发电机转子匝间短路测试仪前端设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种发电机转子匝间短路测试仪前端设备，涉及发电机故障检测【技术领域】，该发电机转子匝间短路测试仪前端设备包括：双向击穿脉冲发生器集成电路、阻抗匹配集成电路以及嵌入式数据采集卡；阻抗匹配集成电路设置有多个接口，嵌入式数据采集卡设置有数据输出接口；双向击穿脉冲发生器集成电路与阻抗匹配集成电路连接；发电机转子内环连接接口与发电机转子内环连接；发电机转子外环连接接口与发电机转子外环连接；发电机转子大轴接口与发电机转子的大轴相连接；该多个接口中的数据采集连接接口与嵌入式数据采集卡连接。本实用新型能够获取发电机转子匝间短路测试仪后端设备所需的脉冲反射信号。
【专利说明】发电机转子匝间短路测试仪前端设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电机故障检测【技术领域】，尤其涉及一种发电机转子匝间短路测试仪前端设备。
【背景技术】
[0002]目前，随着电力工业的飞速发展以及用电量的大幅提高，人们对发电机的可靠性提出了更高的要求。然而发电机的转子在制造工艺、绝缘材料上可能存在缺陷，且发电机转子在运行中由于受到机械应力、温度、油污等工作环境因素的影响，近年来出现了越来越多的转子匝间短路故障。转子匝间短路故障对发电机的安全运行危害比较大。例如，容易引起转子异常振动或振动幅值超标；另外，匝间短路点的高温可能造成邻近的匝间绝缘垫条的损伤，引发更严重的匝间短路，甚至引起转子绕组接地故障，烧坏转子绕组或转子本体；另外，匝间短路还可能使转子大轴磁化，进一步加剧转子运行中的振动，可能损坏轴瓦或轴颈，并形成恶性循环，严重危及发电机的安全运行。因此，当前对发电机转子进行定期检测发电机转子是否发生匝间短路故障尤为重要。
实用新型内容
[0003]本实用新型实施例提供一种发电机转子匝间短路测试仪前端设备，以获取发电机转子匝间短路测试仪后端设备所需的脉冲反射信号。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种发电机转子匝间短路测试仪前端设备，连接发电机转子匝间短路测试仪后端设备，包括双向击穿脉冲发生器集成电路、阻抗匹配集成电路以及嵌入式数据采集卡；所述阻抗匹配集成电路设置有发电机转子内环连接接口、发电机转子外环连接接口、数据采集连接接口以及发电机转子大轴接口，所述嵌入式数据采集卡设置有数据输出接口与所述发电机转子匝间短路测试仪后端设备连接；
[0006]所述双向击穿脉冲发生器集成电路与所述阻抗匹配集成电路连接以向所述阻抗匹配集成电路传输第一脉冲信号；
[0007]所述发电机转子内环连接接口与发电机转子内环连接，以传输第二脉冲信号并接收所述第二脉冲信号的反射信号；所述发电机转子外环连接接口与发电机转子外环连接，以传输第三脉冲信号并接收所述第三脉冲信号的反射信号；所述发电机转子大轴接口与发电机转子的大轴相连接；所述数据采集连接接口与所述嵌入式数据采集卡连接，以向所述嵌入式数据采集卡传输所述第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号。
[0008]进一步的，所述发电机转子匝间短路测试仪前端设备，还包括脉冲放电调制电路，所述脉冲放电调制电路与所述双向击穿脉冲发生器集成电路和阻抗匹配集成电路分别连接。
[0009]进一步的，所述发电机转子匝间短路测试仪前端设备，还包括脉冲校准及故障模拟电路，所述脉冲校准及故障模拟电路与所述发电机转子内环连接接口和发电机转子外环连接接口连接。
[0010]具体的，所述脉冲校准及故障模拟电路包括:第一电阻、第二电阻、发电机转子参数模拟电路以及一开关；
[0011 ] 所述发电机转子内环连接接口依次通过所述第一电阻、发电机转子参数模拟电路以及所述第二电阻与所述发电机转子外环连接接口连接；
[0012]或者，发电机转子外环连接接口依次通过所述第一电阻、发电机转子参数模拟电路以及所述第二电阻与所述发电机转子内环连接接口连接；
[0013]所述第二电阻与所述开关并联。
[0014]进一步的，所述发电机转子匝间短路测试仪前端设备，还包括交流电源，所述交流电源通过过流保护器、双绕组降压变压器、半波整流电路、滤波电路、调制电路与所述双向击穿脉冲发生器集成电路连接。
