一种双电流判据的轴电流监测方法与流程

1.本发明涉及轴电流监测领域，具体为一种双电流判据的轴电流监测方法。


背景技术：

2.同步发电机的磁路往往不对称，发电机主轴在这种不对称磁场中旋转，会在其两端产生交流电压即轴电压。轴承绝缘因损坏、老化等原因失去绝缘性能，轴电压会击穿轴承油膜并形成轴电流。
3.目前，轴电流监测一般有电流监测法和绝缘电阻监测法。发电机轴电流产生后,电流必须经过的路径就是发电机的主轴,在主轴上装设电流互感器,就可以监测流过主轴的电流值,具体方案见图1；发电机轴电流产生的主要原因是轴承绝缘破坏,有效检测轴承绝缘的状况，监测绝缘电阻值,可以达到监测发电机轴电流的目的,具体方案见图2。
4.但是轴流转桨式机组主轴内部存在水轮机操作油管，主轴外壁和水轮机操作管路会构成一个电阻回路，主轴外壁和滑转子绝缘、油膜、油挡等与大地会构成一个电容回路，采用以上两种监测方法都不能准确、方便地监测轴电流。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的是提供一种双电流判据的轴电流监测方法，以解决现有技术不能准确、方便地监测轴电流的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双电流判据的轴电流监测方法，包括以下步骤：
7.步骤一：在主轴上装设轴电流互感器、在主轴接地碳刷处装设电流互感器，利用电流互感器将一次侧大电流转换为二次侧小电流；
8.步骤二：通过a/d转换元件，将电流互感器二次侧输出的模拟电流信号转换为数字电流信号；
9.步骤三：对采集转换后的两路数字电流信号进行滤波处理，生成50hz、150hz信号和有效值信号一起进入单片机系统；
10.步骤四：单片机程序设定当两路电流数值同时超过轴电流定值时，才能进行报警接点输出；
11.步骤五：将逻辑判断结果以继电器辅助接点的形式串入继电保护系统和监控系统。
12.通过采用上述技术方案，当两路电流数值同时超过轴电流定值时，输出报警信号至继电保护系统和监控系统，避免了因负荷变化等原因产生短时轴电流跳变告警，减少保护装置误动作，既可避免出现误判导致机组非计划停机的情况，也可准确判断机组是否存在轴承绝缘损坏的情况，将重大事故遏制在萌芽期。
13.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
14.本发明在机组运行状态下，通过在主轴上装设的轴电流互感器实时监测主轴外
壁、滑转子绝缘、油膜、油挡等与大地构成的电容回路轴电流，通过在主轴接地碳刷处装设的电流互感器实时监测主轴外壁、水轮机操作管路构成的电阻回路轴电流，当两路电流数值同时超过轴电流定值时，输出报警信号至继电保护系统和监控系统，避免了因负荷变化等原因产生短时轴电流跳变告警，减少保护装置误动作，既可避免出现误判导致机组非计划停机的情况，也可准确判断机组是否存在轴承绝缘损坏的情况，将重大事故遏制在萌芽期。
附图说明
15.图1为现有技术中电流监测法示意图；
16.图2为现有技术中绝缘电阻监测法示意图；
17.图3为本发明的双电流判据的轴电流监测方法示意图。
18.图中：1、大轴；2、转子；3、上导；4、下导；5、电流互感器；6、下导电刷；7、上端轴；8、电刷；9、绝缘层；10、铜箔；11、滑转子。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
20.下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
21.一种双电流判据的轴电流监测方法，如图3所示，在主轴上装设轴电流互感器、在主轴接地碳刷处装设电流互感器，利用电流互感器将一次侧大电流转换为二次侧小电流；通过a/d转换元件，将电流互感器二次侧输出的模拟电流信号转换为数字电流信号；对采集转换后的两路数字电流信号进行滤波处理，生成50hz、150hz信号和有效值信号一起进入单片机系统；单片机程序设定当两路电流数值同时超过轴电流定值时，才能进行报警接点输出；将逻辑判断结果以继电器辅助接点的形式串入继电保护系统和监控系统，从而达到准确、方便地监测轴流转桨式机组的轴电流。
22.本发明创造性的使用双电流判据的轴电流监测方法,避免了现有技术不能准确、方便地监测轴电流的缺点；本方案中，通过在主轴上装设的轴电流互感器实时监测主轴外壁、滑转子绝缘、油膜、油挡等与大地构成的电容回路轴电流，通过在主轴接地碳刷处装设的电流互感器实时监测主轴外壁、水轮机操作管路构成的电阻回路轴电流，当两路电流数值同时超过轴电流定值时，输出报警信号至继电保护系统和监控系统，避免了因负荷变化等原因产生短时轴电流跳变告警，减少保护装置误动作，既可避免出现误判导致机组非计划停机的情况，也可准确判断机组是否存在轴承绝缘损坏的情况，将重大事故遏制在萌芽期。
23.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。


技术特征：
1.一种双电流判据的轴电流监测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在主轴上装设轴电流互感器、在主轴接地碳刷处装设电流互感器，利用电流互感器将一次侧大电流转换为二次侧小电流；步骤二：通过a/d转换元件，将电流互感器二次侧输出的模拟电流信号转换为数字电流信号；步骤三：对采集转换后的两路数字电流信号进行滤波处理，生成50hz、150hz信号和有效值信号一起进入单片机系统；步骤四：单片机程序设定当两路电流数值同时超过轴电流定值时，才能进行报警接点输出；步骤五：将逻辑判断结果以继电器辅助接点的形式串入继电保护系统和监控系统。

技术总结
本发明公开了一种双电流判据的轴电流监测方法，涉及轴电流监测领域,在主轴上装设轴电流互感器、在主轴接地碳刷处装设电流互感器，利用电流互感器将一次侧大电流转换为二次侧小电流；通过A/D转换元件，将电流互感器二次侧输出的模拟电流信号转换为数字电流信号；对采集转换后的两路数字电流信号进行滤波处理，生成50Hz、150Hz信号和有效值信号一起进入单片机系统；单片机程序设定当两路电流数值同时超过轴电流定值时，才能进行报警接点输出；将逻辑判断结果以继电器辅助接点的形式串入继电保护系统和监控系统。本发明既可避免出现误判导致机组非计划停机的情况，也可准确判断机组是否存在轴承绝缘损坏的情况，将重大事故遏制在萌芽期。制在萌芽期。制在萌芽期。


技术研发人员：吴义斌 周精明 苏治凡 蓝晓丹 陶太宏 张凌云
受保护的技术使用者：广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/3/16