一种可配置的水力发电机组温度监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种可配置的水力发电机组温度监测装置。适用于各种水力发电厂发电机组温度的测量监控。

背景技术：

水力发电厂发电机组温度的测量监控主要包括机组轴承(推力轴承、导向轴承)、发电机铁芯及绕组、发电机冷却水(风、油)等部位的运行温度监测。发电机组的运行温度是发电厂最主要的非电气量监控参数，它直接关系到发电机组的安全稳定运转和发电机组的工作寿命。

测温热电阻是水电厂主要的传感器之一。由于发电机组的特殊性，测温元件的安装和工作环境相对较差，这使得热电阻(含引接线)容易出现断线、短路、受强磁场干扰等故障，从而导致整个测温系统工作的稳定性和可靠性很差。热电阻误发误报温度信号可能造成运维人员对机组运行工况的误判断，可能导致继电保护动作使机组跳闸停机，造成发电厂和电网不必要的损失；因此设计一款高稳定性、可灵活配置的通用多路温度测量装置，对水电厂发电机组和整个电网的安全稳定运行重要意义。

目前采用的工业及电站测温装置多大存在以下几个缺陷：

1、无法通过硬件扩展或软件配置实现多种测温通道的通用性，目前常用的测温装置通常是固定温度通道测量；

2、温度输入通道采用非隔离采集方式，对于传感器回路的雷电过电压的防护效果差，特别是比较恶劣的工作环境中(中小水电站)，时常出现由于雷电过电压造成测温装置损坏的情况；

3、安装不便，通常需要进行的开孔安装；

4、温度测量实时性较差，特别是轮询温度通道越多通道温度变化就越慢。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种可配置的水力发电机组温度监测装置，实现了不同水力发电机组多个温度通道温度监测要求；采用多重隔离处理技术，保证与其他设备工作的相对独立，提高工作可靠性。

本实用新型是这样实现的：一种可配置的水力发电机组温度监测装置，所述温度监测装置为十路温度测量电路、十八路温度测量电路、二十六路温度测量电路、三十四路温度测量电路的任意一种或任意几种的组合；所述的十路温度测量电路、十八路温度测量电路、二十六路温度测量电路、三十四路温度测量电路均包括一个主温度测量模块和若干个从温度测量模块，主温度测量模块通过RS485接口与从温度测量模块进行通讯，采集各从温度测量模块的温度信息，同时主温度测模块与上位机通讯，将采集到各路从温度测量模块的温度传送给上位机。

进一步的，所述的主温度测量模块支持八路隔离通道温度输入和两路非隔离的隔离栅温度输入，所述的从温度测量模块支持八路隔离通道温度输入,所述的主温度测量模块最大可扩展三个所述的从温度测量模块。

进一步的，所述的十路温度测量电路由一个主温度测量模块与上位机通讯接口组成；主温度测量模块与上位机通过上位机通讯接口进行通讯。

进一步的，所述的十八路温度测量由一个主温度测量模块、一个从温度测量模块及上位机通讯接口组成；所述的从温度测量模块将采集到的温度数据通过RS485通讯接口发送给主温度测量模块，主温度测量模块再与上位机通讯。

进一步的，所述的二十六路温度测量由一个主温度测量模块、两个从温度测量模块及上位机通讯接口组成；两个从温度测量模块将采集到的温度数据通过RS485通讯接口发送给主温度测量模块，主温度测量模块再与上位机通讯。

进一步的，所述的三十四路温度测量由一个主温度测量模块、三个从温度测量模块及上位机通讯接口组成；三个从温度测量模块将采集到的温度数据通过RS485通讯接口发送给主温度测量模块，主温度测量模块再与上位机通讯。

进一步的，所述主温度测量模块和从温度测量模块支持Pt100和Cu50两种温度传感器。

进一步的，所述的主温度测量模块和从温度测量模块均包括电源隔离供电电路、温度输入防雷电路、温度采集隔离电路、CPU、外部接口电路、LED指示电路及通讯电路；所述的电源隔离供电电路、温度输入防雷电路、温度采集隔离电路、外部接口电路、LED指示电路及通讯电路均与CPU连接，所述温度输入防雷电路与所述温度采集隔离电路连接。

进一步的，所述电源隔离供电电路包括：依次连接的输入电源保护电路、宽电压输入电路、DC/DC电源转换电路；所述DC/DC电源转换电路与CPU连接；所述温度输入防雷电路包括：防雷电路和热电阻输入隔离切换控制电路；所述温度采集隔离电路包括：热电阻隔离电路和AD采样电路；所述防雷电路、热电阻输入隔离切换控制电路、热电阻隔离电路、AD采样电路依次连接，所述AD采样电路与所述CPU连接；所述外部接口电路包括：时钟电路、看门狗电路、开关电路、存储电路，所述时钟电路、看门狗电路、开关电路、存储电路均与CPU连接；所述通讯电路包括：从机通讯接口电路和上位机通讯接口电路，所述从机通讯接口电路和上位机通讯接口电路均与CPU连接。

本实用新型的优点在于：1、通用性强，采集精度高，可根据现场需求来扩展多个温度测量模块，可以监测到的多个相关温度值；

2、每个通道均采用隔离防雷温度采集电路，为加强防雷处理主温度测量模块还可外扩两路专用的带隔离栅的温度测量模块，大大提供装置的防雷性能；

3、采用多重隔离技术(输入供电电源隔离、采集输入通道隔离、通讯接口隔离)保证与其他设备工作的相对独立，提高装置工作可靠性；

4、采集实时性高，采集温度更新时间为5秒，与配置的通道数量无关；

5、安装方便，采样导轨式安装方式，模块扩展方便，可以安装在电气柜内或单独安装在墙面上。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型装置结构框图。

