CN202403802U - 发电机转子磁极温度在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水轮发电机性能检测装置，即发电机转子磁极温度在线监测装置。其控制电路包括分别与可编程控制器连接的摆动的红外测温仪电路和磁极定位装置电路。在转子磁极正下方的转子盖板上，开一个孔，作为红外测温仪测量转子磁极接点温度的测量孔。由于转子的磁极绕组有一定长度，需要红外测温仪作扫描摇头摆动。采用步进马达推动红外测温仪径向摆动而实现对全视野内的磁极进行实时监测。具有体积小、接线简单、成本低、故障率低、使用寿命长、易于实现、经济实用之特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水轮发电机性能检测装置，即发电机转子磁极温度在线监测装置。
背景技术
在现有技术中，水轮发电机的转子在工作中是个大的发热体，其温度的升高，直接影响发电机的安全运行，必需对其温度的变化进行实时监控。目前对于转子磁极温度的监测缺乏必要的手段，如按照转子电流的大小对转子温度进行估算，它只能间接反映转子整体的温升，对于转子绕组局部的发热则不具意义，而转子绕组局部的发热则是转子测温最需要监测的目标。水轮发电机为凸极式转子，磁极个数较多，磁极间有众多的电气联结头。当磁极断线后，由于发电机转子运行电流较大(600A～1500A)，转子又是一个大电感线圈，转子电流可以通过电弧长时间维持，此时发电机的定子电压、电流、包括转子电压、电流从仪表上都看不出任何变化，因此反应电气量变化的继电保护不能反应这种故障。只有发展到电弧烧坏磁极绝缘出现转子接地告警信号时，才能由运行人员进行转移负荷停机处理，处理时间较长，导致磁极线圈损伤加大，尤其是转子磁极联接头被电弧烧断的部件可能在停机过程中因为惯性作用甩出，从而导致定子线棒损伤，造成更加重大的损失。如果能在线监测到磁极及其联接头的温度异常上升，则可以提前检查处理，避免事故扩大。因此，对转子磁极温度进行监测是有必要的。
自然界中凡是温度高于绝对零K的物体都会产生红外辐射，物体的红外辐射特性、辐射能量的大小及其按波长的分布等，与物体的表面温度有着十分密切的关系。红外测温原理是：被测目标的红外辐射能量通过大气传输到测温仪，由红外测温仪的光学部件接收及信号处理，将能量转换为电信号，并以数字或模拟量形式输出或显示温度。利用红外测温的基本原理，通过被测物体红外辐射能量的测量，能准确地确定物体的表面温度。红外测温技术具有响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。原来无法使用传统测温方法而通过间接方式测温的设备监测手段，逐渐被先进的红外测温技术替代。红外测温技术应用将会更加广泛。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种利用摇摆式红外测温仪对转子磁极温度实时检测的发电机转子磁极温度在线监测装置。
本实用新型的技术解决方案是：发电机转子磁极温度在线监测装置其控制电路包括分别与可编程控制器连接的具备摇摆限位保护功能的红外测温仪电路和磁极定位装置电路。发电机转子磁极在额定转速下旋转。由于转子的磁极绕组有一定长度(比如300mm)，为了同时对磁极内、外边缘进行监测，则要求红外测温仪沿转子直径方向进行扫描。在转子磁极正下方的转子盖板上，开一个孔，作为红外测温仪测量转子磁极接点温度的测量孔。由于转子的磁极绕组有一定长度，需要红外测温仪作扫描摇头摆动。采用步进马达推动红外测温仪径向摆动而实现对全视野内的磁极进行实时监测。
磁极定位装置包括高速电磁开关和步进马达。转子磁极有48个，需要对每一个被测量的磁极定位，因此采取对每一个被测量的转子磁极定位编号。将采集的ms级的快速数据远传到数百米以外的中控室，实现带编号的转子磁极温度实时数据，以及报警、数据存储等功能。
本实用新型的优点是：1、利用红外测温仪改变了传统热电偶必须接触到目标才能测量出目标温度的方式，使得测量运动的和难以接触的目标温度成为可能。2、采用摇摆式红外测温方式与软件开发后台相结合，实现对转子磁极温度实时监控及报警。3、具有体积小、接线简单、成本低、故障率低、使用寿命长、易于实现、经济实用之特点。4、转子磁极温度在线监测有利于及早发现转子磁极存在的隐患，制定合理的检修计划，对于机组的稳定、安全运行具有重要的意义。5、装置具备摇摆限位等传感器失灵后的报警功能。
下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。
附图说明
图1是本实用新型控制系统基本框图。
图2是本实用新型控制系统示意图。
具体实施方式
参见图1，发电机转子磁极温度在线监测装置控制电路包括分别与可编程控制器连接的摆动的红外测温仪电路和磁极定位装置电路。红外测温仪测得信号、转子定位信号送中央处理系统处理，通过计算机在远程控制室显示。对过热数值现场显示报警。红外测温仪测温范围50-400℃，响应速度1ms。发电机是重要设备，辅助监测设备应保证运行可靠。由于某种原因，限位开关失灵，摆动系统失去控制，为避免测温仪单方向转动，当测温仪转动到某一位置时，触动(启动)微动开关，系统立即回摆至中间位置锁定停止，并告警。
参见图2，在转子磁极正下方的转子盖板1上开一个孔，作为红外测温仪2测量转子磁极接点温度的测量孔，即可实时监测各磁极。由于转子的磁极绕组有一定长度，需要红外测温仪2作扫描摇头摆动，摇摆角为磁极外边缘连接头与磁极内边缘连接头之间夹角θ。采用步进马达推动红外测温仪2径向摆动而实现对全视野内的磁极进行实时监测，经信号采集，送控制器，在电脑3上显示。
磁极定位装置通过高速电磁开关、步进马达实现转子磁极的精确定位。转子上磁极有48个，需要对每一个被测量的磁极定位，所以采取对每一个被测量的转子定位编号。通过安装于转子大轴4上的预制位标示发电机任一磁极，正常运行的发电机处于恒定(50Hz±0.5)运转，通过可编程控制器对每一磁极进行实时测量。实现带编号的转子磁极温度实时数据，以及报警、数据存储等功能。
Claims (2)
1.一种发电机转子磁极温度在线监测装置，其特征在于控制电路包括分别与可编程控制器连接的具备摇摆限位保护功能的红外测温仪电路和磁极定位装置电路。
2.按照权利要求1所述的发电机转子磁极温度在线监测装置，其特征在于磁极定位装置电路包括高速电磁开关和步进马达。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113899469A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-07 | 恩施清江大龙潭水电开发有限公司 | 一种定子测温结构及其测温方法 |
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2012
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