CN219960106U - 一种水轮发电机过速保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水轮发电机过速保护装置，属于发电机保护装置，包括机械转速信号器，所述机械转速信号器包括设有滑动轴的转动盘和与滑动轴对称布置的成对离心块，所述滑动轴上套有压缩弹簧并且由滑动轴上的限位板限位；还包括电气转速信号器，所述电气转速信号器包括电机主轴头和与电机主轴头固定连接的齿盘，与齿盘平齐处设有测速探头。该方案通过机械转速信号器进行二重的保护作用，通过两种信号器内部的传感器检测滑动轴位置或者弹簧压缩情况来判断水轮发电机是否过速，测速更加准确，能够及时采取报警和制动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机保护装置，更具体地说，它涉及一种水轮发电机过速保护装置。
背景技术
水轮发电机在实际运行过程中过速事故是一种较为常见、危害性大的故障，现有的过速保护装置往往都采用单一的保护措施，无法对水轮发电机过速时进行保护或者起到预警及制动的作用，对日常的生产管理造成许多问题。
例如：中国专利公号CN215911322U，公告日2022年2月25日，实用新型名称为一种机械过速保护开关软连接组件，该申请提供了一种过速保护开关连接组件，包括过速保护开关和固定连接在过速保护开关上侧面的接线头块，该方案通过圆台状弹簧的连接设置，成功实现过速保护开关软连接组件与发电机转子的轴线重合，但该无法保证转动结构的稳定转动，测速检测设备可能无法有效工作，并且该方案还缺少二重保护的措施，在安全性方面还有一定欠缺。
实用新型内容
本实用新型提供了一种水轮发电机过速保护装置，该方案通过机械转速信号器进行二重的保护作用，通过机械转速信号器内部的传感器检测滑动轴位置或者弹簧压缩情况来判断水轮发电机是否过速，测速更加准确，从而起到保护作用。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种水轮发电机过速保护装置，包括机械转速信号器，所述机械转速信号器包括设有滑动轴的转动盘和与滑动轴对称布置的成对离心块，所述滑动轴上套有压缩弹簧并且由滑动轴上的限位板限位。离心块需要成对布置在滑动轴两侧，并且离心块通过一个转动支座，转动连接在转动盘上；在水轮发电机工作时，转动盘会发生转动，并且离心块也绕着滑动轴转动，离心块在离心力的作用下，会有朝着转动盘外侧移动的趋势，成对的离心块对称布置能够抵消掉各自产生的力，从而对转动盘起到一个稳定的作用，并且在转动盘上设置离心块还能够增加转动盘整体重量，使其转动更稳；当水轮发电机的转速变高时，离心块的离心力变大，在离心块的作用下，会带动滑动轴沿轴向移动，由于压缩弹簧被限位板限位，从而对压缩弹簧进行压缩；通过滑动轴的位移量或者压缩弹簧所受到的压力来判断水轮发电机是否过速，从而对水轮发电机起到保护作用。
作为优选，本实用新型还包括电气转速信号器，所述电气转速信号器包括电机主轴头和与电机主轴头固定连接的齿盘，与齿盘平齐处设有测速探头。电机启动时，电机主轴头进行转动，从而带动电机主轴头上的齿盘进行转动，由于齿盘上有间断的盘齿，从而测速探头会接收间断的信号形成脉冲，即将水轮发电机的机械转速转换成了脉冲信号，使转速的测量与控制变得简单可靠，当水轮发电机转速超过设定值，即进行报警与停机指令。
作为优选，所述电机主轴头轴心处固定有测量接头，转动盘固定连接有转动轴，所述转动轴与测量接头通过塔型弹簧连接。测量接头通过螺纹连接固定在电机主轴头上，在塔型弹簧的作用下，当电机主轴头转动带动测量接头转动时，转动轴也会进行转动，塔型弹簧能将测量接头的旋转力传递到转动轴上，从而使得转动盘转动，同时塔型弹簧一定程度还能防止转动轴发生倾斜位移，保证转动盘能够顺利旋转，同时还能起到缓冲作用，防止测量接头和转动轴接触。
作为优选，所述转动轴与测量接头之间设有浮动间隙。转动轴与测量接头之间需要留有浮动间隙，防止测量接头和转动轴之间接触摩擦，是其中之一发生损坏。
