核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪的制作方法

本实用新型涉及一种核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪。

背景技术：
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为避免大型核电半速汽轮发电机发生转子接地故障或转子烧损事故，核电半速汽轮发电机出厂前都要在质量检验部成品试验站对汽轮发电机裸转子进行转子绕组匝间短路试验或在电站现场进行在线监测，及时发现核电半速汽轮发电机在制造和运行过程中可能产生或形成转子绕组匝间短路故障，确保发电机的安全、可靠运行。目前，国内外使用较普遍的检测方法是探测线圈法，这种方法是将内置磁通探测线圈的磁通探测器安装固定在距被测转子表面的距离10～20mm处(测试裸转子的情况下)或发电机的定子槽楔上，当转子旋转或发电机运行过程中，磁通探测线圈中就会产生感应电势，感应电势的波形直接反应了转子表面或发电机定转子气隙中的磁通分布情况，通过对感应电势的波形进行分析和诊断，则可确定发电机转子绕组是否存在匝间短路故障。这一方法具有直观、较为可靠及实现相对简单等特点。

目前，国内尚没有对核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪产品的报道，现有国内核电半速汽轮发电机组均采用美国进口核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪，进口核电半速汽轮发电机采用板卡式结构，电子元器件比较多，这样将会导致仪器损坏的几率大，仪器使用寿命短。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪，采用嵌入式结构，设计坚固、可靠且电源能耗低，控制器提供了容错文件系统,提高了数据记录应用的可靠性。本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪，由HD8088-A型磁通探测器、NI 9223型高速同步模拟输入模块、NI cRIO-9024型嵌入式实时控制器、cRIO-9113型机箱、IPC-510型研华原装工控机、HPCL3052型打印机为此装置的核心设备，IPC-510型研华原装工控机(1)的工业以太网口通过网线(9)与NI cRIO-9024型控制器(8)的工业以太网接口连接；NI cRIO-9024型控制器(8)与cRIO-9113型机箱(7)之间是通过以太网口连接的，遵循EtherCAT(以太网控制自动化技术)实时以太网技术，实现NI cRIO-9024型控制器(8)与cRIO-9113型机箱(7)之间的实时通讯；NI 9223型高速同步模拟输入模块(6)通过RS232串行通讯接口与cRIO-9113型机箱(7)相连接；NI 9223型高速同步模拟输入模块(6)输入信号端子通过信号线(5)与HD8088-A型磁通探测器(4)接口连接；HD8088-A型磁通探测器(4)安装在距离转子(3)10～20mm处，在转子(3)槽(2)避开通风口的位置。

本实用新型中核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪，通过工控计算机下发指令传输给NI cRIO-9024型控制器，NI cRIO-9024型控制器接到指令后传输给cRIO-9113型机箱中的FPGA对D8088-A型磁通探测器所感应转子表面的磁动势进行采集，将采集的数据通过EtherCAT(以太网控制自动化技术)实时以太网技术传输给NI cRIO-9024型控制器，从而传输到工控计算机，工控计算机对所得数据进行转子线圈匝间短路诊断。

本实用新型的工控机测控软件是基于图形化编程软件实验室虚拟仪器工程工作台LabVIEW软件编制的，开发时间短、模块化、可移植性和界面友好的特点。

本实用新型成果是可以监测核电半速汽轮发电机转子线圈匝间是否存在短路。本实用新型成果能够及时发现核电半速汽轮发电机在制造和运行过程中可能产生或形成转子绕组匝间短路故障，确保发电机的安全、可靠运行。

HD8088-A型磁通探测器(4)安装在距离转子(3)10～20mm处，在转子(3)槽(2)避开通风口的位置，使漏磁通在HD8088-A型磁通探测器(4)的探测线圈中产生磁动势，从而判断转子线圈匝间是否存在短路。本实用新型成果实践证明：采用该测试系统对发电机或裸转子进行匝间短路故障诊断再没有发生过误诊断的事件，避免了类似重大经济损失的发生；该测试系统应用到电站运行的发电机组上，将会为发电机组的在线监测和维护提供科学、准确的依据。

附图说明：

图1是本实用新型转子线圈匝间短路测量仪示意图

图2是本实用新型工作原理图

具体实施方式：

如图1所示一种核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪，其特征是：该装置由HD8088-A型磁通探测器、NI 9223型高速同步模拟输入模块、NI cRIO-9024型嵌入式实时控制器、cRIO-9113型机箱、IPC-510型研华原装工控机、HPCL3052型打印机为此装置的核心设备，IPC-510型研华原装工控机1的工业以太网口通过网线9与NI cRIO-9024型控制器8的工业以太网接口连接；NI cRIO-9024型控制器8与cRIO-9113型机箱7之间是通过以太网口连接的，遵循EtherCAT(以太网控制自动化技术)实时以太网技术，实现NI cRIO-9024型控制器8与cRIO-9113型机箱7之间的实时通讯；NI 9223型高速同步模拟输入模块6通过RS232串行通讯接口与cRIO-9113型机箱7相连接；NI 9223型高速同步模拟输入模块6输入信号端子通过信号线5与HD8088-A型磁通探测器4接口连接；HD8088-A型磁通探测器4安装在距离转子3，10～20mm处，在转子3槽2避开通风口的位置，使漏磁通在HD8088-A型磁通探测器4的探测线圈中产生磁动势，从而判断转子线圈匝间是否存在短路。

IPC-510型研华原装工控机型号：IPC-510，HD8088-A型磁通探测器型号：HD8088-A，NI 9223型高速同步模拟输入模块型号：NI 9223，NI cRIO-9024型嵌入式实时控制器型号：NI cRIO-9024，cRIO-9113型机箱型号：cRIO-9113，HPCL3052型打印机型号：HPCL3052

如图2所示一种核电半速汽轮发电机转子线圈匝间短路测量仪，IPC-510型研华原装工控机、显示器以及HPCL3052型打印机，它们被安放在远离现场的控制室内，IPC-510型研华原装工控机通过以太网远程控制下位嵌入式数据采集器完成数据采集及发送，并将所接收到的字节流形式的数据再基于TCP协议还原成所需要的数据形式，然后对这些数据进行分析和诊断，并将诊断结果和所测信号的波形进行显示和打印。

本实用新型在下位数据采集器的设计中采用了嵌入式技术，将其设计成一个嵌入式系统，这使得核电半速汽轮发电机转子绕组匝间短路测试系统的测量精度得到较大提高，从而，大大提高了测试系统对核电半速汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断的准确性。嵌入式系统是将先进的计算机技术、电子技术以及计算机软件技术与具体应用相结合，具有高集成度、高可靠性，功能专用的计算机系统。由于嵌入式数据采集器是核电半速汽轮发电机转子绕组匝间短路测试系统中的一个独立的子系统，因而，为提高系统测量精度，可以不受测试系统中其他因素的限制而独立地提高嵌入式数据采集器的数据采集速度和模数转换的位数。

本实用新型的工控机测控软件是基于图形化编程软件实验室虚拟仪器工程工作台LabVIEW软件平台编制的，开发时间短、模块化、可移植性和界面友好的特点。