[實用新型]燈泡貫流式水輪發(fā)電機阻尼繞組斷條故障在線監(jiān)測裝置

有效

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• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN207741855U
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 范鎮(zhèn)南;李沁堯
• 申請（專利權）人: 西華大學;成都市格林菲勒科技有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/28
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本實用新型公開一種燈泡貫流式水輪發(fā)電機阻尼繞組斷條故障在線監(jiān)測裝置，包括設置于發(fā)電機定子通風溝靠近氣隙一側的激光測距定位模塊和紅外測溫傳感器模塊；激光測距定位模塊跟蹤和定位阻尼條附近鐵芯表面溫度監(jiān)測區(qū)域的位置，并通過數據通訊模塊將位置數據發(fā)送給工控機；紅外測溫傳感器模塊采集轉子工作溫度，通過數據通訊模塊將位置數據發(fā)送給工控機。本實用新型測量可信度更高，具有更強的抗干擾性，能夠較好地實施持續(xù)供電，實現(xiàn)了持續(xù)在線監(jiān)測，且避免了元件高溫退化失效。

技術領域

本實用新型涉及發(fā)電機轉子溫度監(jiān)測技術領域，具體為一種燈泡貫流式水輪發(fā)電機阻尼繞組斷條故障在線監(jiān)測裝置。

背景技術

作為一種開發(fā)利用低水頭、大流量水力資源的優(yōu)良機組，燈泡貫流式水輪發(fā)電機在我國得到了長足發(fā)展與廣泛應用。但與此同時，許多此類機組，相繼發(fā)生一類阻尼繞組斷條新型故障，對機組和電網的安全穩(wěn)定運行，造成了極為不利的影響。且特別值得重視的是，此類新型故障具有以下獨特性質：其一是斷裂的阻尼條均位于轉子磁極背風面附近區(qū)域，且一般從阻尼條中部斷裂，其二是斷裂的阻尼條具有明顯過熱熔化痕跡，其三是斷裂阻尼條附近區(qū)域的鐵芯（即阻尼條附近的極靴鐵芯）表面，亦呈現(xiàn)出明顯的過熱甚至發(fā)藍痕跡。為及時發(fā)現(xiàn)此類故障征兆，切實保障機組與電網運行安全，很有必要針對此類故障，實施征兆監(jiān)測與預警工作。

然而截至目前，對于阻尼條及發(fā)電機轉子磁極溫度持續(xù)在線監(jiān)測，仍然面臨以下關鍵難題：一是阻尼條位于磁極鐵芯內部，直接安裝測溫元件難度較大；二是即使能夠在阻尼條上直接安裝測溫元件，相關測溫設備的持續(xù)供電難以保證，以致難以可靠實現(xiàn)持續(xù)在線監(jiān)測；三是發(fā)電機定轉子之間的氣隙中，存在著較強磁場，致使常規(guī)的溫度采樣或測量信號，難以完整可靠地從轉子傳輸到定子；四是如果阻尼條或附近鐵芯溫度過高，常常導致相關溫度傳感設備以及其他信號采用器件退化失效，五是當前轉子構件（含阻尼條）溫度直接測量費用相對較高。

傳統(tǒng)的發(fā)電機轉子溫度監(jiān)測裝置，多基于線圈繞組的電阻推算（即電阻法），通過其它數學模型來間接換算獲得發(fā)電機轉子的溫度數值，這種裝置只有理論計算證明，缺乏實際的實驗手段來論證，且測試結果多為平均溫度，難以全面合理地反映轉子溫度的真實分布，更難以對此類故障多發(fā)阻尼條及其附近極靴鐵芯表面實施溫度準確在線監(jiān)測。而對于此類新型燈泡貫流式發(fā)電機阻尼條過熱斷裂故障而言，過熱的阻尼條在發(fā)生斷裂以前，其本身劇烈發(fā)熱，將引起其附近極靴鐵芯表面過熱甚至發(fā)藍，因此，怎樣針對故障多發(fā)阻尼條及其附近極靴鐵芯表面（即每個磁極背風面附近區(qū)域阻尼條附近磁極鐵芯表面區(qū)域）溫度，準確便捷地實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測，成為此類故障監(jiān)測與預警的關鍵技術所在。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種采用非接觸式在線測溫方式，可避免因電機鐵芯表面溫度過高引起的器件老化問題，并具有較強抗干擾能力，更高準確度的燈泡貫流式水輪發(fā)電機阻尼繞組斷條故障在線監(jiān)測裝置，技術方案如下：

一種燈泡貫流式水輪發(fā)電機阻尼繞組斷條故障在線監(jiān)測裝置，包括設置于發(fā)電機定子通風溝靠近氣隙一側的激光測距定位模塊和紅外測溫傳感器模塊；激光測距定位模塊跟蹤和定位阻尼條附近鐵芯表面溫度監(jiān)測區(qū)域的位置，并通過數據通訊模塊將位置數據發(fā)送給工控機；紅外測溫傳感器模塊采集轉子工作溫度，通過數據通訊模塊將位置數據發(fā)送給工控機。

進一步的，所述紅外測溫傳感器模塊包括光學信號探測部分、信號整形及放大部分、信號采集與轉換部分；光學信號探測部分接收入射的紅外線光束，并將其轉換為電信號；信號整形及放大部分對電信號進行處理和幅值放大；信號采集與轉換部分對模擬信號進行實時采集，并轉化成數字信號。

更進一步的，所述數據通訊模塊為485數據通訊模塊，采用的RS485通訊線纜外設有屏蔽銅網。

更進一步的，所述監(jiān)測裝置外部設有磁屏蔽外殼，磁屏蔽外殼預留的紅外線透射孔朝向需探測的發(fā)電機轉子的相應方位。