一种发电机冷却介质品质测试仪及其测试方法与流程

1.本发明涉及发电厂冷却介质氢气实验室测量技术领域，尤其涉及一种发电机冷却介质品质测试仪及其测试方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.发电机在正常运行时，由于电磁作用、机械转动摩擦会产生大量的热损耗，导致各部件的绝缘材料的寿命缩短、金属强度降低。所以必须用冷却介质将发电机内热量带出发电机。
4.发电机以氢气作为冷却介质冷却发电机的定子铁芯和转子。工作方式采用水-氢-氢冷却：定子绕组及出线采用(定子冷却)水内冷却，转子绕组采用氢内冷却，定子铁芯及转子本体为氢外冷却。发电机内的氢气在发电机端部风扇的驱动下，以闭式循环方式，在发电机内作强制循环流动，其间氢气流经位于发电机四角处的氢气冷却器，经氢冷器冷却后的氢气又重新进入铁芯和转子绕组作反复循环，氢冷器的冷却水来自闭式循环冷却水系统。
5.根据dl/t 1164－2012《汽轮机发电机运行导则》中规定：“第8.4.1条b发电机内氢气纯度按容积计应在96％以上，最好运行在98％以上以提高效率，氢气中氧的体积分数不得超过0.5％。”以及dl/t651-2017《氢冷发电机氢气湿度技术要求》中规定：“发电机内氢气在运行氢压下的允许湿度为-25℃≤td≤0℃”。因此，对氢气的品质的检测变得十分重要。然而发明人发现现在有的电厂实验室氢气品质仪，主要存在以下问题：
6.现有的测试仪只能实现单一目标的测量，例如，氢气纯度分析仪能够测量发电机运行时的氢气纯度，但是无法测量发电机在启停机时置换过程中的二氧化碳浓度及氢气浓度的测量。而压力测试仪只能实现气体压力的测量，对于不同的指标，需要用到不同的仪器进行反复测量。不仅浪费资源，还耗费大量的人力物力。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种发电机冷却介质品质测试仪及其测试方法，实现了氢气纯度测量、氢中氧测量、压力测量、湿度压力换算和流量控制等多功能的集成。
8.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
9.本发明第一方面提供了一种发电机冷却介质品质测试仪，包括：
10.外壳和测试机构，测试机构集成在外壳内部，测试机构包括压力变送器、质量流量计、湿度传感器、氧传感器和纯度传感器；外壳表面设置有工作面板，工作面板上设置有进气口和排气口，进气口连接压力变送器的输入口，压力变送器的输出口连接质量流量计的输入口，质量流量计的输出口连接湿度传感器的输入口，湿度传感器的输出口连接氧传感器的输入口，氧传感器的输出口连接纯度传感器的输入口，纯度传感器的输出口连接排气
口。
11.进一步的，测试机构还包括干燥保护装置，干燥保护装置与湿度传感器相连。
12.进一步的，工作面板包括正面板和侧面板。
13.更进一步的，正面板包括显示屏和按键，按键位于显示屏的下方。
14.更进一步的，按键包括选择键、返回键和确认键。
15.更进一步的，侧面板为两个，分别位于外壳的左右侧面，其中一个侧面板上设置有进气口和排气口，另一个侧面板上设置电源开关、充电口和usb接口。
16.更进一步的，还包括与充电口相匹配的充电器。
17.更进一步的，还包括与进气口相匹配的快插部件；
18.更进一步的，快插部件的一端设置有与进气口相匹配的凹槽，另一端设置有与四氟管相匹配的插孔。
19.进一步的，外壳的两端留有通孔和卡扣槽。
20.本发明第二方面提供了一种基于第一方面发电机冷却介质品质测试仪的测试方法，包括：
21.开机，开机后进行预热及自校准；
22.选择测量场景，设置自动流量；
23.打开现场取样点阀门，开始进行测量了，输出测量结果；
24.测量完成后，断开被测气体气源，关机。
25.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
26.1、本发明公开了一种发电机冷却介质品质测试仪，在氢气纯度测量时增加了两个量程测量0～100％co2 in air，0～100％co2 in h2，满足置换过程中二氧化碳和氢气的测量。
27.2、本发明的发电机冷却介质品质测试仪自带进口压力变送器，被测物质压力可直接显示在屏幕上，根据实测压力，自动实现湿度压力换算，数据准确。
