[發(fā)明專利]一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211218815.8
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115575814A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建;賀廣武;劉利斌;龔金風
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南江河能源科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01K1/02;G01K1/022;H02K11/25
• 代理公司: 北京匯眾通達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11622
• 代理人: 夏鵬

本發(fā)明涉及水輪發(fā)電機檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)，包括電站監(jiān)控系統(tǒng)和傳感器組，其特征在于：所述傳感器組與電站監(jiān)控系統(tǒng)通訊連接；所述傳感器組包括溫度巡檢儀和測溫傳感器設(shè)備；所述測溫傳感器用于安裝在水輪發(fā)電機大軸上的金屬刷握板上，金屬刷握板有正/負電環(huán)，所述測溫傳感器分別與勵磁電流正極碳刷組、勵磁電流負極碳刷組上的金屬刷握板相接觸導通，用于實時監(jiān)控金屬刷握板上的溫度并將溫度變化數(shù)值傳輸至電站監(jiān)系統(tǒng)進行處理；所述電站監(jiān)控系統(tǒng)用于接收傳感器組得到的溫度數(shù)據(jù)進行獲取、比對、分析和診斷。本發(fā)明具備智能檢測，且簡單可靠有能實時預(yù)警故障的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水輪發(fā)電機檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水輪發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成，其中轉(zhuǎn)子通過外部水力推動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，使定子繞組做切割磁感應(yīng)運動，從而實現(xiàn)發(fā)電；而水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場則是由外部勵磁裝置提供的勵磁電流建立的，勵磁電流經(jīng)由碳刷與發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)的集電環(huán)動態(tài)接觸傳入轉(zhuǎn)子來產(chǎn)生磁場，這種機械上的動態(tài)接觸可能因接觸不良而發(fā)熱產(chǎn)生打火，燒蝕著碳刷和發(fā)電機旋轉(zhuǎn)軸承上的集電環(huán)，一旦燒蝕發(fā)生，它們之間的接觸傳導狀況會進一步惡化，燒蝕故障會在短時間內(nèi)迅速擴大，引發(fā)設(shè)備和運行風險。

從目前擁有的技術(shù)手段來看，并不能完全杜絕碳刷打火故障，較為現(xiàn)實的做法是實時監(jiān)測碳刷運行情況、快速發(fā)現(xiàn)碳刷打火，及時進行人工干預(yù)和處理。

水輪發(fā)電機碳刷打火暫時沒有一種合適的專用傳感器來直接反映，目前發(fā)電廠基本上采用人工定期巡視的辦法，每隔一段時間派巡視人員仔細察看碳刷與旋轉(zhuǎn)集電環(huán)的結(jié)合部位，如果沒有發(fā)現(xiàn)跳火現(xiàn)象，則認為正常，這種離散性的巡視方式存在嚴重實時性問題，也無法揭示潛在的故障隱患。另外在碳刷附近額外加裝專用攝像頭，用視頻識別的方式來檢測，則在技術(shù)上尚不成熟且綜合成本較高。隨著小水電集中運行和集中維護模式的推廣，電站將全面實現(xiàn)無人化，因此，需要提出一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)，具備智能檢測，且簡單可靠有能實時預(yù)警故障，盡可能地避免了因碳刷打火引起的集電環(huán)燒蝕，杜絕了事故的擴大的有益效果，解決了上述背景技術(shù)中所提到人工巡檢方式導致的故障隱患的問題。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)，包括電站監(jiān)控系統(tǒng)和傳感器組，所述傳感器組與電站監(jiān)控系統(tǒng)通訊連接；

所述傳感器組包括溫度巡檢儀和測溫傳感器設(shè)備；

所述測溫傳感器用于安裝在水輪發(fā)電機大軸上的金屬刷握板上，金屬刷握板有正/負電環(huán)，所述測溫傳感器分別與勵磁電流正極碳刷組、勵磁電流負極碳刷組上的金屬刷握板相接觸導通，用于實時監(jiān)控金屬刷握板上的溫度并將溫度變化數(shù)值傳輸至電站監(jiān)系統(tǒng)進行處理；

所述電站監(jiān)控系統(tǒng)用于接收傳感器組得到的溫度數(shù)據(jù)進行獲取、比對、分析和診斷。

作為本發(fā)明所述一種小型水輪發(fā)電機碳刷打火檢測系統(tǒng)的一種可選方案，其中：所述測溫傳感器設(shè)備用于分別與勵磁電流正極碳刷組、勵磁電流負極碳刷組接觸導通；

從外部給發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈注入勵磁電流，電流設(shè)置在100A～500A；在勵磁電流的整個傳輸線路上，只有碳刷與集電環(huán)之間是動態(tài)接觸連接的，其接觸狀況長期穩(wěn)定性差；

若存在接觸不良極有可能引發(fā)打火故障，在打火發(fā)生時碳刷與集電環(huán)接觸面釋放出大量熱能，使溫度急劇攀升，金屬集電環(huán)常常被燒蝕，此時熱量也會通過碳刷和金屬刷握架迅速傳遞至金屬刷握板，因為金屬和碳刷的導熱性較好，使得金屬刷握板溫度會隨碳刷打火同步快速上升；

雖然從刷握板上測量到的溫度要比碳刷與集電環(huán)接觸面處產(chǎn)生的溫度低，但其變化趨勢保持一致，這樣就可以通過金屬刷握板上的測溫傳感器間接地反映碳刷運行情況；