CN207396695U - 一种发电机定子铁芯故障检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发电机定子铁芯故障检测系统，解决了现有技术试验设备价格昂贵、灵敏度低、以及损坏部位难以确定的问题。包括励磁线圈、探测小车、磁位计、距离传感器、AD模数转换器、FPGA芯片、蜂鸣器和数据存储器；励磁线圈与FPGA芯片的一个IO接口连接，FPGA芯片和蜂鸣器之间连接有一个三极管，三极管的基极与FPGA芯片的另一个IO接口连接，三极管的发射极与蜂鸣器连接，三极管的集电极接地。本实用新型结构简单、设计科学合理，设备成本低，操作简单，试验安全，测量准确，具有很好的实用性和应用价值，具有非常广阔的市场前景和推广价值，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机定子铁芯故障检测系统。
背景技术
传统的铁损试验是在铁芯上绕上励磁线圈，通以大电流，在铁芯中产生周向的磁通，要求铁芯中的磁场强度达到或接近运行时的磁场强度，以模拟发电机运行时的情况，然后每隔一段时间用红外热像设备探测定子铁芯的表面温度，找出表面过热点。
红外热成像法(试验电压6kV-10kV、没匝电流300A左右)，试验容量要求很大往往采用电厂倒送电方式，需要腾空整个6kV段母线，对试验电源、对试验人员要求较高，试验人员在10kV励磁电缆下需钻进发电机膛内检查故障点，风险很大。另外，在额定磁通下若有故障对铁芯本身长时间加热，存在故障发展的风险。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种发电机定子铁芯故障检测系统，解决现有技术试验设备价格昂贵、灵敏度低、以及损坏部位难以确定的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种发电机定子铁芯故障检测系统，包括设于所述电机定子铁芯中心轴线上用于使电机定子铁芯产生均匀磁通的励磁线圈、用于在定子铁芯相邻齿部的间槽运行的探测小车、固定于所述探测小车上的磁位计和距离传感器、分别与所述磁位计和所述距离传感器信号连接的AD模数转换器、与所述AD模数转换器信号连接的FPGA芯片、以及分别与所述FPGA芯片连接的蜂鸣器和数据存储器；所述探测小车顶部通过支柱连接有弧形磁位计安装弹性片，所述磁位计固定于所述弧形磁位计安装弹性片上，并且当所述探测小车在定子铁芯相邻齿部的间槽运行时，所述磁位计两端分别与定子铁芯相邻两齿部的顶部外侧相接触；所述励磁线圈与所述FPGA芯片的一个IO接口连接，所述FPGA芯片和所述蜂鸣器之间连接有一个三极管，所述三极管的基极与所述FPGA芯片的另一个IO接口连接，所述三极管的发射极与所述蜂鸣器连接，所述三极管的集电极接地。
进一步地，所述探测小车整体由ABS塑料制成。
进一步地，所述支柱和所述弧形磁位计安装弹性片均由ABS塑料注塑成型，并且所述支柱和所述弧形磁位计安装弹性片为一体式结构。
进一步地，所述磁位计为chattock磁位计。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型结构简单、设计科学合理，设备成本低，操作简单，试验安全，测量准确，具有很好的实用性和应用价值，具有非常广阔的市场前景和推广价值，具有显著的经济效益和社会效益。
(2)本实用新型通过设于定子铁芯轴心线上的励磁线圈产生使电机定子铁芯产生均匀低磁通，探测小车在电机定子铁芯相邻齿部的间槽运行，位于探测小车上的chattock磁位计对电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧进行励磁电流信号检测，同时距离传感器对探测小车的位置信息进行实时检测，两者将检测到的信号实时传送至AD模数转换器，AD模数转换器再将转换后的信息传送至 FPGA芯片，FPGA芯片将该信息储存至数据存储器，以备后期使用。过程中位于探测小车上的弧形磁位计安装弹性片用于夹持电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧，便于chattock磁位计与电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧接触，即使有轻微振动也不会使chattock磁位计与电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧分离，以保证本系统在使用时的准确性，弧形磁位计安装弹性片和探测小车顶部之间的支柱能够进一步保持chattock磁位计的稳定性，FPGA芯片通过一个IO接口与蜂鸣器连接，当FPGA芯片接收到故障电流信号后启动蜂鸣器运行进行预警。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型发电机定子铁芯示意图。
图3为本实用新型各电子元件连接框图。
图4为本实用新型FPGA芯片与蜂鸣器连接电路图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-探测小车、2-磁位计、3-AD模数转换器、4-FPGA芯片、5-蜂鸣器、6-数据存储器、7-弧形磁位计安装弹性片、8-齿部、9-距离传感器、10-励磁线圈。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1-3所示，本实用新型提供的一种发电机定子铁芯故障检测系统，结构简单、设计科学合理，设备成本低，操作简单，试验安全，测量准确，具有很好的实用性和应用价值，具有非常广阔的市场前景和推广价值，具有显著的经济效益和社会效益。本实用新型包括设于所述电机定子铁芯中心轴线上用于使电机定子铁芯产生均匀磁通的励磁线圈10、用于在定子铁芯相邻齿部8的间槽运行的探测小车1、固定于所述探测小车1上的磁位计2和距离传感器9、分别与所述磁位计2和所述距离传感器9信号连接的AD模数转换器3、与所述AD模数转换器3信号连接的FPGA芯片4、以及分别与所述FPGA芯片4连接的蜂鸣器5和数据存储器6；所述探测小车1顶部通过支柱连接有弧形磁位计安装弹性片7，所述磁位计2固定于所述弧形磁位计安装弹性片7上，并且当所述探测小车1在定子铁芯相邻齿部8的间槽运行时，所述磁位计2两端分别与定子铁芯相邻两齿部8的顶部外侧相接触；所述励磁线圈10与所述FPGA芯片4的一个IO接口连接，所述FPGA芯片4和所述蜂鸣器5之间连接有一个三极管，所述三极管的基极与所述FPGA芯片4的另一个IO接口连接，所述三极管的发射极与所述蜂鸣器5连接，所述三极管的集电极接地，所述探测小车1所述探测小车1整体由ABS塑料制成，所述支柱和所述弧形磁位计安装弹性片7均由ABS 塑料注塑成型，并且所述支柱和所述弧形磁位计安装弹性片7为一体式结构，所述磁位计2为chattock磁位计。
