一种发电机定子绕组匝间短路在线监测装置的制作方法

本技术涉及发电机短路故障在线诊断，尤其是一种发电机定子绕组匝间短路在线监测装置。

背景技术：

1、随着我国经济的持续高速发展，社会对能源的需求量也在不断增长，而电能作为世界上使用最广泛的二次能源，广泛应用于人民日常生活和国家建设中。发电机作为各种能源发电系统的核心设备，其装机容量逐年增加，因此对发电机运行状况进行在线监测和故障诊断，是保障电力系统稳定供电的关键。

2、定子绕组匝间短路是发电机的主要故障来源之一，该短路故障的主要原因为：制造工艺不良，在下线、整形等工艺过程中损伤匝间绝缘；运行过程中，在电、热和机械等综合应力的作用下，绕组产生变形、位移，造成匝间绝缘断裂和脱落；绕组脏污、运行年久和绝缘老化等。轻微的匝间短路将影响机组无功功率的输出，但任由轻微故障继续发展，会扩大为多匝线圈间短路故障，进而发展为严重的相间短路、相对地短路等故障，这些故障对发电机的安全运行形成严重威胁，甚至会使发电机组停机。

3、现阶段大多采用单一的电气参数分析或基于数据驱动的故障诊断来检测发电机定子绕组匝间短路故障，而发电机组运行环境复杂、工况多变且故障样本数据缺乏，导致诊断精度很难得到保证。因此，提供一种智能稳定的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，弥补单一电气参数法的监测盲区，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决发电机定子绕组匝间短路故障监测精度低、速度慢的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够提高定子绕组匝间短路故障监测的速度和精度，可同时满足发电机在线和离线时的定子绕组匝间短路故障检测要求的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置。

2、为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，包括三相电流检测模块、三相绕组线圈测温模块、中央控制模块、探测信号发生模块、探测信号接收模块、报警模块、显示屏和按键，所述三相电流检测模块的输出端与中央控制模块的第一输入端相连，三相绕组线圈测温模块的输出端与中央控制模块的第二输入端相连，探测信号发生模块的输出端与中央控制模块的第三输入端相连，探测信号接收模块的输出端与中央控制模块的第四输入端相连，按键的输出端与中央控制模块的第五输入端相连，中央控制模块的第一输出端与显示屏相连，中央控制模块的第二输出端与报警模块相连。

3、所述中央控制模块包括：

4、arm芯片，采用arm940t芯片，用于对i/o外设输入的电流、温度、脉冲探测信号、按键信号进行处理，并将处理后的结果经i/o外设输出给报警模块和显示屏；

5、双口ram，用于存储发电机定子绕组匝间短路在线监测装置运行过程中产生的数据信息；

6、i/o外设，用于将信号输入中央控制模块，并将中央控制模块的输出信号输出给报警模块和显示屏。

7、所述三相电流检测模块包括电流互感器和电流变送器，电流互感器与定子三相绕组出线端连接，电流互感器的输出端与电流变送器的输入端相连，电流变送器的输出端与中央控制模块的第一输入端相连，三相电流检测模块将检测到的定子三相电流转换为4至20ma直流信号传送至中央控制模块。

8、所述三相绕组线圈测温模块采用测温热电阻，三相绕组线圈测温模块将检测到的定子三相绕组线圈温度转换为4至20ma直流信号传送至中央控制模块。

9、所述报警模块包括报警指示灯和喇叭。

10、所述按键包括上、下、左、右、三相电流、三相绕组温度、探测信号输出、探测信号显示、确认和退出共十个按键。

11、所述三相电流检测模块、三相绕组线圈测温模块、探测信号发生模块、探测信号接收模块、中央控制模块、报警模块、显示屏和按键集成在一个机箱中。

12、所述显示屏上显示正常状态定子三相电流值、当前状态定子三相电流值、电流值最大偏差率、正常状态定子三相绕组线圈温度值、当前状态定子三相绕组线圈温度值、温度值最大偏差率、发出探测信号脉冲波形和接收到的探测信号脉冲波形。

13、由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：第一，本实用新型采用电流与温度融合的监测方式，选取定子三相电流偏差率和定子三相绕组线圈温度偏差率作为参数，实现长期的在线监测，提高监测精度和运行安全性；本实用新型可在发电机定子绕组发生匝间短路时在线进行声光报警，并在离线状态下通过探测信号法帮助检修人员进一步检查故障情况。

技术特征：

1.一种发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：包括三相电流检测模块、三相绕组线圈测温模块、中央控制模块、探测信号发生模块、探测信号接收模块、报警模块(2)、显示屏(1)和按键(3)，所述三相电流检测模块的输出端与中央控制模块的第一输入端相连，三相绕组线圈测温模块的输出端与中央控制模块的第二输入端相连，探测信号发生模块的输出端与中央控制模块的第三输入端相连，探测信号接收模块的输出端与中央控制模块的第四输入端相连，按键(3)的输出端与中央控制模块的第五输入端相连，中央控制模块的第一输出端与显示屏(1)相连，中央控制模块的第二输出端与报警模块(2)相连。

2.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述中央控制模块包括：

3.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述三相电流检测模块包括电流互感器和电流变送器，电流互感器与定子三相绕组出线端连接，电流互感器的输出端与电流变送器的输入端相连，电流变送器的输出端与中央控制模块的第一输入端相连，三相电流检测模块将检测到的定子三相电流转换为4至20ma直流信号传送至中央控制模块。

4.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述三相绕组线圈测温模块采用测温热电阻，三相绕组线圈测温模块将检测到的定子三相绕组线圈温度转换为4至20ma直流信号传送至中央控制模块。

5.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述报警模块(2)包括报警指示灯和喇叭。

6.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述按键(3)包括上、下、左、右、三相电流、三相绕组温度、探测信号输出、探测信号显示、确认和退出共十个按键。

7.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述三相电流检测模块、三相绕组线圈测温模块、探测信号发生模块、探测信号接收模块、中央控制模块、报警模块(2)、显示屏(1)和按键(3)集成在一个机箱中。

8.根据权利要求1所述的发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，其特征在于：所述显示屏上显示正常状态定子三相电流值、当前状态定子三相电流值、电流值最大偏差率、正常状态定子三相绕组线圈温度值、当前状态定子三相绕组线圈温度值、温度值最大偏差率、发出探测信号脉冲波形和接收到的探测信号脉冲波形。

技术总结
本技术涉及一种发电机定子绕组匝间短路在线监测装置，包括三相电流检测模块，其输出端与中央控制模块的第一输入端相连，三相绕组线圈测温模块的输出端与中央控制模块的第二输入端相连，探测信号发生模块的输出端与中央控制模块的第三输入端相连，探测信号接收模块的输出端与中央控制模块的第四输入端相连，按键的输出端与中央控制模块的第五输入端相连，中央控制模块的第一输出端与显示屏相连，中央控制模块的第二输出端与报警模块相连。本技术实现长期的在线监测，提高监测精度和运行安全性；可在发电机定子绕组发生匝间短路时在线进行声光报警，并在离线状态下通过探测信号法帮助检修人员进一步检查故障情况。

技术研发人员：王胜,何亚东,苏昌瑞,王姗,周玄机,陈宇,李中存,何文宇
受保护的技术使用者：中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司
技术研发日：20230607
技术公布日：2024/1/15