作为优选，本实用新型还包括电机，所述齿盘的齿数为电机极对数的倍数。齿盘的齿数设置为电机极对数的倍数可以增大有效测速范围，而不会出现间断或缺失速度范围，实现全范围的测速，增加测速精度，保证测速的准确性。
作为优选，还包括外壳，所述机械转速信号器通过安装架固定在外壳上，且机械转速信号器与外壳之间还设有减震元件。机械转速信号器与水轮发电机的外壳固定在一起，并且两者之间还设有减震元件，减震元件可以避免机械转速信号器因振动损坏，同时还能减小由于振动产生的误差。
作为优选，所述机械转速信号器内设置有固定板，所述固定板与限位板之间设有压力传感器。限位板与固定板之间留有一定的间隔，用于滑动轴的轴向位移，固定板用于限制限位板和滑动轴的最大行程，在固定板与限位板之间设置压力传感器，直接通过压缩弹簧所受压力来判断水轮发电机是否过速。
作为优选，所述机械转速信号器内设有滑动轴检测传感器。水轮发电机工作时，带动转动盘及离心块转动，在离心力的作用下，滑动轴进行轴向位移，电机转速越快，产生的离心力越大，滑动轴滑动的位移越大，通过滑动轴的位移量就能够判断水轮发电机是否过速。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）测速范围更大，及测速精度更准确；（2）具有双重独立的过速保护；（3）水轮发电机转动更加平稳，测速更加准确。（4）结构简单，调试方便，长期运行可靠。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的齿盘的结构示意图。
图3为本实用新型的机械转速信号器的结构示意图。
图4为本实用新型另一实施例的结构示意图。
图中：1机械转速信号器，2.滑动轴，3.转动盘，4.离心块，5.压缩弹簧，6.限位板，7.电气转速信号器，8电机主轴头，9.齿盘，10.测速探头，11.测量接头，12.转动轴，13.塔型弹簧，14.浮动间隙，15.电机，16.外壳，17.安装架，18.固定板，19.压力传感器，20.滑动轴检测传感器，21减振元件，22.测速探头支架，23.电机固定架。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：如图1至图3所示的一种水轮发电机过速保护装置，包括机械转速信号器1和电气转速信号器7，机械转速信号器1与电气转速信号器7之间通过塔型弹簧13连接，机械转速信号器1中的转动轴12与电气转速信号器7的测量接头11分别与塔型弹簧13的细径端与粗径端连接，测量接头11与电机主轴头8之间螺纹连接，并且通过螺纹锁固胶，防止长期的工作中，测量接头11与电机主轴头8之间松动。当电机15转动时，会带动电机主轴头8及测量接头11转动，通过塔型弹簧13带动机械转速信号器1内部的转动盘3转动，使得两个信号器都能正常进行测速工作。本方案中，水轮发电机采用了机械转速信号器1与电气转速信号器7结合，对水轮发电机起到了双重保护，并且能够增大测速单元的测速范围和精度。
机械转速信号器1内包括转动盘3，转动盘3与转动轴12连接，并且转动盘3中央设有竖置的滑动轴2，在转动盘3上关于滑动轴2对称的位置还布置有离心块4，离心块4通过转动支座转动连接在转动盘3上，离心块4能在转动盘3上进行与转动盘3表面垂直的转动，滑动轴2外部套有压缩弹簧5，压缩弹簧5的一端与转动盘3接触，另一端与转动轴3上的限位板6接触；当电机15转动带动转动轴12转动时，转动盘3也随之转动，由于转动盘3转动，离心块4会绕着滑动轴2转动，离心块4在离心力的作用下，会有朝着转动盘3外侧移动的趋势，成对的离心块4对称布置能够抵消掉各自产生的力，从而对转动盘3起到一个稳定的作用，并且在转动盘3上设置离心块4还能够增加转动盘3整体重量，使其转动更稳；机械测速信号器1内部还设有固定板18，固定板18与限位板6之间设有压力传感器19，当水轮发电机的转速变高时，离心块4的离心力变大，在离心块4的作用下，会带动滑动轴2沿轴向移动，由于压缩弹簧5被限位板6限位，从而对压缩弹簧5进行压缩；通过滑动轴2的位移量或者压缩弹簧5所受到的压力来判断水轮发电机是否过速，从而对水轮发电机起到保护作用。
