专利名称：发电机转子绕组匝间短路在线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电机转子绕组匝间短路在线检测装置。
技术背景目前随着大型发电机组容量的提高，对发电机运行工况检测技术要求
也越来越高，特别是发电机转子在高速密闭氢介质中运转，检测其励磁绕组匝间短路故障
多年来在技术上未彻底解决，国内多台大型机组相继发生此故障造成重大的经济损失。 发明内容本实用新型的目的是提供一种有效的预防短路事故的发生，整体便于
维修的发电机转子绕组匝间短路在线检测装置，本实用新型的目的是通过以下技术方案实
现的本实用新型为一种发电机转子绕组匝间短路在线检测装置，全套装置包括柜体A内
安装气隙磁通传感器A1、信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4，其特
征是气隙磁通传感器A1安装在发电机内定子槽上，气隙磁通传感器A1通过发电机温度信
号接线板引出电压信号，电压信号通过信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报
警单元A4送入工控机的中央处理器A5中，信号从工业显示器屏幕A6显示出来。 本实用新型应用于大、中型同步发电机转子绕组匝间短路的检测，检测数据的采
集、处理、分析、全部由计算机完成。可快捷准确的判断出发电机转子绕组在运行中发生短
路的槽位及短路程度。依据"JB/8466-1996隐极式同步发电机转子绕组匝间短路判别方法"
标准规定，本实用新型检测结果可作为最终判据。本实用新型原理是将位于定、转子之间探
测线圈感应的电势，包括径向电势、切向电势、有功功率、无功功率四路信号，经信号采集单
元A3处理送入工控机的中央处理器A5中，计算机在同种工况下(即有功功率和无功功率
下)通过特殊的数学模型对采集的32个槽位的径向电压信号、切向电压信号与工控机的中
央处理器A5中保存的标准曲线模板一一对应对比分析，若发现某一个槽位或某几个槽位
的电势比标准曲线模板小于设定值，既说明某一个槽位或某几个槽位有发生匝间短路故障
的可能性及通过"报警图"可以看出是哪个槽位，以便采取相应的故障处理措施。 本实用新型的优点(1)操作菜单设置完备。设有"管理""测量""数据库""设
置"以及"帮助"等菜单。 (2)装置应用软件是在'WINDOWS'环境下开发的，具有良好的人机接口界面。 (3)若发电机转子发生短路情况时，检测装置能自动打印输出"报警图"、"槽位 号"、"短路程度"的数据文件。
(4)用户可随时调出发电机转子运行历史资料，可为发电机转子是否需要维修提
供依据从而有效的预防短路事故的发生。
(5)装置柜体为模块结构，便于维修。
图1为本实用新型的电路原理图 图2为信号调理单元原理线路图
具体实施方式
如图1所示，一种发电机转子绕组匝间短路在线检测装置，全套装置包括柜体内安装气隙磁通传感器A1、信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4，其 特征是气隙磁通传感器A1安装在发电机内定子槽上，气隙磁通传感器A1通过发电机温度 信号接线板引出电压信号，电压信号通过信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及 报警单元A4送入工控机的中央处理器A5中，信号从工业显示器屏幕A6显示出来。使用时， 当发电机在高速运转时，气隙磁通传感器Al产生感应电势。经信号采集单元A3处理送入 工控机的中央处理器A5中，工控机的中央处理器A5在同种工况下(即有功功率和无功功 率下)通过特殊的数学模型对采集的32个槽位的径向电压信号、切向电压信号与工控机的 中央处理器A5中保存的标准曲线模板一一对应对比分析，若发现某一个槽位或某几个槽 位的电势比标准曲线模板小于设定值，既说明某一个槽位或某几个槽位有发生匝间短路故 障的可能性及通过"报警图"可以看出是哪个槽位，以便时时检测发电机当前的运行状况。 执行元件结构如图2所示。气隙磁通传感器Al是使用0. 2mm2漆包线绕成线圈为500匝，电阻为8. 5欧姆的