28.3、本发明的发电机冷却介质品质测试仪自带进口增加质量流量计，可设定测量流量，质量流量计自动调节输出流量。无需通过手动调整计量阀来控制流量。
29.4、本发明的发电机冷却介质品质测试仪自带进口压力变送器，不仅方便携带、成本较低、功能齐全且准确度较高，还可以将测量结果与国标/行标/企标进行比对，并给出专家级诊断结果，判定是否合格。
30.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
32.图1为本发明实施例一中测试机构的整体结构图；
33.图2为本发明实施例一中发电机冷却介质品质测试仪的正视图；
34.图3为本发明实施例一中发电机冷却介质品质测试仪的侧视图。
35.其中，1.进气口，2.排气口，3.电源开关，4.充电口，5.usb接口，6.按键，7.显示屏，
8.通孔，9.卡扣槽，10.压力变送器，11.质量流量计，12.湿度传感器，13.氧传感器，14纯度传感器。
具体实施方式
36.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
37.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
38.实施例一：
39.本发明实施例一提供了一种发电机冷却介质品质测试仪，包括：
40.外壳和测试机构，测试机构集成在外壳内部。如图1所示，测试机构包括依次连接的压力变送器10、质量流量计11、湿度传感器12、氧传感器13和纯度传感器14。本实施例中上述连接方式不仅能使测试仪同时实现多功能的指标测量，还考虑了测量器件之间的相互影响性，例如将压力变送器设置在第一位，保证发电机氢气压力的实时测量，再经过质量流量计进行流量调整和固定，为后续的指标测量提供合适的流量。
41.本实施例中，测试机构还包括干燥保护装置，与湿度传感器12相连。在设备关机后，干燥保护装置自动关闭，保护湿度传感器12，在设备开机后，干燥保护装置自动打开，进行气体测量。干燥保护装置为现有干燥保护装置，本实施例中，由舵机控制干燥保护装置的开关，在设备启动后，与电源开关相连的舵机电机旋转打开干燥保护装置，进行测量。关机时，电机反向旋转关闭干燥保护装置。
42.湿度传感器12测量的数据为常压数据，根据压力变送器10反馈的压力值，通过换算显示出在压运行的气体数据。完成常压与在压的换算。需要特别说明的是，换算和显示过程为本领域常用的换算和显示方式。
43.本实施例中，压力变送器10用于实时测量发电机氢气压力，并为湿度压力换算提供准确数据。
44.质量流量计11通过开机后参数设定，设定输出流量为0.5l/min，保证气体纯度、湿度、氧含量所需的流量。也可根据需要设定其他流量。
45.氧传感器13用于测量气体的氧含量。
46.纯度传感器14在操作界面可通过按键切换三个纯度测量范围，0～100％co2/air(co2 in air)，0～100％co2/h2(co2 in h2)，90％～100％h2/air(h2 in air)，根据运行的不同条件切换对应的量程，同时满足发电机在置换过程中和正常运行时的纯度测量要求。
47.当测量结束时，界面自动弹出测量结果，本实施例中，默认测量5分钟，锁定测量结果，弹出标准，如根据gb 26164.1-2010电业安全工作规程的第1部分：热力和机械13.4.2中：运行中氢气纯度不应低于96％，含氧量不应超过1.2％，湿度-25℃≤td≤0℃等的相关标准，将测量数据与国标要求比对，判定本次测量气体是否合格。
48.为了方便本实施例中发电机冷却介质品质测试仪携带，外壳的两端留有通孔8和卡扣槽9。可以将肩带通过卡扣或者穿过通孔的方式8与发电机冷却介质品质测试仪连接，可实现手提或单肩背。
49.外壳由铝合金材料制成，表面设置有工作面板，工作面板上设置有进气口1和排气口2，进气口1连接压力变送器10，排气口2连接纯度传感器14。
50.工作面板包括正面板和侧面板。
51.如图2所示，正面板包括显示屏7和按键6，显示屏7位于外壳上表面的正中间，按键6位于显示屏7的下方。
52.按键6包括选择键、用于返回上一界面的返回键“esc”和用于确认和进入菜单的确认键“ent”。其中，选择键包括上下左右四个键。