电器信号转速器7还包括与电机主轴头8固定连接的齿盘9，齿盘9的盘齿为间断性环形分布，齿盘9的齿数为电机15的极对数的倍数，并且与齿盘9平齐的位置上布置有测速探头10。电机15启动时，电机主轴头8进行转动，从而带动电机主轴头8上的齿盘9进行转动，由于齿盘9上有间断的盘齿，从而测速探头10会接收间断的信号形成脉冲，即将水轮发电机的机械转速转换成了脉冲信号，使转速的测量与控制变得简单可靠，当水轮发电机转速超过设定值，即进行报警与停机指令。齿盘9的齿数设置为电机15的极对数的倍数可以增大有效测速范围，而不会出现间断或缺失速度范围，实现全范围的测速，增加测速精度，保证测速的准确性。
转动轴12与测量接头11之间需要留有浮动间隙14，防止测量接头11和转动轴12之间接触摩擦，是其中之一发生损坏。并且机械转速信号器1与外壳16之间还需设置减振元件21，减震元件21可以避免机械转速信号器1因振动损坏，同时还能减小由于振动产生的误差；电器转速信号器7中的测速探头10也通过测速探头支架22与外壳16固定，保证了测速的准确性；电机15也通过电机固定架23固定，保证电机15输出的平稳转动，保证水轮发电机正常工作。
实施例2：如图4所示的一种水轮发电机过速保护装置，其与实施例1的区别仅在于，将设置在固定板18与限位板6之间的压力传感器19改变为设置在机械转速信号器1顶部的滑动轴检测传感器20，滑动轴检测传感器20在滑动轴2的最大有效行程范围之内，通过调整滑动轴检测传感器20的不同位置，可以对电机15不同的转速进行响应，当电机15转动以后，最后会转换成滑动轴2的位移形式，当滑动轴2远离转动盘3一端被滑动轴检测传感器20检测到时，滑动轴检测传感器20就会接收到信号，从而实现水轮机过速的报警和制动，完成保护工作。该方案以另一种方式来进行水轮发电机的测速，并完成过速保护，与实施例1的效果一致。
Claims (8)
1.一种水轮发电机过速保护装置，其特征在于，包括机械转速信号器，所述机械转速信号器包括设有滑动轴的转动盘和与滑动轴对称布置的成对离心块，所述滑动轴上套有压缩弹簧并且由滑动轴上的限位板限位。
2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，还包括电气转速信号器，所述电气转速信号器包括电机主轴头和与电机主轴头固定连接的齿盘，与齿盘平齐处设有测速探头。
3.根据权利要求2所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，所述电机主轴头轴心处固定有测量接头，转动盘固定连接有转动轴，所述转动轴与测量接头通过塔型弹簧连接。
4.根据权利要求3所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，所述转动轴与测量接头之间设有浮动间隙。
5.根据权利要求2所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，还包括电机，所述齿盘的齿数为电机极对数的倍数。
6.根据权利要求1所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，还包括外壳，所述机械转速信号器通过安装架固定在外壳上，且机械转速信号器与外壳之间还设有减震元件。
7.根据权利要求1-6任意一条所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，所述机械转速信号器内设置有固定板，所述固定板与限位板之间设有压力传感器。
8.根据权利要求1-6任意一条所述的一种水轮发电机过速保护装置，其特征是，所述机械转速信号器内设有滑动轴检测传感器。
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