本实用新型通过设于定子铁芯轴心线上的励磁线圈产生使电机定子铁芯产生均匀低磁通，探测小车在电机定子铁芯相邻齿部的间槽运行，位于探测小车上的chattock磁位计对电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧进行励磁电流信号检测，同时距离传感器对探测小车的位置信息进行实时检测，两者将检测到的信号实时传送至AD模数转换器，AD模数转换器再将转换后的信息传送至FPGA芯片， FPGA芯片将该信息储存至数据存储器，以备后期使用。过程中位于探测小车上的弧形磁位计安装弹性片用于夹持电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧，便于chattock磁位计与电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧接触，即使有轻微振动也不会使chattock磁位计与电机定子铁芯相邻齿部顶部外侧分离，以保证本系统在使用时的准确性，弧形磁位计安装弹性片和探测小车顶部之间的支柱能够进一步保持chattock磁位计的稳定性，FPGA芯片通过一个IO接口与蜂鸣器连接，当FPGA 芯片接收到故障电流信号后启动蜂鸣器运行进行预警。
本实用新型的实施具有重大的社会和经济效益，主要体现在：
1经济效益
(1)直接经济效益
依据有关标准，在发电机交接试验、局部或全部更换定子绕组前后以及在发现定子铁芯有损伤等缺陷时，必须对定子铁芯进行铁芯损耗试验；另外，近些年由于部分机组铁芯故障时有发生，因此发电机铁芯试验已经成为大修必做的例行试验项目。
利用本实用新型每年对新疆发电企业开展电机铁芯故障检测，按照新疆每年平均有15台机组大修，每台发电机组铁芯检测每次费用8万元计算。可以创造直接经济效益：15*8＝120万元。
(2)间接经济效益
A.减少人力成本：
同传统的高磁通环路试验法相比，本实用新型可大大节约人力成本，原来的需要10多人缠绕电缆，需要两天时间的铁损试验，现在只需要两个工作人员，两个小时就能完成，节约80％的人工成本。
B.试验配合：
由于高磁通需要励磁电源容量很大，往往需要6kV母线供电，为了保证系统可靠性，必须腾空整个母线段，因此需要电厂前后做很多准备，多方面配合，而低磁通法仅需要检修现场的试验电源即可，现场试验极为方便。
2.社会效益
缩短了电厂检修周期，提高了发电机组运行时间，按照每台机组600MW计算平均80％负荷计算：可增发24*600MW*80％＝1152万kWh。
本实用新型操作简单、试验安全、测量准确，满足了设备无损检测发展要求，体现了调试所对先进技术的不断追求，提高了发电机铁芯故障检测水平，满足了客户对先进检测技术要求。
综上所述，本实用新型具有很好的实用性和应用价值，对促进企业管理、提高检修效率、实现设备无损检测具有重要的支撑作用。具有显著的经济效益、社会效益，具有非常广阔的市场前景和推广价值。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种发电机定子铁芯故障检测系统，其特征在于：包括设于所述电机定子铁芯中心轴线上用于使电机定子铁芯产生均匀磁通的励磁线圈(10)、用于在定子铁芯相邻齿部(8)的间槽运行的探测小车(1)、固定于所述探测小车(1)上的磁位计(2)和距离传感器(9)、分别与所述磁位计(2)和所述距离传感器(9)信号连接的AD模数转换器(3)、与所述AD模数转换器(3)信号连接的FPGA芯片(4)、以及分别与所述FPGA芯片(4)连接的蜂鸣器(5)和数据存储器(6)；所述探测小车(1)顶部通过支柱连接有弧形磁位计安装弹性片(7)，所述磁位计(2)固定于所述弧形磁位计安装弹性片(7)上，并且当所述探测小车(1)在定子铁芯相邻齿部(8)的间槽运行时，所述磁位计(2)两端分别与定子铁芯相邻两齿部(8)的顶部外侧相接触；所述励磁线圈(10)与所述FPGA芯片(4)的一个IO接口连接，所述FPGA芯片(4)和所述蜂鸣器(5)之间连接有一个三极管，所述三极管的基极与所述FPGA芯片(4)的另一个IO接口连接，所述三极管的发射极与所述蜂鸣器(5)连接，所述三极管的集电极接地。
2.根据权利要求1所述的一种发电机定子铁芯故障检测系统，其特征在于：所述探测小车(1)整体由ABS塑料制成。
3.根据权利要求2所述的一种发电机定子铁芯故障检测系统，其特征在于：所述支柱和所述弧形磁位计安装弹性片(7)均由ABS塑料注塑成型，并且所述支柱和所述弧形磁位计安装弹性片(7)为一体式结构。
4.根据权利要求3所述的一种发电机定子铁芯故障检测系统，其特征在于：所述磁位计(2)为chattock磁位计。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112649730A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-13 | 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 | 模拟负载装置和基于其的串联谐振模拟试验系统 |
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2017
- 2017-11-17 CN CN201721539054.0U patent/CN207396695U/zh not_active Expired - Fee Related
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