发电机大轴绝缘监测及定位装置及方法与流程

本发明涉及适用于汽轮发电机旋转转子大轴安全检测，尤其涉及汽轮发电机旋转转子大轴的绝缘监测和故障定位。

背景技术：

现有的发电机大轴绝缘监测方法，往往存在各种弊端，使得测量结果不够准确，也无法对故障部分进行定位。例如：

申请号为200880124128.1公开的监测电动机器的轴的轴电流和/或绝缘的方法及执行该方法的装置，利用罗氏线圈实现对相关轴电流进行测量，通过测得的轴电压和相关轴电流的测量结果来确定二者之间的阻抗、相位关系，如果阻抗的极限值是下冲的，将发出告警，并根据监测的奇数倍数谐波的比例因数的中间值或平均值获得最终的估算比例因数来推断要被监测的轴电流。

申请号为200920099208.8公开的发电机轴电流检测装置，由轴电流传感器模块和控制组件构成，由控制组件对测得的轴电流进行处理和显示，将采集到的轴电流数值与预设报警值比较，如果轴电流大于设定的报警值将发出警报或执行自动跳闸保护功能。

申请号为201120191855.9公开的一种监测轴电流轴电压装置，由信号采集转换模块、数据处理和流程模块、设置显示模块组成，由信号采集转换模块完成对轴电压和轴电流的测量，通过傅里叶变换后对各频点的幅值与相应的报警只进行比较，输出各相应频点的告警，显示模块实现对基波、三次谐波、有效值的显示。

综上，现有基于发电机轴电流监测原理的大轴绝缘监测大都使用单一的测量量作为发电机大轴绝缘降低的判断标准，在发生发电机大轴绝缘降低的情况下，目前的手段只能得知发电机大轴绝缘降低，无法对绝缘降低的部位直接进行监测和定位，需要进行人为干预，影响了事故处理时间和事故后故障分析，影响了机组的安全稳定运行。在发电机起机过程中，由于高压水蒸气摩擦在发电机大轴引起大量电荷积累或发电机主磁场产生的干扰信号，容易引发误报警。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种发电机大轴绝缘监测及定位装置及方法，可以准确测量所述发电机大轴绝缘情况，并在某一对地绝缘部件的绝缘低时及时定位该对地绝缘部件并显示故障。

为了实现上有目的，本发明公开了一种发电机大轴绝缘监测及定位装置，包括轴电流检测模块、绝缘电压检测模块和处理模块，所述轴电流检测模块检测发电机大轴汽端的轴电流，所述绝缘电压检测模块分别检测发电机大轴的若干励磁端对地绝缘部件的绝缘电压，所述处理模块对所述轴电流和绝缘电压进行处理，并在所述轴电流高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。

与现有技术相比，本发明通过测量发电机大轴上的轴电流和发电机大轴励磁端对地绝缘部件的绝缘电压来实现发电机大轴绝缘低的监测，并根据轴电流和绝缘电压的测量来实现对绝缘降低部位的定位。如果发电机大轴绝缘状况良好，轴电流高判别元件不会启动，发电机励磁端绝缘部件的绝缘电压低启动部件也不会启动，不会生成大轴绝缘低报警信号。发电机励磁端绝缘部件的绝缘损坏时，处理模块中轴电流高判别元件和绝缘电压低判别元件启动，生成大轴绝缘低报警信号，并对绝缘降低部件的位置进行定位，不但测量准确，而且可以对绝缘降低的部位进行及时准确的定位。

较佳地，所述轴电流检测模块包括串于所述汽端接地线上的轴电流互感器，所述轴电流互感器采集获得所述发电机大轴汽端的轴电流。

较佳地，所述处理模块包括第一低通滤波器、第二低通滤波器、A/D转换模块和中央处理器，所述第一低通滤波器对所述轴电流检测模块采集的轴电流进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的轴电流输送至所述A/D转换模块，所述A/D转换模块将所述轴电流转换为对应的检测电压并输送至所述中央处理器，所述第二低通滤波器对所述绝缘电压检测模块采集到的绝缘电压进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的绝缘电压输送至所述中央处理器，所述中央处理器判断所述检测电压是否高于第一预设值且任一所述绝缘电压是否低于第二预设值，并在所述检测电压高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。

较佳地，所述发电机大轴绝缘监测及定位装置还包括显示器和报警装置，所述显示器和报警装置均与所述处理模块相连，所述处理模块依据所述大轴绝缘低报警信号在所述显示器上显示所述大轴绝缘低报警信号并定位绝缘电压对应的对地绝缘部件，所述报警装置依据所述大轴绝缘低报警信号报警。

较佳地，所述发电机大轴绝缘监测及定位装置还包括打印机，所述打印机与所述处理模块相连，所述处理模块依据所述大轴绝缘低报警信号获取对应的轴电流以及绝缘电压的故障波形并控制所述打印机打印。

较佳地，所述对地绝缘部件包括但不限于上半轴承外套绝缘部分、下半轴承外套绝缘部分、油密封过渡环绝缘部分、高压油管绝缘部分和测振支架绝缘部分。

本发明还公开了一种发电机大轴绝缘监测及定位方法，包括以下步骤：(1)检测所述检测发电机大轴汽端的轴电流，检测所述发电机大轴的若干励磁端对地绝缘部件的绝缘电压；(2)对所述轴电流和绝缘电压进行处理，并在所述轴电流高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。

较佳地，将一轴电流互感器串于所述汽端接地线上以检测发电机大轴汽端的轴电流。

较佳地，所述步骤(2)具体为：对所述轴电流进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的轴电流输经过A/D转换为对应的检测电压，判断所述检测电压是否高于第一预设值且任一所述绝缘电压是否低于第二预设值，在所述检测电压高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。