[0015]本实用新型实施例提供的发电机转子匝间短路测试仪前端设备，包括双向击穿脉冲发生器集成电路、阻抗匹配集成电路以及嵌入式数据采集卡；所述阻抗匹配集成电路设置有发电机转子内环连接接口、发电机转子外环连接接口、数据采集连接接口以及发电机转子大轴接口，所述嵌入式数据采集卡设置有数据输出接口与所述发电机转子匝间短路测试仪后端设备连接；所述双向击穿脉冲发生器集成电路与所述阻抗匹配集成电路连接以向所述阻抗匹配集成电路传输第一脉冲信号；所述发电机转子内环连接接口与发电机转子内环连接，以传输第二脉冲信号并接收所述第二脉冲信号的反射信号；所述发电机转子外环连接接口与发电机转子外环连接，以传输第三脉冲信号并接收所述第三脉冲信号的反射信号；所述发电机转子大轴接口与发电机转子的大轴相连接；所述数据采集连接接口与所述嵌入式数据采集卡连接，以向所述嵌入式数据采集卡传输所述第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号，进而向发电机转子匝间短路测试仪后端设备传输所述第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型实施例提供的发电机转子匝间短路测试仪前端设备的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例中的发电机转子绕组的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例中的发电机转子绕组的匝间示意图；
[0020]图4为本实用新型实施例提供的发电机转子匝间短路测试仪前端设备的结构示意图；
[0021]图5为本实用新型实施例提供的发电机转子匝间短路测试仪前端设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]如图1所示，本发明实施例提供一种发电机转子匝间短路测试仪前端设备10，连接发电机转子匝间短路测试仪后端设备11，该发电机转子匝间短路测试仪前端设备10包括双向击穿脉冲发生器集成电路101、阻抗匹配集成电路102以及嵌入式数据采集卡103。该阻抗匹配集成电路102设置有发电机转子内环连接接口 104、发电机转子外环连接接口105、数据采集连接接口 106以及发电机转子大轴接口 107，该嵌入式数据采集卡103设置有数据输出接口 108与发电机转子匝间短路测试仪后端设备11连接。
[0024]双向击穿脉冲发生器集成电路101与阻抗匹配集成电路102连接以向阻抗匹配集成电路102传输一第一脉冲信号。
[0025]该发电机转子内环连接接口 104与发电机转子内环201连接，以传输一第二脉冲信号并接收第二脉冲信号的反射信号。发电机转子外环连接接口 105与发电机转子外环202连接，以传输一第三脉冲信号并接收第三脉冲信号的反射信号。发电机转子大轴接口 107与发电机转子的大轴203相连接。数据采集连接接口 106与嵌入式数据采集卡103连接，以向嵌入式数据采集卡103传输第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号。
[0026]该发电机转子匝间短路测试仪后端设备可以采用TMS320C3X/C4X/C8X、ADSP21XXX、DSP32/32C、或者 AT91SAM9x5 系列芯片等。
[0027]为了便于本领域技术人员对发电机转子匝间短路进行了解，如图2所示，列举了一种发电机转子绕组的结构，一个发电机转子绕组包括多个线圈，即可称为多个线包或者多套，每个线包由多匝铜片(例如7-10匝)叠制组成。而如图3所示，各层铜片的匝(例如匝30)与匝(例如匝32)之间设置有绝缘层31。如果绝缘层31由于温度过热或存在异物等原因而破坏，使得两匝铜片相导通，造成发电机转子出现了匝间短路故障。
[0028]进一步的，如图4所示，发电机转子匝间短路测试仪前端设备10，还包括脉冲放电调制电路109，脉冲放电调制电路109与双向击穿脉冲发生器集成电路101和阻抗匹配集成电路102分别连接。
[0029]该脉冲放电调制电路109可以调制脉冲的下降沿即放电时间，从而改变脉冲波形，能够适应待检测的发电机转子的需要。
[0030]进一步的，如图4所示，该发电机转子匝间短路测试仪前端设备10，还包括脉冲校准及故障模拟电路110，脉冲校准及故障模拟电路110可以与发电机转子内环连接接口和发电机转子外环连接接口连接。
[0031]具体的如图4所示，脉冲校准及故障模拟电路110包括:第一电阻111、第二电阻112、发电机转子参数模拟电路113以及一开关114。
[0032]发电机转子内环连接接口 104可以依次通过第一电阻111、发电机转子参数模拟电路113以及第二电阻112与发电机转子外环连接接口 105连接。
[0033]或者如图5所示，发电机转子外环连接接口 105可以依次通过第一电阻111、发电机转子参数模拟电路113以及第二电阻112与发电机转子内环连接接口 104连接。
