一种水轮机转速装置校验仪及校验方法与流程

1.本发明涉及水轮发电机设备领域，具体是一种水轮机转速装置校验仪及校验方法。


背景技术：

2.目前，电厂每次对于水轮发电机机组检修时，传统校验转速测控装置的技术方法是：使用频率发生器手动逐步增加频率，当转速接点动作时停止，记录动作频率，同时使用万用表动作动作接点触点电阻，并记录数据；当所有转速接点均动作后，操作频率发生器减少频率，当接点动作复归时，停止操作，记录返回频率，同时动作每个常闭触点电阻，并记录数据；整个校验过程工作量大，费时费力，测试数据受人为因素影响不准确；且该种方法不能对机械通道校验，只能对电气通道校验，存在测试项目不完整的问题。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
4.鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明所要解决的技术问题是目前对于水轮发电机机组检修时，校验转速测控装置工作量大，费时费力，测试数据受人为因素影响不准确；无法对机械通道校验，只能对电气通道校验，测试项目不完整等问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水轮机转速装置校验方法，包括
7.将转速测控装置接点对应的一组动作参数输入并分为两类，分别为第一动作参数和第二动作参数；
8.统计所有所述第二动作参数，检测相对应接点的电阻；
9.设定回程差，统计所述第一动作参数和所述第二动作参数与回程差之和，由小至大排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率；
10.统计所有所述第一动作参数，检测相对应接点的电阻；
11.统计所述第二动作参数和所述第一动作参数与回程差之差，由大至小排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率；
12.根据检测数据，与标准值相比较，判断转速测控装置接点是否正常。
13.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验方法的一种优选方案，其中：
14.所述第一动作参数为输入：“大于等于”的参数集合；
15.所述第二动作参数为输入：“小于等于”的参数集合。
16.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验方法的一种优选方案，其中：统计所有所述第二动作参数，检测相应接点的触点电阻时，电机转速为零。
17.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验方法的一种优选方案，其中：统计所述第一动作参数和所述第二动作参数与回程差之和，由小至大排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率过程中，电机转速由零逐步上升至所述动作参数的最大值。
18.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验方法的一种优选方案，其中：统计所有所述第二动作参数，检测相应接点的电阻时，电机转速为第一动作参数的最大值或相对应的接点动作后。
19.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验方法的一种优选方案，其中：统计所述第二动作参数和所述第一动作参数与回程差之差，由大至小排列后，剔除重复数值，电机转速由所述动作参数的最大值逐步下降至零。
20.一种水轮机转速装置校验仪，其特征在于：包括
21.控制模块、信号发生单元、电阻与频率测量模块、驱动模块和数据存储模块；
22.所述控制模块连接信号发生单元，所述控制模块能够向信号发生单元发送第一命令信号和第二命令信号；
23.所述信号发生单元连接所述驱动模块和传输接收模块，所述信号发生单元向所述驱动模块发送脉冲信号，以及向转速测控装置发送电气信号；
24.所述电阻与频率动作模连接所述控制模块，所述电阻与频率动作模进行实时电阻与频率动作，所述电阻与频率动作模向所述控制模块发出频率信号；
25.所述数据存储模块连接所述控制模块，能够相互传输数据信息，所述数据存储模块能够存储多组转速测控装置接点动作参数。
26.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验仪的一种优选方案，其中：还包括电流动作模块、齿盘和信号采集模块
