[實用新型]水輪發電機集電環運行時的溫度與火花監測系統

有效

• 申請號: 201721332876.1
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN207407999U
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 王力;郭佳燕;翁留發;張銀果
• 申請（專利權）人: 杭州杭發發電設備有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01R31/34
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄭芳;王桂名

本實用新型涉及一種水輪發電機集電環運行時的溫度與火花監測系統，所述系統包括集電環、紅外線溫度傳感器、以及用于溫度采集及分析處理的儀表裝置，所述紅外線溫度傳感器設置在集電環外，且紅外線溫度傳感器與集電環之間具有一定測量距離，所述紅外線溫度傳感器安裝于固定支架上，紅外線溫度傳感器與儀表裝置相連。本實用新型采用紅外線傳感器對集電環裝置進行溫度實時監測，將采集到的數據進行綜合分析、判斷，提供電站監控所需的各種信號，實現對事故提前預知，便于勵磁系統及時滅磁，以減少故障損失，保障發電機組安全運行。

技術領域

本實用新型涉及集電環運行時的溫度與火花監測，尤其是涉及一種水輪發電機集電環運行時的溫度與火花監測系統。

背景技術

水輪發電機是指以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發電機；水流經過水輪機時，將水能轉換成機械能，水輪機的轉軸又帶動發電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出；是水電站生產電能的主要動力設備。

傳統的自并勵勵磁系統水輪發電機在運行中，經常會出現集電環和電刷過熱并產生火花等現象，嚴重的可能燒毀集電環和電刷，甚至還有可能造成集電環正、負極短路，損壞發電機勵磁系統等事故。因此，對集電環進行溫度監測就顯得非常重要，然而，以往生產的大部分水輪發電機組，局限于監測技術取樣的難度，不容易實現對轉動部件進行溫度監測與控制。

實用新型內容

針對水輪發電機安全運行的實際需要，本實用新型提供了一種水輪發電機集電環運行時的溫度與火花監測系統，可以將測量單元提供的電信號輸入處理單元，進行綜合分析、判斷并量化，輸出電站監控所需的信號，可以實現對集電環溫度和火花進行實時監控、報警與工控系統計算機通訊的功能。

一種水輪發電機集電環運行時的溫度與火花監測系統，所述系統包括集電環、紅外線溫度傳感器、以及用于溫度采集及分析處理的儀表裝置，所述紅外線溫度傳感器設置在集電環外，且紅外線溫度傳感器與集電環之間具有一定測量距離，所述紅外線溫度傳感器安裝于固定支架上，紅外線溫度傳感器與儀表裝置相連。

紅外線溫度傳感器在測量溫度時不與被測物體直接接觸，充分滿足測量集電環這種轉動部件的技術需要，它以單片機為核心進行設計，具有自校零、自校量程功能，其技術成熟、安裝和使用方便、靈敏度高反應快，簡單又實用。

任何物體只要它的溫度高于熱力學零度，就會產生紅外線向周圍輻射，物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，紅外輻射的能量就越強。當集電環溫度升高時，紅外線溫度傳感器(探測器件)受到紅外線輻射時引起溫度升高，使傳感器中的熱敏電阻發生變化，再通過轉換電路使之變成電信號輸出，達到測量目的。

作為優選，集電環的直徑與測量距離之比為2：15。紅外溫度傳感器與被測目標集電環之間的距離根據集電環直徑而定，在不同距離處，可測目標的有效直徑是不同的，因而在測量小目標時要注意目標距離。

作為優選，所述紅外線溫度傳感器與儀表裝置之間通過屏蔽電纜相連。

作為優選，所述儀表裝置上設有一個以上報警器。

儀表裝置可設置兩級報警信號及4～20mA模擬量信號，當裝置監測到集電環溫度高于預設定的第一上限時，提供第一報警信號；監測到溫度高于預設定的第二上限時，則提供第二報警信號；4～20mA模擬量信號可以入LCU進行監控。

我國電機基本標準將火花分5級，分別為：1級無火花；1.25級電刷下小部分微弱火花；1.5級為電刷下有大部分輕微火花；2級為電刷整個邊緣下部有火花，僅在短時沖擊負載超載時允許存在；3級為電刷整個邊緣都有強大的火花，同時有火花飛出。依據此標準，裝置可根據采集到的火花信號的強弱，劃分成相應的5個等級來顯示產生火花的強弱。當火花等級達到預設定的某幾個等級時發出報警信號，供電站監控使用。

作為優選，所述儀表裝置上還設有備用接口。可以與不同傳感器進行連接。