个中心管理单元(工业控制主机)、一个6U机箱的电气采集单元和配套的通讯服务单元。中心管理单元通过高速通讯总线与电气采集单元相连，接收电气采集单元采集和计算的发电机电气量状态数据。中断管理单元通过通讯服务单元，用现场总线与其它发电机状态监测装置连接，接收相应测量装置传送的状态数据。系统通过通讯服务驱动和电气采集驱动服务采集发电机所有状态数据，并保存到系统实时数据库中。采集到的实时状态数据可通过过组态图形画面直接显示，并保存到历史数据库中。故障诊断逻辑根据实时数据、历史数据、发电机组信息、故障诊断逻辑等综合诊断发电机组的运行状态、识别故障并记录安全相关信息。当诊断出机组存在故障或可能要发生故障时，系统给出报警、预警或状态检测的提示。电气采集单元由一个机箱组成，可采集48路模拟量和64路开关量。机箱内装有数据采集插件、模拟量采集插件、开关量采集插件、电源插件，各插件通过背板连接。模拟量插件共4块，每一模拟量插件可采集12路模拟量。开关量插件2块，每一开关量插件可处理32路开关量输入和2路继电器输出。数据采集插件采用TI公司的高性能3
2位浮点数字信号处理器TMS320C6713，为运算核心，该芯片包含两组并行运算处理单元，在200M主频下，运算速度可达1600MIPS/1200MFLOPS，运算速度极快，数字信号处理能力强。采用MAX1270型CPLD芯片来控制A/D采集及其它组合与时序逻辑。采用6片8通道同步采样A/D芯片MAX1320，完成48路模拟量同步采集。数据采集单元可同步采集32路模拟量(模拟量由模拟量单元通过背板提供)，64路开关量(开关量单元通过背板提供)，采集频率达到10K/S。数据采集单元可实时计算全部模拟量的相量(幅值、相角)及各生派生参数如有功、无功、功率因数、正序、负序、零序等。模拟量单元完成模拟量信号的隔离、转换、滤波和放大。每一模拟量单元可处理8路模拟量信号，这些模拟量信号包括：交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、转速等。开关量采集单元完成无源或有源开关量信号的光电隔离、电平转换及继电器输出控制功能。每一开关量采集单元可采集32路开关量信号，可控制两路继电器的输出。电源单元输入交直流200V，为机箱其它单元提供电源(5V、±15V、24V)等。本实用新型可通过通讯服务单元以网络方式、串行通讯方式或其它现场总线与DCS或ECS进行通讯，作为其一子系统上传发电机的安全运行信息，这些信息可作为发电机状态检修的重要参考信息，同时可实现由DCS或ECS系统操作电气试验并自动记录与处理试验数据和绘制试验曲线。

Claims (1)

1.一种大型发电机状态监测及故障诊断系统，它是由电气采集单元(1)、中心管理单元(2)、通讯服务单元(3)、转子绝缘监测单元(4)、定子绝缘监测单元(5)、温度测量单元(6)、湿度测量单元(7)、变压器绝缘监测单元(8)、断路器监测(9)、工作站1(10)和工作站n(11)组成的，其特征在于：电气采集单元(1)连接中心管理单元(2)，中心管理单元(2)连接通讯服务单元(3)，通讯服务单元(3)分别连接定子绝缘监测单元(5)、温度测量单元(6)、湿度测量单元(7)、变压器绝缘监测单元(8)和断路器监测(9)，工作站1(10)连接工作站n(11)，工作站1(10)和工作站n(11)分别连接通讯服务单元(3)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103698665A (zh) * 2012-09-27 2014-04-02 通用电气公司 电动机和发电机中定子绝缘的在线监控
CN104568449A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 国家电网公司 一种发电机组振动传感器信号故障的判断及处理方法
CN106197737A (zh) * 2015-05-05 2016-12-07 哈尔滨亚源电力有限责任公司 发电机绝缘过热在线监测装置
CN109342942A (zh) * 2018-10-29 2019-02-15 江西清华泰豪三波电机有限公司 一种发电机健康管理方法及设备

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