27.所述电流动作模块连接所述控制模块，用于测量和校验所述转速测控装置的电流输出值和精度；
28.所述齿盘连接于所述驱动模块，所述驱动模块带动所述齿盘转动，所述齿盘用于模拟发出机械信号；
29.所述信号采集模块连接所述控制模块，所述信号采集模块采集所述齿盘发出的转速信号和所述机械信号，并将所述转速信号发送至所述控制模块，以及所述机械信号发送至所述转速测控装置。
30.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验仪的一种优选方案，其中：所述信号发生单元包括第一信号发生模块和第二信号发生模块，所述第一信号发生模块连接所述驱动模块，用于发送所述脉冲信号；第二信号发生模块连接所述转速测控装置，用于发送所述电气信号。
31.作为本发明所述一种水轮机转速装置校验仪的一种优选方案，其中：还包括输入与显示模块、供电模块和打印模块；
32.所述打印模块连接所述控制模块，用于打印检测数据；
33.所述供电模块连接所述控制模块，用于为装置提供动力；
34.所述输入与显示模块连接所述控制模块，用于输入操作命令与设定参数。
35.本发明的有益效果：本发明水轮机转速装置校验仪及校验方法能够在传统的检测转速的功能下增加了自动检测触点电阻、动作频率返回频率以及电流的功能，对机械通道、
电气通道均进行校验，排除人工手动校验的不准确，确保转速测控装置合格情况下，使用于机组，有效避免机组非计划停运；同时可存储多组转速测控装置的设置参数，还具有打印功能，大幅提高工作效率，节省人力及检修时间。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图。其中：
37.图1为本发明提供的一种实施例所述的水轮机转速装置校验仪的整体连接示意图；
38.图2为本发明提供的一种实施例所述的水轮机转速装置校验仪及接点校验方法流程示意图；
39.图3为本发明提供的一种实施例所述的水轮机转速装置校验仪及接点校验方法电路连接示意图；
40.图4为本发明提供的一种实施例所述的水轮机转速装置校验仪齿盘连接示意图。
具体实施方式
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
42.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
43.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
44.再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
45.实施例1
46.参照图2，本实施例提供了一种水轮机转速装置校验方法，包括
47.s1：将转速测控装置接点对应的一组动作参数输入并分为两类，分别为第一动作参数和第二动作参数；
48.更进一步的，第一动作参数为输入为“大于等于”动作参数的集合；第二动作参数为输入为“小于等于”动作参数的集合。
49.具体的，一般一台转速测控装置接点为14、16个或更多，因此对应的一组动作参数为14、16个或更多。
50.作为一种可选实现方式，将16个动作参数依次对应输入至校验装置，同时对应输入“大于等于”或“小于等于”，作为分类标准，即，所有输入为“大于等于”的动作参数的集合
为第一动作参数，所有输入为“小于等于”的动作参数的集合为第二参量参数。
51.较佳的，“大于等于”和“小于等于”在输入时可用“1”或“2”等数值符号代替，便于快速输入。
52.s2：统计所有第二动作参数，检测相对应接点的电阻；
53.更进一步的，统计所有第二动作参数，检测相应接点的电阻时，电机转速为零。
54.应说明的是，当校验装置启动后，首先进行所有第二动作参数对应接点的电阻动作，电机转速为零，此时所有“小于等于”动作参数的接点处于闭合状态，用时几秒后可以完整测得对应接点电阻值。
55.s3：设定回程差，统计第一动作参数和第二动作参数与回程差之和，由小至大排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率；
56.更进一步的，统计第一动作参数和第二动作参数与回程差之和，由小至大排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率过程中，电机转速由零上升至动作参数的最大值。
