[發明專利]基于光無線傳輸的水輪機組轉子溫度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202011001270.6
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112146781B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 龍增輝;鄭治國;周璇
• 申請（專利權）人: 成都伊萊特光測科技有限公司
• 主分類號: G01K11/3206
• 分類號: G01K11/3206
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明公開了一種基于光無線傳輸的水輪機組轉子溫度測量裝置及方法，該系統包含光纖光柵溫度傳感器、傳輸光纜、光無線傳輸裝置、光纖光柵信號解調儀、計算機。光纖光柵溫度傳感器用來測量轉子表面溫度；傳輸光纜用來將相鄰兩只傳感器進行串接；光無線傳輸裝置用來實現轉子和定子之間的信號傳輸；光纖光柵信號解調儀用來對光纖光柵溫度傳感器的波長信號進行采集和解析；計算機用來對轉子溫度信號進行分析、展示、存儲和預警。從而實現對水輪機組轉子溫度的實時在線監測。

技術領域

本發明涉及大型旋轉機械轉子信號檢測領域，尤其涉及一種基于光無線傳輸的水輪機組轉子溫度測量裝置及方法。

背景技術

水力發電在我國能源工業中所占的比重較大。水電機組單機容量越來越大，對電網穩定運行的影響也越來越大，機組穩定性和安全運行狀態直接關系到水電站的安全，已成為大中型水電機組的重要性能指標。大量事實證明，計劃體制維修成本昂貴，維護時間過長，自動化程度低，還不能完全滿足設備日益增長的維護需求。實現“無人值守”是電站現代化管理的方向，如何保證水電機組在這種管理模式下安全、可靠的運行，是國內外近年來一直研究的技術問題。提高設備維護的針對性，及時了解設備的運行狀態，提高設備利用率是解決這一問題的有效途徑。轉子繞組匝間短路是發電機組常見的故障，匝間短路會形成短路電流，導致局部過熱,降低發電機的無功功率，引起機組振動加劇，影響電機壽命甚至燒毀電機,及時診斷出發電機轉子繞組匝間短路是保障電機正常運行的重要手段。

目前，水輪發電機轉子溫度測量方法主要分接觸式和非接觸式兩種方法。發明專利(CN103090989A)公開了一種接觸式轉子測溫方法及裝置，將多個測溫器件分別安裝在轉子本體的不同測溫位置上，采用電耦合或磁耦合的方式將信號發生器產生的高頻信號耦合至測溫回路，根據電壓信號解析出各測溫位置的溫度值。該方法所采用的測溫器件屬于電類傳感器，不適宜在高電壓、強磁場環境下使用。實用新型專利(CN207994844U)公開了一種典型的非接觸式轉子測溫方法及裝置，通過轉子端的無線發送單元與控制室內的無線接收單元進行數據傳輸。無線傳輸裝置在強電磁場環境下易受電磁干擾，存在數據失真現象，不能精確反映水輪機組轉子內部溫度數據。發明專利(CN109253821A)公開了一種電機轉子測溫新方法，相較于傳統技術而言，該方法能實現轉子表面溫度的直接測量與傳輸，然而該方法所涉及到的數據傳輸體采用光纖滑環，屬于接觸式傳輸方法，且安裝時必須與電機同軸，稍有偏心，就會導致器件的損壞，適應性不強。

基于以上技術存在的不足，發明了一種基于光無線傳輸的水輪機組轉子溫度測量新方法及裝置，該方法采用本質無源的光纖光柵傳感器對轉子部件表面溫度進行直接測量，采用非接觸式的光無線傳輸方法實現轉子與定子之間的信號傳輸，整套測溫裝置不受高電壓、強磁場干擾，能準確反映水輪機組安全運行情況。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于光無線傳輸的水輪機組轉子溫度測量裝置及方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

本發明基于光無線傳輸的水輪機組轉子溫度測量裝置包括光纖光柵溫度傳感器、傳感光纜、光無線傳輸裝置、光纖光柵信號解調儀和計算機，所述光纖光柵溫度傳感器的信號輸出端通過所述傳感光纜與所述光無線傳輸裝置的信號輸入端連接，所述光無線傳輸裝置的信號輸出端通過所述傳感光纜與所述光纖光柵信號解調儀連接，所述光纖光柵信號解調儀的信號輸出端通過網線與所述計算機連接。