较佳地，所述步骤(2)后还包括步骤(3)：依据所述大轴绝缘低报警信号报警。

较佳地，所述步骤(2)后还包括步骤(4)：依据所述大轴绝缘低报警信号打印对应的轴电流以及绝缘电压的故障波形。

较佳地，所述对地绝缘部件包括但不限于上半轴承外套绝缘部分、下半轴承外套绝缘部分、油密封过渡环绝缘部分、高压油管绝缘部分和测振支架绝缘部分。

附图说明

图1是本发明所述发电机大轴绝缘监测及定位装置的结构框图。

图2是本发明所述发电机大轴绝缘监测及定位装置的连接关系图。

图3是本发明所述发电机大轴绝缘监测及定位装置的工作过程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图1，本发明公开了一种发电机大轴绝缘监测及定位装置100，包括轴电流检测模块10、绝缘电压检测模块20和处理模块30，所述轴电流检测模块10检测发电机大轴汽端的轴电流，所述绝缘电压检测模块20分别检测发电机大轴的若干励磁端对地绝缘部件的绝缘电压，所述处理模块30对所述轴电流和绝缘电压进行处理，并在所述轴电流高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。

其中，所述对地绝缘部件包括上半轴承外套绝缘部分、下半轴承外套绝缘部分、油密封过渡环绝缘部分、高压油管绝缘部分和测振支架绝缘部分等等。

参考图2，所述轴电流检测模块10包括串于所述汽端接地线上的轴电流互感器11，所述轴电流互感器11采集获得所述发电机大轴汽端的轴电流。其中，所述发电机大轴的汽端通过接地刷51直接接地。在发电机大轴的励磁端，各个对地绝缘部件通过引出线，引入到励磁端绝缘电压测量引出端子盒21内，从而使得绝缘电压检测模块20通过励磁端绝缘电压测量引出端子盒21对绝缘电压进行测量。

参考图1，所述处理模块30包括低通滤波器31、低通滤波器33、A/D转换模块32和中央处理器34，所述低通滤波器31对所述轴电流检测模块10采集的轴电流进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的轴电流输送至所述A/D转换模块32，所述A/D转换模块32将所述轴电流转换为对应的检测电压并输送至所述中央处理器34，所述低通滤波器33对所述绝缘电压检测模块20采集到的绝缘电压进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的绝缘电压输送至所述中央处理器34，所述中央处理器34判断所述检测电压是否高于第一预设值且任一所述绝缘电压是否低于第二预设值，并在所述检测电压高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。其中，在输出大轴绝缘低报警信号时，通过判断哪一对地绝缘部件处的绝缘电压低于第二预设值来定位对应的对地绝缘部件。

参考图1，所述发电机大轴绝缘监测及定位装置100还包括显示器41和报警装置42，所述显示器41和报警装置42均与所述处理模块30相连，所述处理模块30依据所述大轴绝缘低报警信号在所述显示器41上显示所述大轴绝缘低报警信号以及对应的对地绝缘部件的位置，所述报警装置42依据所述大轴绝缘低报警信号报警。

继续参考图1，所述发电机大轴绝缘监测及定位装置100还包括打印机43，所述打印机43与所述处理模块30相连，所述处理模块30依据所述大轴绝缘低报警信号获取对应的轴电流以及绝缘电压的故障波形并控制所述打印机打印。

参考图1至图3，描述本发明进行发电机大轴绝缘监测及定位方法，包括以下步骤：(1)检测所述检测发电机大轴汽端的轴电流，检测所述发电机大轴的若干励磁端对地绝缘部件的绝缘电压；(2)对所述轴电流和绝缘电压进行处理，并在所述轴电流高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。其中，将一轴电流互感器串于所述汽端接地线上以检测发电机大轴汽端的轴电流。

其中，所述步骤(2)具体为：对所述轴电流进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的轴电流输经过A/D转换为对应的检测电压，判断所述检测电压是否高于第一预设值且任一所述绝缘电压是否低于第二预设值，在所述检测电压高于第一预设值且任一所述绝缘电压低于第二预设值时输出大轴绝缘低报警信号，并定位、显示所述绝缘电压对应的对地绝缘部件。

其中，所述步骤(2)后还包括步骤(3)：依据所述大轴绝缘低报警信号报警。

其中，所述步骤(2)后还包括步骤(4)：依据所述大轴绝缘低报警信号打印对应的轴电流以及绝缘电压的故障波形。

工作时，当轴电流高(轴电流对应的检测电压高于第一预设值或者轴电流高于第一预设值)且上半轴承外套绝缘部分的绝缘电压低(此处绝缘电压低于第二预设值)时，输出上半轴承外套绝缘部分的大轴绝缘低报警信号，从而发出对应报警并定位上半轴承外套绝缘部分。对应的，当轴电流高且下半轴承绝缘部分的绝缘电压低时，输出下半轴承绝缘部分的大轴绝缘低报警信号，从而发出对应报警并定位下半轴承外套绝缘部分。当轴电流高且油密封过渡环绝缘部分的绝缘电压低时，输出油密封过渡环绝缘部分的大轴绝缘低报警信号，从而发出对应报警并定位油密封过渡环绝缘部分。当轴电流高且高压油管绝缘部分的绝缘电压低时，输出高压油管绝缘部分的大轴绝缘低报警信号，从而发出对应报警并定位高压油管绝缘部分。当轴电流高且测振支架绝缘部分的绝缘电压低时，输出测振支架绝缘部分的大轴绝缘低报警信号，从而发出对应报警并定位测振支架绝缘部分。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。