[發明專利]發電機電刷電流在線監測系統

在審

• 申請號: 201710733115.5
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107345981A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 呂鵬飛
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網新源控股有限公司;遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司21100
• 代理人: 何學軍

技術領域

本發明屬于工業自動化技術領域，具體是一種發電機轉子集電環碳刷運行情況測試方法的技術領域，尤其涉及一種發電機電刷電流在線監測系統。

背景技術

近幾年，國內大部分抽水蓄能機組啟停頻繁、運行時間長，與常規機組的主要區別為：機組運行水頭高，轉速高，且上下游水位日變幅較大，機組啟停更為頻繁等，在集電環與碳刷的高速摩擦及電磁場作用下使得發電電動機碳刷易產生過熱和打火故障。碳刷發熱后極易導致碳刷刷體與銅導線接合部位斷線，單一碳刷的斷線導致其余碳刷導電的電流密度增大，電流密度增大時電刷產熱大幅增加，繼而影響多個刷體和銅導線接合部位過熱和斷線，最終導致碳刷大面積損壞，發電機失磁跳閘。另外，在碳刷刷體溫度升高時，與其直接連接的彈簧元件溫度也大幅升高，由于彈簧元件材料為正溫度系數材料，溫度升高時材料應力產生變化，過高或過低的彈簧壓力使碳刷在高速旋轉下產生跳動，加大碳刷磨損的同時也使彈簧元件易斷裂。目前國內還沒有統一的在線測試手段對其運行情況進行完整的鑒定，現只能利用機組檢修期間對碳刷刷體與銅導線接合部位進行檢查。為發電機轉子集電環碳刷的穩定可靠運行，有必要安裝碳刷電流的在線監測系統。

發明內容

本發明針對上述現有變電站中存在的技術問題，提供了一種發電機電刷電流在線監測系統。目的是提供一種結構簡單，并且可以確保發電機轉子集電環碳刷的穩定可靠運行的監測系統。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

發電機電刷電流在線監測系統，是由直流電流傳感器連接在每個碳刷刷辮上，直流電流傳感器通過屏蔽傳輸線與電流信號采集傳輸箱相連接；電流信號采集傳輸箱的一端通過網線連接上位機，電流信號采集傳輸箱的另一端經過串口轉換后由無線發射模塊直接連接到遠程監控中心。

所述直流電流傳感器固定連接在碳刷刷辮上，與碳刷刷辮非直接電氣連接。

所述直流電流傳感器將感應得到的電流信號經由屏蔽傳輸線傳輸給電流信號采集傳輸箱。

所述直流電流傳感器將每個碳刷上的大電流信號進行線性變換，使其滿足電流信號采集傳輸箱的量程要求。

所述電流信號采集傳輸箱由220V市電引入后，經直流穩壓電源進行供電。

所述電流信號采集傳輸箱采集直流電流傳感器傳輸的電流信號，

先對其進行去噪濾波處理，排除外界干擾后進行數模轉換，將采集得到的電流模擬量轉換為數字量，一路由網線直接接入監控室的上位機，另一路經過串口轉換后由無線發射模塊直接發送到遠程監控中心。

本發明的優點及有益效果是：

本發明系統結構簡單，易操作。通過非接觸式的直流電流傳感器的設置，能夠實時監測通過每一組碳刷的電流，而且還能夠經上位機（DCS）系統計算和邏輯判斷后，顯示于監控畫面上，便于值班人員發現缺陷，出現電刷斷線故障時可發出故障報警信號，便于值班人員及時做出相應調整，確保發電機轉子集電環碳刷的穩定可靠運行。

附圖說明

下面結合本發明的具體實施例和附圖，對本發明加以詳細描述。

圖1為發電機碳刷電流分布式監測系統構架圖；

圖2為直流電流傳感器安裝位置示意圖；

圖3為電流信號采集傳輸箱框圖。

圖中：發電機組集電環1，碳刷2，直流電流傳感器3,碳刷刷辮4，屏蔽傳輸線5,電流信號采集傳輸箱6,上位機7。

具體實施方式

本發明是一種發電機電刷電流在線監測系統，如圖1所示，圖1為發電機碳刷電流分布式監測系統構架圖。本發明是由直流電流傳感器3固定安裝在每個碳刷刷辮4上，直流電流傳感器3通過屏蔽傳輸線5與電流信號采集傳輸箱6相連接；電流信號采集傳輸箱6通過網線連接上位機7，電流信號采集傳輸箱6的另一路經過串口轉換后由無線發射模塊直接發送到遠程監控中心。

如圖2所示，圖2為直流電流傳感器安裝位置示意圖。直流電流傳感器3固定連接在碳刷刷辮4上，與碳刷刷辮4非直接電氣連接。直流電流傳感器3將感應得到的電流信號經由屏蔽傳輸線5傳輸給電流信號采集傳輸箱6。直流電流傳感器3負責將每個碳刷2上的大電流信號進行線性變換，使其滿足電流信號采集傳輸箱6的量程要求。

所述電流信號采集傳輸箱6由220V市電引入后，經直流穩壓電源進行供電。電流信號采集傳輸箱6負責采集直流電流傳感器3傳輸的電流信號，并對信號進行濾波去噪、數模轉換，而后由傳輸模塊將數據傳輸給上位機7和遠程監控中心。每個系統都能實現多路電流信號的采集測量，能夠滿足各個發電機組車間的測量需求。

如圖3所示，圖3為電流信號采集傳輸箱框圖。整個電流信號采集傳輸系統由220V市電經直流穩壓模塊供電。電流信號進入電流信號采集傳輸箱6后，電流信號采集傳輸箱6先對其進行去噪濾波處理，排除外界干擾后進行數模轉換，將采集得到的電流模擬量轉換為數字量，一路由網線直接接入監控室的上位機7，另一路經過串口轉換后由無線發射模塊直接發送到遠程監控中心。