57.具体的，回程差的设定是为了作为接点动作后返回的缓冲，避免产生接点抖动，造成控制设备误动的问题，根据实际情况，回程差值可根据转速装置内部设置。
58.应说明的是，统计所有第一动作参数以及第二动作参数与回程差之和的数据，由小至大排列，目的是转速由零上升至动作参数的最大值过程中，可顺序测得对应接点的动作频率和返回频率；剔除重复值可简化动作过程和程序计算，当转速上升至某重复值时，对应此重复值的多个接点均会产生动作。
59.转速到达每个点时停止几秒，待对应的接点动作，开出频率动作或者返回信号时，控制模块100自动记录动作频率或返回频率，然后继续往下一点升速，直至最高速。
60.s4：统计所有第一动作参数，检测相对应接点的触点电阻；
61.更进一步的，统计所有第一动作参数，检测相应接点的触点电阻时，电机转速为动作参数的最大值或相对应的接点动作后。
62.应说明的是，优选的，当校验装置转速到达最大值后，进行所有第一动作参数对应接点的电阻动作，电机转速为最大值，此时所有“大于等于”动作参数的接点处于闭合状态，用时几秒后可以完整测得对应接点电阻值。
63.作为另一种优选方式，当校验装置相对应的接点动作后，也可进行对应接点电阻值的测量。
64.s5：统计第二动作参数和第一动作参数与回程差之差，由大至小排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率；
65.更进一步的，统计第二动作参数和第一动作参数与回程差之差，由大至小排列后，剔除重复数值，检测相应接点的动作及返回频率过程中，电机转速由动作参数的最大值下降至零。
66.应说明的是，统计第二动作参数和第一动作参数与回程差之差，由大至小排列，目的是转速由动作参数的最大值下降到零时，可逆序测得对应接点的动作频率和返回频率；转速到达每个点时停止几秒，待对应的接点做出动作，开出频率信号时，控制模块100自动记录动作频率或返回频率，然后继续往下一点升速，直至转速为零。
67.s6：根据检测数据，与标准值相比较，判断转速测控装置接点是否正常。
68.具体的，触点电阻检测值为“0”时，说明接点接触良好，当≥10ω时则判断为故障，需要更换；动作频率与返回频率的动作值一般不能大于或小于标准动作值0.02hz，否则判断为故障，说明转速测控装置动作不准确，需更换。
69.通过此方法可全自动快速检测出转速测控装置的触点电阻、动作频率返回频率，同时结合数据存储模块500实现对多台转速测控装置的接点标准动作参数进行保存，无需多次在校验装置中输入动作参数，极大的节省检测时间和人力资源。
70.实施例2
71.参照图1、3，本实施例基于上一实施例，提供了一种水轮机转速装置校验仪，包括
72.控制模块100、信号发生单元200、电阻与频率动作模块300、驱动模块400和数据存储模块500；
73.更进一步的，信号发生单元200包括第一信号发生模块201和第二信号发生模块202。
74.更进一步的，还包括电流动作模块600、齿盘700和信号采集模块800。
75.具体的，控制模块100可为型号为stm32f103zet6的单片机，作为主机；信号发生单元200的第一信号发生模块201和第二信号发生模块202可为型号为sgp3000的微控制器或其他具有相关功能的信号发生器；电阻与频率动作模块300可为型号为stm32f103rct6微控制器，作为从机；数据存储模块500可为型号为w25q128的存储器；驱动模块400具体包括有电机驱动器和电机，电机通过联轴器和齿盘700相连；信号采集模块800为测速探头，较佳的，设计为3个；电流动作模块600可为高精度电流动作仪或高精度电流动作回路，与控制模块100通过485通信电路相连。
76.更进一步的，还包括输入与显示模块900、供电模块1000和打印模块1100；
77.具体的，输入与显示模块900可为触摸屏，做为人机交互式终端，可通过触摸屏上的命令按钮对需检测参数进行设置，在触摸屏上设置“手动模式”、“自动模式”、“开机”、“停机”、“触点电阻”等模式，将其信号连接控制模块100发送相关检测命令；还可读取查看检测参数，在触摸屏上设置“触点电阻界面”、“动作频率、返回频率界面”、“电流校验界面”，然后读取控制模块100的动作数据，将其显示在触摸屏上。
78.供电模块1000为实现供电稳定，波纹小的特点，具体的采用线性电源变压器变压为交流6v电压后，通过tl1084模块降压3.3v给控制模块100供电，由于使用线性电源，使纹波更低，大大提高整体的工作稳定性。