图2是本实用新型中温度测量模块硬件结构框图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，一种可配置的水力发电机组温度监测装置，所述温度监测装置多种配置方式为十路温度测量电路、十八路温度测量电路、二十六路温度测量电路、三十四路温度测量电路的任意一种或任意几种的组合；所述的十路温度测量电路、十八路温度测量电路、二十六路温度测量电路、三十四路温度测量电路均包括一个主温度测量模块和若干个从温度测量模块，主温度测量模块通过RS485接口与从温度测量模块进行通讯，采集各从温度测量模块的温度信息，同时主温度测模块与上位机通讯，将采集到各路从温度测量模块的温度传送给上位机。

所述的主温度测量模块支持八路隔离通道温度输入和两路非隔离的隔离栅温度输入，所述的从温度测量模块支持八路隔离通道温度输入,所述的主温度测量模块最大可扩展三个所述的从温度测量模块。上位机集中处理接收到的温度数据，对几个相关联的温度数据进行归类并集中显示在人机界面上。所述的主温度测量模块和从温度测量模块在硬件及外部接线上完全兼容，用户可通过拨码开关随时将某个温度测量模块设置成主温度测量模块或从温度测量模块。

所述的十路温度测量电路由一个主温度测量模块与上位机通讯接口组成；主温度测量模块与上位机通过上位机通讯接口进行通讯。上位机集中处理接收到的温度数据，对几个相关联的温度数据进行归类并集中显示在人机界面上。

所述的十八路温度测量电路由一个主温度测量模块、一个从温度测量模块及上位机通讯接口组成；所述的从温度测量模块将采集到的温度数据通过RS485通讯接口发送给主温度测量模块，主温度测量模块再与上位机通讯。上位机集中处理接收到的温度数据，对几个相关联的温度数据进行归类并集中显示在人机界面上。

所述的二十六路温度测量电路由一个主温度测量模块、两个从温度测量模块及上位机通讯接口组成；两个从温度测量模块将采集到的温度数据通过RS485通讯接口发送给主温度测量模块，主温度测量模块再与上位机通讯。上位机集中处理接收到的温度数据，对几个相关联的温度数据进行归类并集中显示在人机界面上。

所述的三十四路温度测量电路由一个主温度测量模块、三个从温度测量模块及上位机通讯接口组成；三个从温度测量模块将采集到的温度数据通过RS485通讯接口发送给主温度测量模块，主温度测量模块再与上位机通讯。上位机集中处理接收到的温度数据，对几个相关联的温度数据进行归类并集中显示在人机界面上。

所述主温度测量模块和从温度测量模块支持Pt100和Cu50两种温度传感器。

如图2所示，所述的主温度测量模块和从温度测量模块均包括电源隔离供电电路、温度输入防雷电路、温度采集隔离电路、CPU、外部接口电路、LED指示电路及通讯电路；所述的电源隔离供电电路、温度输入防雷电路、温度采集隔离电路、外部接口电路、LED指示电路及通讯电路均与CPU连接，所述温度输入防雷电路与所述温度采集隔离电路连接。

所述电源隔离供电电路包括：依次连接的输入电源保护电路、宽电压输入电路、DC/DC电源转换电路；所述DC/DC电源转换电路与CPU连接；所述温度输入防雷电路包括：防雷电路和热电阻输入隔离切换控制电路；所述温度采集隔离电路包括：热电阻隔离电路和AD采样电路；所述防雷电路、热电阻输入隔离切换控制电路、热电阻隔离电路、AD采样电路依次连接，所述AD采样电路与所述CPU连接；所述外部接口电路包括：时钟电路、看门狗电路、开关电路、存储电路，所述时钟电路、看门狗电路、开关电路、存储电路均与CPU连接；所述通讯电路包括：从机通讯接口电路和上位机通讯接口电路，所述从机通讯接口电路和上位机通讯接口电路均与CPU连接。

所述的主温度测量模块包括八路温度测量，及两路外扩专用带隔离栅的温度测量模块；

所述的从温度测量模块只包括八路温度测量，不采集外扩专用带隔离栅的温度测量模块，也不与上位机进行数据通讯。

本实用新型的工作原理如下：

十路温度测量实现原理：适用温度通道少于十路温度测量，CPU采用轮询的方式，通过热电阻输入隔离切换控制电路控制单个温度通道的温度输入，输入的温度信号通过防雷电路进行防雷处理后，输入到AD隔离采样电路进行AD数据的采集编号，经过CPU处理后得到温度值，接下来CPU轮询控制热电阻输入隔离切换控制电路输入下一个温度通道的温度值同理得出温度值，在5秒内CPU完成所有通道的温度数据采集及处理；数据通过RS485接口发送外部上位机，然后上位机集中处理接收到的温度数据后对其进行解析后存储在自身的数据库中，对几个相关联的温度数据进行归类，并将实时温度值显示在人机界面上。

其他三种温度测量配置方式实现原理：其他三种温度测量在十路温度测量实现原理的基础上，外加若干个从温度测量装置，从温度测量模块控制测量工作原理与主温度测量模块相同，从温度测量装置测量的数据通过RS485通讯接口汇集给主温度测量模块，主温度测量装置再与上位机通讯。上位机集中处理接收到的温度数据，对几个相关联的温度数据进行归类并集中显示在人机界面上。

综上所述，本实用新型一种可配置的水力发电机组温度监测装置，其优势在于配置方式多样化，通用性强，温度实时性强、采集精度高，安装方便、可根据现场需求来扩展多个温度测量模块，可以监测到的多个相关温度值；采用通用的《Modbus协议》通信规约，实用性强。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。