53.如图3所示，侧面板为两个，分别位于外壳的左右侧面，其中一个侧面板上设置有进气口1和排气口2，另一个侧面板上设置电源开关3、充电口4和usb接口5。
54.本实施例中，如图1所示，侧面板的进气口1连接压力变送器10的输入口，压力变送器10的输出口连接质量流量计11的输入口，质量流量计11的输出口连接湿度传感器12的输入口，湿度传感器12的输出口连接氧传感器13的输入口，氧传感器13的输出口连接纯度传感器14的输入口，纯度传感器14的输出口连接排气口2。测试机构的每个器件的输入口与输出口之间均连接有输气管道，一方面是为了集成过程中尽量缩小测试仪的体积，另一方面保证气体在传输过程中的气密性。
55.本实施例中，充电口4用于和其相匹配的充电器连接进行充电。
56.进气口1通过四氟管进行气体输入，为了保证输入的气体的密封性，防止气体外泄或者空气混入，因此采用了与进气口1相匹配的快插部件。快插部件的一端设置有与进气口1相匹配的凹槽，另一端设置有与四氟管相匹配的插孔。本实施例中，快插部件为现有技术中能够适用于进气口和四氟管的快插元器件。
57.本实施例的发电机冷却介质品质测试仪能够测量发电机运行时的氢气纯度，也可以测量发电机在启停机时置换过程中的二氧化碳浓度及氢气浓度的测量。并且避免了运行人员携带实验室氢气品质仪现场比对测量时，只能手动输入发电机氢气压力，来进行湿度压力换算的现象，手动输入发电机氢气压力进行湿度压力换算不仅操作繁琐，并且输入值经常出错，导致湿度压力换算出错。
58.另外，本实施例的发电机冷却介质品质测试仪不需要手动调节电子流量计，手动调节经常出现流量过大或过小的情况，流量无法自动控制。而本实施例的发电机冷却介质品质测试仪可以通过质量流量计将检测流量控制在0.5ml/min。
59.传统的测试仪的测量结果采用人为根据时间或经验判断确定最终测量结果，对工作人员的技术和经验有着更高的要求。而本实施例中的发电机冷却介质品质测试仪测量完毕后，会锁定测量结果，弹出标准，为测量结果提供了判断依据，降低了工作人员的技术要求，具有很强的普适性。
60.实施例二：
61.本发明实施例二提供了一种基于实施例一的发电机冷却介质品质测试仪的测试方法，包括：
62.开机，开机后进行预热及自校准；
63.选择测量场景，设置自动流量；
64.打开现场取样点阀门，开始进行测量了，输出测量结果；
65.测量完成后，断开被测气体气源，关机。
66.更为具体的:开机操作：长按测试仪左侧电源开关(3～5s)，开机后系统预热及自校准约(5～8min)，测试仪进行氢气纯度测量时，建议开机预热约5min或连续测量5min以上；测试仪进行氢气湿度测量时，开机自校准时间约8min，预热及自校准完成后，方可进行正常测量操作。
67.开机测量场景选择，考虑到测量场景分为现场和实验室，高压测量和常压测量，现场测量选择现场高压。
68.自动流量设置，设定输出流量为0.5l/min。
69.打开现场取样点阀门，开始测量。测试仪自动测量样气压力，代表发电机实时氢气压力，并在界面上显示。通过质量流量计控制测量流量在0.5l/min左右。
70.值的显示，界面显示氢气纯度(可进行三范围切换)、根据实时氢压换算后的湿度(可切换到常压)、氧含量。
71.界面自动弹出测量结果，根据gb 26164.1-2010电业安全工作规程的第1部分：热力和机械13.4.2中：运行中氢气纯度不应低于96％，含氧量不应超过1.2％，湿度-25℃≤td≤0℃等的相关标准，将测量数据与国标要求比对，判定本次测量气体是否合格。当测量值不符合国标要求，判定为不合格，当测量值符合国标要求，判定为合格。
72.关机操作：测量完成后，先将被测气体气源关闭并断开，然后长按电源开关(3～5s)，弹出关机确认对话框，关闭测试仪。
73.以上实施例二中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。
74.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
75.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。