一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发电机在线监测领域，尤其涉及一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，尤其是一种具有发电机轴电压治理功能的在线监测装置。
【背景技术】
[0002]随着汽轮发电机组单机容量的增大，汽轮机的进气压力、流量、流速等参数及机组尺寸增大以及静态励磁系统的广泛采用等原因，引起发电机组大轴上产生了电压，称为轴电压。如果对轴电压的抑制和防护措施不当，将会在发电机轴承、轴瓦、齿轮等部件产生有害的轴电流，若汽轮发电机组的轴电流很大，轴电流将通过轴颈、轴瓦等有关部件，会在轴颈和轴瓦表面产生很多蚀点。破坏轴颈和轴瓦的良好配合，进一步加剧轴瓦的损坏;轴电流引起的电弧会烧蚀轴承部件并使轴承的润滑油老化，从而加速轴承的机械磨损:轴电流会使汽轮机部件、发电机端盖、轴承和环绕轴的其他部件强烈磁化，并在轴颈和叶轮处产生单极电势，严重时还会引起停机事故，造成不必要的检修和发电损失。
[0003]为了防止轴电流损坏轴承，长期以来采用的办法是将励端轴瓦基座对地绝缘，在汽侧轴瓦基座内侧装设接地电刷，将转轴接地。这样轴电流将通过接地电刷构成回路，而不致损坏轴承。但上述措施并不是万无一失的，由于轴瓦基座绝缘不良或通过细小异物接地很难被发现，当接地电刷接触不良时，轴电流依然会损坏轴承，因此，有必要对汽轮发电机的轴电压和轴电流进行监测和分析，并采取有效的治理措施，使汽轮发电机安全、可靠运行。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，其目的是为了实时监测和掌握直流输电系统单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时，受大地中直流影响的变压器分布规律及受影响程度，以便采取相应防范和抑制措施。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，包括发电机轴电压和轴电流在线监测单元和治理单元两部分，在线监测单元和治理单元别位于屏柜上，屏柜上设有显示器窗口，显示器与工控机相连，屏柜内设有键盘和鼠标。
[0006]所述的在线监测单元包括显示器、工控机、电压变送器、电流传感器及数据采集卡;其中显示器、工控机、电压变送器、电流传感器及数据采集卡均安装在屏柜内，电流传感器连接在发电机汽机端接地回路。
[0007]所述的电流传感器采用穿心式结构，测量范围为O?1A，信号输出为4?20mA;所述的电压变送器测量范围为O到100V，信号输出为4?20mA。
[0008]所述的治理单元是由电阻和电容器串并联回路构成，电压变送器和电流传感器输出端分别与数据采集卡连接，数据采集卡内置于工控机;穿心式电流传感器输出的4?20mA变送信号和电压变送器输出的4?20mA变送信号分别接入内置于工控机的数据采集卡;工控机对数据采集卡采集的数据进行计算处理后，通过装置屏柜安装的显示器显示测量数据和波形，并将该测量数据进行存储，以便分析和调取历史监测数据。
[0009]所述的治理单元采用聚丙乙烯为介质的电容器器和精密无感电阻，并串接保险丝;治理单元的引线通过屏柜底部电缆通道走线，一端与发电机励磁机侧电刷连接，另一端与接地弓I线连接;汽机侧电刷与地连接。
[0010]本发明的优点及有益效果是:
本发明装置具有轴电压和轴电流数据监测和治理的双重功能，通过对发电机组轴电压、轴电流的在线监测和治理，提供一种降低发电机组轴电压和轴电流到安全数据的措施和装置，对于保证大容量汽轮发电机安全稳定运行具有重要意义。本装置结构设计紧凑，夕卜形美观，安装方法简便，安全，便于运行人员安装，使用和维护。通过本发明技术方案的实施，能够准确稳定的真正实时监测汽轮发电机转子轴电压和轴电流在运行状态中的变化情况，并可以降低发电机组轴电压和轴电流，使其在安全、合理的数值范围内，提高发电机安全运行的可靠性，为发电机运行状况评估提供依据。可以广泛适用于大型汽轮发电机轴电压和轴电流的在线监测和治理。
[0011]本发明监测装置还具有发电机轴电压和轴电流数据超限报警功能，报警值可以由用户自行定义，当出现异常情况时，装置的显示屏及远方后台均会发出报警信号，使工作人员能够及时采取处理措施，保证发电机的安全、稳定运行。
[0012]下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步详细的说明。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的工作原理示意图；
图2是本发明的内部结构示意图。
[0014]图中1.显示器，2.工控机，3.电阻，4.电容器，5.汽机侧电刷，6.励磁机侧电刷。
【具体实施方式】
[0015]本发明是一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置。如图1所示，图1是发明的工作原理示意图。如图2所示，图2是本发明的内部结构示意图。
[0016]本发明装置包括发电机轴电压和轴电流在线监测单元和治理单元两部分。
[0017]所述的在线监测单元包括显示器、工控机、电压变送器、电流传感器及数据采集卡等组成;除电流传感器外，显示器、工控机、电压变送器及数据采集卡等均安装在屏柜内。穿心式电流传感器套装在发电机汽机端接地回路，获取发电机轴电流信号，并且能够真实反映发电机轴电流的变化情况，并且与发电机没有电气连接，对发电机的运行不产生任何影响。在线监测单元和治理单元两部分别位于屏柜的上部和下部，屏柜内还配设有键盘和鼠标等用于工控机2的操作，屏柜放置于发电机附近，在屏柜上部设置了显示器窗口，用于观察监测数据，外壳单独接地，用于屏蔽外界的电磁干扰。