79.打印模块1100可为热敏打印机，通过输入与显示模块900的“打印”按钮命令，控制模块100可将动作频率、返回频率、触点电阻、电流输出动作发送至热敏打印机进行打印。
80.实施例3
81.参照图1-4-，本实施例基于上一实施例，提供了一种水轮机转速装置校验仪，包括
82.控制模块100、信号发生单元200、电阻与频率动作模块300、驱动模块400和数据存储模块500；
83.还包括电流动作模块600、齿盘700和信号采集模块800
84.控制模块100连接信号发生单元200，控制模块100能够向信号发生单元200发送第一命令信号和第二命令信号；
85.信号发生单元200连接驱动模块400和传输接收模块1000，信号发生单元200向驱
动模块400发送脉冲信号，以及向转速测控装置发送电气信号；
86.更进一步的，信号发生单元200包括第一信号发生模块201和第二信号发生模块202，第一信号发生模块201连接驱动模块400，用于发送脉冲信号；第二信号发生模块202连接转速测控装置，用于发送电气信号。
87.更进一步的，齿盘700连接于驱动模块400，驱动模块400带动齿盘700转动，齿盘700用于模拟发出机械信号；
88.具体的，控制模块100通过串口或并口的形式与所有模块和单元连接；
89.较佳的，控制模块100通过两个串口的rs232或485通信电路分别与第一信号发生模块201和第二信号发生模块202连接，分别发送第一命令信号和第二命令信号，第一命令信号即：第一信号发生模块201的启动信号，第二命令信号即：第二信号发生模块202的启动跟随信号。
90.第一信号发生模块201接收第一命令信号后，向驱动模块400发送脉冲信号，驱动模块400的电机驱动器接收脉冲信号后，控制电机转动，从而带动与电机通过联轴器相连的齿盘700转动，在齿盘700转动扫过信号采集模块800的测速探头时，可模拟发出水轮机机械信号并通过信号线输入至转速测控装置的两个齿盘信号通道。
91.第二信号发生模块202接收第二命令信号后，发出电气信号，电气信号也称为残压频率信号，电气信号通过另一根信号线输入至转速测控装置的pt通道。
92.更进一步的，电阻与频率动作模300连接控制模块100，电阻与频率动作模300进行实时电阻与频率动作，电阻与频率动作模300向控制模块100发出频率信号；
93.较佳的，电阻与频率动作模块300可通过485通信电路与控制模块100的串口连接，电阻与频率动作模块300的引脚pa11与控制模块100的引脚pg1相连，用于在动作电阻与频率时进行ad、io模式的切换；电阻与频率动作模块300的引脚pb15、pb14分别与控制模块100的引脚pd0、pd1相连，用于发送转速测控装置的接点1、接点2的频率信号，此频率信号为接点的动作或返回频率信号，由于接点共16个，其余14接点连接方式与上述描述相同，引脚号不同。
94.应说明的是，电阻与频率动作模块300的16个引脚还与转速测控装置的16个接点一一相连接，用于电阻与频率动作模块300检测电阻与频率。
95.更进一步的，数据存储模块500连接控制模块100，能够相互传输数据信息，数据存储模块500能够存储多组转速测控装置接点动作参数。
96.具体的，数据存储模块500连接于控制模块100，可通过控制模块100的引脚pe9、pe10和pe11进行连接。数据存储模块可存储多组转速测控装置的设置参数，一次性设置完成后，数据即可永久保存，在下一次校验检修该转速测控装置时，调用该台装置参数即可，方便快捷，节省时间提高效率。
97.信号采集模块800连接控制模块100，信号采集模块800采集齿盘700发出的转速信号和机械信号，并将转速信号发送至控制模块100，以及机械信号发送至转速测控装置。
98.应说明的是，较佳的，信号采集模块800的测速探头设计为3个，其中1个测速探头用于采集校验装置的齿盘700转速信号，即实际转速，将转速信号发送至控制模块，从而确保校验装置自身转速精确；另外2个测速探头则用于采集齿盘700模拟的机械信号。
99.更进一步的，电流动作模块600连接控制模块100，用于动作电流输出值；
100.应说明的是，通过将读取的转速测控装置实时输出电流值与标准值进行对比，计算出偏差，进而达到校验电流精度的目的。
101.作为一种实现方式，在0hz-100hz之间，每间隔5hz，自动记录对应的转速测控装置电流输出值。应说明的是，间隔值可根据实际需要进行设定。
102.更进一步的，打印模块1100连接控制模块100，用于打印检测数据；