[0034]另外，如图4和图5所示，该第二电阻112与开关114并联。
[0035]当上述开关闭合的时候，第二电阻短路，从而表示电路故障；当开关断开时，即表示无故障。
[0036]进一步的如图4所示，发电机转子匝间短路测试仪前端设备10，还包括交流电源115，交流电源115通过过流保护器116、双绕组降压变压器117、半波整流电路118、滤波电路119、调制电路120与双向击穿脉冲发生器集成电路101连接。
[0037]另外，该阻抗匹配集成电路102中设置有两个相同参数的变阻器，以通过变阻器分别调整第二脉冲信号和第三脉冲信号的波形。
[0038]本实用新型实施例提供的发电机转子匝间短路测试仪前端设备，连接了发电机转子匝间短路测试仪后端设备，包括双向击穿脉冲发生器集成电路、阻抗匹配集成电路以及嵌入式数据采集卡；阻抗匹配集成电路设置有发电机转子内环连接接口、发电机转子外环连接接口、数据采集连接接口以及发电机转子大轴接口，嵌入式数据采集卡设置有数据输出接口与发电机转子匝间短路测试仪后端设备连接；双向击穿脉冲发生器集成电路与阻抗匹配集成电路连接以向阻抗匹配集成电路传输第一脉冲信号；发电机转子内环连接接口与发电机转子内环连接，以传输第二脉冲信号并接收第二脉冲信号的反射信号；发电机转子外环连接接口与发电机转子外环连接，以传输第三脉冲信号并接收第三脉冲信号的反射信号；发电机转子大轴接口与发电机转子的大轴相连接；数据采集连接接口与嵌入式数据采集卡连接，以向嵌入式数据采集卡传输第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号，进而向发电机转子匝间短路测试仪后端设备传输所述第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号。
[0039]本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种发电机转子匝间短路测试仪前端设备，连接发电机转子匝间短路测试仪后端设备，其特征在于，包括双向击穿脉冲发生器集成电路、阻抗匹配集成电路以及嵌入式数据采集卡；所述阻抗匹配集成电路设置有发电机转子内环连接接口、发电机转子外环连接接口、数据采集连接接口以及发电机转子大轴接口，所述嵌入式数据采集卡设置有数据输出接口与所述发电机转子匝间短路测试仪后端设备连接； 所述双向击穿脉冲发生器集成电路与所述阻抗匹配集成电路连接以向所述阻抗匹配集成电路传输第一脉冲信号； 所述发电机转子内环连接接口与发电机转子内环连接，以传输第二脉冲信号并接收所述第二脉冲信号的反射信号；所述发电机转子外环连接接口与发电机转子外环连接，以传输第三脉冲信号并接收所述第三脉冲信号的反射信号；所述发电机转子大轴接口与发电机转子的大轴相连接；所述数据采集连接接口与所述嵌入式数据采集卡连接，以向所述嵌入式数据采集卡传输所述第二脉冲信号的反射信号和第三脉冲信号的反射信号。
2.根据权利要求1所述的发电机转子匝间短路测试仪前端设备，其特征在于，还包括脉冲放电调制电路，所述脉冲放电调制电路与所述双向击穿脉冲发生器集成电路和阻抗匹配集成电路分别连接。
3.根据权利要求2所述的发电机转子匝间短路测试仪前端设备，其特征在于，还包括脉冲校准及故障模拟电路，所述脉冲校准及故障模拟电路与所述发电机转子内环连接接口和发电机转子外环连接接口连接。
4.根据权利要求3所述的发电机转子匝间短路测试仪前端设备，其特征在于，所述脉冲校准及故障模拟电路包括:第一电阻、第二电阻、发电机转子参数模拟电路以及一开关； 所述发电机转子内环连接接口依次通过所述第一电阻、发电机转子参数模拟电路以及所述第二电阻与所述发电机转子外环连接接口连接； 或者，发电机转子外环连接接口依次通过所述第一电阻、发电机转子参数模拟电路以及所述第二电阻与所述发电机转子内环连接接口连接； 所述第二电阻与所述开关并联。
5.根据权利要求1-4任一项所述的发电机转子匝间短路测试仪前端设备，其特征在于，还包括交流电源，所述交流电源通过过流保护器、双绕组降压变压器、半波整流电路、滤波电路、调制电路与所述双向击穿脉冲发生器集成电路连接。
【文档编号】G01R31/06GK203941260SQ201420372125
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】龙飞, 王劲松, 梅志刚, 雷雨, 孙士涛 申请人:国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司