[0018]本发明选用的电流传感器采用穿心式结构，测量范围为O?1A，信号输出为4?20mA;电压变送器测量范围为O到100V，信号输出为4?20mA。发电机轴电压通过电压变送器进行测量，主要用于测量发电机励磁机侧电刷6与接地端之间的电压，汽机侧电刷5与地连接。
[0019]所述的治理单元是由电阻3和电容器4串并联回路构成，电压变送器和电流传感器输出端分别与数据采集卡连接，数据采集卡内置于工控机。穿心式电流传感器输出的4?20mA变送信号和电压变送器输出的4?20mA变送信号分别接入内置于工控机2的数据采集卡。工控机2对数据采集卡采集的数据进行计算处理后，通过装置屏柜安装的显示器显示测量数据和波形，并将该测量数据进行存储，以便分析和调取历史监测数据。本装置还可以通过电压和电流变送器将监测数据接入发电厂监测后台，方便运行人员监测数据。该治理单元采用聚丙乙烯为介质的电容器器和精密无感电阻，并串接保险丝，保证了治理单元的安全可靠性和有效性。
[0020]治理单元的引线通过屏柜底部电缆通道走线，一端与发电机励磁机侧电刷6连接，另一端与接地引线连接。电容器4用于降低发电机转子轴承油膜绝缘分担的高电压，电阻3用于限制轴电流。装置监测到的轴电压和轴电流超出设定范围时，装置及发电厂监测后台将及时发出报警信号，提醒运行人员采取措施进行处理，保障发电机的安全可靠运行。
[0021]本发明装置具有数据分析和诊断功能，报警阈值可设置，在使用的时候，将显示器I与工控机2相连，用于显示工控机计算分析的轴电压和轴电流数据和曲线，当监测数据越限或异常时，显示器I将显示报警信息，提醒巡检人员注意。
[0022]本发明装置可以实时监测发电机轴电压和轴电流的实时变化情况，并且具有轴电压和轴电流超限报警，数据信息存储，参数灵活配置和治理功能等多种功能，既可以及时发现轴电压和轴电流过大的隐患，还可以将发电机轴电压和轴电流限制在合理范围内。对于保证大容量汽轮发电机安全稳定运行具有重要意义。因此，对发电机轴电压和轴电流进行在线监测和治理是非常有意义而且有必要地一项工作。
【主权项】
1.一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，其特征是:包括发电机轴电压和轴电流在线监测单元和治理单元两部分，在线监测单元和治理单元别位于屏柜上，屏柜上设有显示器窗口，显示器(I)与工控机(2)相连，屏柜内设有键盘和鼠标。2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，其特征是:所述的在线监测单元包括显示器、工控机、电压变送器、电流传感器及数据采集卡;其中显示器、工控机、电压变送器、电流传感器及数据采集卡均安装在屏柜内，电流传感器连接在发电机汽机端接地回路。3.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，其特征是:所述的电流传感器采用穿心式结构，测量范围为O?1A，信号输出为4?20mA;所述的电压变送器测量范围为O到100V，信号输出为4?20mA。4.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，其特征是:所述的治理单元是由电阻(3)和电容器(4)串并联回路构成，电压变送器和电流传感器输出端分别与数据采集卡连接，数据采集卡内置于工控机;穿心式电流传感器输出的4?20mA变送信号和电压变送器输出的4?20mA变送信号分别接入内置于工控机(2)的数据采集卡;工控机(2)对数据采集卡采集的数据进行计算处理后，通过装置屏柜安装的显示器显示测量数据和波形，并将该测量数据进行存储，以便分析和调取历史监测数据。5.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，其特征是:所述的治理单元采用聚丙乙烯为介质的电容器器和精密无感电阻，并串接保险丝;治理单元的引线通过屏柜底部电缆通道走线，一端与发电机励磁机侧电刷(6)连接，另一端与接地弓I线连接;汽机侧电刷(5 )与地连接。
【专利摘要】本发明属于发电机在线监测领域，尤其涉及一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，尤其是一种具有发电机轴电压治理功能的在线监测装置。包括发电机轴电压和轴电流在线监测单元和治理单元两部分，在线监测单元和治理单元别位于屏柜上，屏柜上设有显示器窗口，显示器与工控机相连，屏柜内设有键盘和鼠标。本发明结构紧凑，外形美观，安装方法简便，安全，便于运行人员安装，使用和维护，保证发电机的安全、稳定运行。能够准确稳定的真正实时监测汽轮发电机转子轴电压和轴电流在运行状态中的变化情况，降低发电机组轴电压和轴电流，使其在安全、合理的数值范围内，提高发电机安全运行的可靠性，为发电机运行状况评估提供依据。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN105548655
【申请号】CN201510889168
【发明人】王茂军, 高强, 刘齐, 张光明
【申请人】辽宁东科电力有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月7日