103.应说明的是，作为一种可选方式，打印模块1100与控制模块100的连接方式可与第一信号发生模块201共用1个串口，并在电路中设计脉冲信号和打印机信号切换电路，同时在各自回路中增加二极管避免信号干扰。
104.该校验装置的具体运行方式为：
105.当动作转速测控装置的接点电阻、接点频率以及电流时，首先将转速测控装置需要校验的16个接点全部与校验装置的接线端子相连接，16个接点一一对应，即，电阻与频率动作模300与转速测控装置相连接。
106.接着，在输入与显示模块900的触摸屏上设置该台转速动作装置的16个接点动作参数，输入相对应的“大于等于”或“小于等于”动作参数，设置时，可用“1”或“2”等数值符号代替“大于等于”或“小于等于”，便于快速输入，同时是设定回程差。
107.设置完成后，所有参数将作为“x号机”的一组参数自动存储至数据存储模块500，下次再进行此台装置的校验时，无需重复输入，只需调用“x号机”参数即可。
108.存储完成后，在输入与显示模块900的触摸屏上选择“自动模式”，并点击“启动”按钮，控制模块100向第一信号发生模块201和第二信号发生模块202分别发送第一命令信号和第二命令信号，第一信号发生模块201接收到信号后，向驱动模块400发送脉冲信号，驱动模块400接收脉冲信号后带动齿盘700转动，信号采集模块800的两个测速探头采集达到转动的齿盘700模拟发出的机械信号，并通过信号线输入至转速测控装置的两个齿盘信号通道中，与此同时，第二信号发生模块202接收到信号后，发出电气信号，电气信号通过另一根信号线输入至转速测控装置的pt通道，两种信号共同作用进行触点电阻、频率及电流的动作。
109.当“启动”后，控制模块100发送切换命令至电阻与频率动作模300，电阻与频率动作模300切换为ad模式，此时转速为零，进行触点电阻的动作，控制模块100通过485通信电路读取电阻与频率动作模300连接的转速测控装置的所有第二动作参数对应的接点，读取时间设定为几秒，时间到后，控制模块100再次发送切换命令至电阻与频率动作模300，电阻与频率动作模300切换为io模式，用于在转速升速过程中，动作相应接点的动作或返回频率；在转速升到设置的参数最高点时，控制模块100发送切换命令至电阻与频率动作模300，电阻与频率动作模300再次切换为ad模式，进行所有第一动作参数对应接点的电阻动作与读取，读取时间设定为几秒，时间到后，控制模块100再次发送切换命令至电阻与频率动作模300，电阻与频率动作模300切换为io模式，用于在转速降速过程中，动作相应接点的动作频率和返回频率。
110.当转速降为零时，所有接点的电阻与频率动作完成，开启电流检测，转速再次从0hz逐渐上升直至100hz，可选择的，每间隔5hz，控制模块100通过485通信电路自动记录对应的转速测控装置电流输出值。
111.电流检测完毕后，点击输入与显示模块900的触摸屏上的“打印”按钮，控制模块
100将测得的所有数据发送至热敏打印机进行打印。
112.当模拟水电厂机组运行的转速变化以及校验齿盘探头准确性时，在输入与显示模块900的触摸屏上选择“手动模式”，即可在触摸屏上设置频率、开机过程时间与停机过程时间，接着点击“启动”按钮，控制模块100将发送第一命令信号和第二命令信号至信号发生单元，其运行方式和自动模式相同，不同处在于，齿盘700将根据设定的开机过程时间缓慢转动，直到设定值；点击“停机”按钮，齿盘700将根据设定的停机过程时间缓慢减速，直到转速为零。
113.应说明的是，该校验装置还设置有“急停”功能，通过按钮“急停”可使得控制模块100以及电机立即停止工作，便于后续进一步检测维修。
114.应说明的是，如果转速测控装置是以旋转编码器为原理的，可以直接将测速装置的旋转编码器卸下来以软连接方式与校验仪的齿盘轴相连。
115.实施例4
116.本实施例提供了一种水轮机转速装置校验方法，优选的代码方式如下：
117.118.119.120.121.[0122][0123]
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
[0124]
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
[0125]
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
[0126]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。