[發明專利]一種汽輪發電機轉子轉速的測量方法及其裝置

有效

• 申請號: 200910214480.0
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101762715A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 田豐
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及汽輪發電機，尤其涉及一種汽輪發電機轉子轉速的測量方法及其裝置。

背景技術

許多汽輪發電機轉子轉速的測量裝置是采用傳感器、F/V(frequency/voltage，頻率/電壓)轉換單元、數據采集器來實現的。轉子轉動時，傳感器將轉子轉速轉變為脈沖電信號，經過F/V轉換單元轉變為電壓信號，再由數據采集器將電壓信號轉變為數字量，完成汽輪發電機轉子轉速的測量。

在汽輪發電機組甩負荷試驗中，轉子轉速變化非常迅速，轉子起始飛升40～110ms內升速率可達280～400r/min，對轉子轉速的測量精度和響應速度有較高的要求，分析表明，若取升速率切線長度為40ms，對應轉速的變化量為12～15r/min，若測量誤差為±1r/min，則引起的誤差可達±6.25-8.33％。所以F/V轉換單元起到很重要的作用。

現有技術一的測量裝置中的F/V轉換單元采用模擬電路，電源噪聲小而抗空間電場干擾性差。圖1是汽輪發電機組甩負荷試驗中使用該現有技術一的測量裝置測量到的數據，其中縱坐標表示轉子轉速，單位為r/min，橫坐標表示時間，單位為s；圖2是前0.4s內的測量數據，其中縱坐標表示轉子轉速，單位為r/min，橫坐標表示時間，單位為s。該現有技術一的測量裝置的測量范圍為0～5000r/min，輸出為0～10V。經過分析，測量裝置受到電磁場(50Hz)的影響，有80mv的干擾波，相當于40r/min，對于汽輪發電機組甩負荷試驗(2750～3250Hz)的頻率范圍，其信噪比小，測量誤差大。

現有技術二的測量裝置中的F/V轉換單元采用數字電路，是對現有技術一的改進，其電源噪聲大而抗空間電場干擾性好。圖3是汽輪發電機組甩負荷試驗中使用該現有技術二的測量裝置測量的數據，其中縱坐標表示轉子轉速，單位為r/min，橫坐標表示時間，單位為s；圖4是前0.4s內的測量數據，其中縱坐標表示轉子轉速，單位為r/min，橫坐標表示時間，單位為s。該現有技術二的測量裝置的測量范圍為0～5000Hz，輸出為0～5V，經過分析，測量裝置受到白噪聲的影響，有20mv的干擾波，相當于20r/min，對于汽輪發電機組甩負荷試驗(2750～3250Hz)的頻率范圍，其信噪比一般，測量誤差較大。

發明內容

本發明提供了一種汽輪發電機轉子轉速的測量方法及其裝置，其轉子轉速測量誤差較小。

本發明的技術方案是：

一種汽輪發電機轉子轉速的測量方法，包括步驟：

通過傳感器將轉子轉速轉變為脈沖電信號；

對所述脈沖電信號按進行F/V轉換，

其中U(f)表示轉換后的電壓信號的電壓值，f表示脈沖電信號的頻率值，f₁、f₂為兩個預定的脈沖電信號的頻率值，U_max為預定電壓值；

對所述F/V轉換后的電壓信號進行數模轉換；

通過數據采集器將所述數模轉換后的電壓信號轉換為數字量。

一種汽輪發電機轉子轉速的測量裝置，包括傳感器、F/V轉換單元、數模轉換單元和數據采集器，所述傳感器的輸出端依次通過所述F/V轉換單元、數模轉換單元和所述數據采集器連接；

所述傳感器將轉子轉速轉換為脈沖電信號后輸出到所述F/V轉換單元，所述F/V轉換單元對所述脈沖電信號按進行F/V轉換，其中U(f)表示轉換后的電壓信號的電壓值，f表示脈沖電信號的頻率值，f₁、f₂為兩個預定的脈沖電信號的頻率值，U_max為預定電壓值；所述數模轉換單元對所述F/V轉換后的電壓信號進行數模轉換后輸出到所述數據采集器，所述數據采集器將所述數模轉換后的電壓信號轉換為數字量。

本發明的汽輪發電機轉子轉速的測量方法及其裝置，對脈沖電信號按進行F/V轉換，即對脈沖電信號分階段進行F/V轉換，相對于現有技術二中按U(f)＝f×k₁直線形式進行轉換的電壓信號來說(如圖11)，由于斜率k＞k₁，則轉換后的預定范圍內的電壓信號對應的頻率范圍比較小，引起的線性誤差也就比較小，不易受干擾波的影響，轉速測量誤差比較小。

附圖說明

圖1是現有技術一中汽輪發電機組甩負荷試驗中使用測量裝置測量的數據示意圖；

圖2是圖1中前0.4s內的局部測量數據；

圖3是現有技術二中汽輪發電機組甩負荷試驗中使用測量裝置測量的數據示意圖；

圖4是圖3中前0.4s內的局部測量數據；