气隙磁通传感器。通过气隙磁通传感器A1产生感应电势，送入信号采集单元A2中。 通过信号调理单元A2隔离放大电路变换后的感应电势送入信号采集单元A3。 通过信号采集单元A3采集的数据送入信号显示及报警单元A4。 信号显示及报警单元A4是由接线端子排，小型断路器、开关电源及报警指示灯等 组成的信号显示及报警单元。通过、信号显示及报警单元A4将报警信号送入工控机的中央 处理器A5中。 B为电厂提供的发电机功率变送器单元 中央处理器A5是工业用的高频高速计算机。通过、信号显示及报警单元A4送来 的信号经过处理，通过工业显示器A6屏幕显示出来。 A为柜体；A1为气隙磁通传感器输入信号；A2为信号调理单元；A3为信号采集单 元；A4为信号显示及报警单元；A5工控机的中央处理器；A6为工业显示器；B为电厂提供的 发电机功率变送器单元。 其中A2为信号调理单元，原理线路图见图2 如图2所示，A2调理单元信号由4路相互独立的模拟信号处理线路J2_1、 J2-2、 J2-3、 J2-4和1路开关量信号处理线路108组成。 J2-l模拟信号处理线路可以接收频率范围是(T2500Hz，电压峰峰值小于10V的模
拟电压信号，信号通过增益调节器(电位器W1)，隔离运算放大器(Ul)，数码开关(Sl)后，
变换得到隔离放大的频率范围是0 2500Hz，电压峰峰值小于10V的模拟电压信号，该信号
与原信号发生线路完全隔离，并完好的浮现了原信号的特性，不产生失真现象。 J2-2模拟信号处理线路可以接收频率范围是(T2500Hz，电压峰峰值小于10V的模
拟电压信号，信号通过增益调节器(电位器W2)，隔离运算放大器(U7)，数码开关(Sl)后，
变换得到隔离放大的频率范围是0 2500Hz，电压峰峰值小于10V的模拟电压信号，该信号
与原信号发生线路完全隔离，并完好的浮现了原信号的特性，不产生失真现象。 气隙磁通传感器A1感应的发电机的径向线圈和切向线圈电压信号通过A2为信号
调理单元J2-l模拟信号处理线路通道和J2-2模拟信号处理线路通道变换后进入A3为信
号采集单元。 J2-3模拟信号处理线路可以接收4-20mA的电流信号，信号通过精密电阻(RE2)，
4变换成0-5V的直流电压信号后，依次进入增益调节器(电位器W4)，隔离运算放大器 (U10)，阻容滤波电路(R25、R27、R28、R31、C12、C14)和数码开关(Sl)后，变换得到0-5V的 直流电压信号，该信号与原信号发生线路完全隔离，并完好的浮现了原信号的特性，不产生 失真现象。 J2-4模拟信号处理线路可以接收4-20mA的电流信号，信号通过精密电阻(RE1)， 变换成0-5V的直流电压信号后，依次进入增益调节器(电位器W5)，隔离运算放大器 (Ull)，阻容滤波电路(R26、R29、R30、R32、C13、C15)和数码开关(Sl)后，变换得到0-5V的 直流电压信号，该信号与原信号发生线路完全隔离，并完好的浮现了原信号的特性，不产生 失真现象。 电厂提供的发电机功率变送器单元B产生的发电机有功功率和无功功率信号通 过A2为信号调理单元J2-3模拟信号处理线路通道和J2-4模拟信号处理线路通道变换后 进入A3为信号采集单元。 108开关量信号处理线路可以接收工控机采集卡发出的开关量报警信号0或5V， 通过限流电阻R6A，进入光电偶隔离单元(GD1A和GD2A)中，产生的电平来控制三极管开关 电路(Q1A、Q2A)的开关情况，以此来控制继电器线圈的吸合。通过继电器的无源结点来向 A4为信号显示及报警单元发出报警信号。
权利要求一种发电机转子绕组匝间短路在线检测装置，其特征是柜体内安装气隙磁通传感器A1、信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4，其特征是气隙磁通传感器A1安装在发电机内定子槽上，气隙磁通传感器A1通过发电机温度信号接线板引出电压信号，电压信号通过信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4送入工控机的中央处理器A5中，信号从工业显示器屏幕A6显示出来。
2. 根据权利要求1所述的一种发电机转子绕组匝间短路在线检测装置，其特征是电 厂提供的发电机功率变送器单元B产生的发电机有功功率和无功功率信号通过信号调理 单元A2的J2-3模拟信号处理线路通道和J2-4模拟信号处理线路通道变换后进入信号采 集单元A3。
专利摘要发电机转子绕组匝间短路在线检测装置全套装置包括一个柜体A、气隙磁通传感器A1、信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4。其特征在于气隙磁通传感器A1安装在发电机内定子槽上，通过发电机温度信号接线板引出电压信号，电压信号通过信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4送入工控机的中央处理器A5中，从工业显示器屏幕A6显示出来。
文档编号G01R31/06GK201535810SQ20092010038
公开日2010年7月28日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者王英志 申请人:哈尔滨亚源电力有限责任公司