[实用新型]水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统

说明书

本实用新型涉及一种水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统，所述系统包括集电环、红外线温度传感器、以及用于温度采集及分析处理的仪表装置，所述红外线温度传感器设置在集电环外，且红外线温度传感器与集电环之间具有一定测量距离，所述红外线温度传感器安装于固定支架上，红外线温度传感器与仪表装置相连。本实用新型采用红外线传感器对集电环装置进行温度实时监测，将采集到的数据进行综合分析、判断，提供电站监控所需的各种信号，实现对事故提前预知，便于励磁系统及时灭磁，以减少故障损失，保障发电机组安全运行。

技术领域

本实用新型涉及集电环运行时的温度与火花监测，尤其是涉及一种水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统。

背景技术

水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机；水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出；是水电站生产电能的主要动力设备。

传统的自并励励磁系统水轮发电机在运行中，经常会出现集电环和电刷过热并产生火花等现象，严重的可能烧毁集电环和电刷，甚至还有可能造成集电环正、负极短路，损坏发电机励磁系统等事故。因此，对集电环进行温度监测就显得非常重要，然而，以往生产的大部分水轮发电机组，局限于监测技术取样的难度，不容易实现对转动部件进行温度监测与控制。

实用新型内容

针对水轮发电机安全运行的实际需要，本实用新型提供了一种水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统，可以将测量单元提供的电信号输入处理单元，进行综合分析、判断并量化，输出电站监控所需的信号，可以实现对集电环温度和火花进行实时监控、报警与工控系统计算机通讯的功能。

一种水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统，所述系统包括集电环、红外线温度传感器、以及用于温度采集及分析处理的仪表装置，所述红外线温度传感器设置在集电环外，且红外线温度传感器与集电环之间具有一定测量距离，所述红外线温度传感器安装于固定支架上，红外线温度传感器与仪表装置相连。

红外线温度传感器在测量温度时不与被测物体直接接触，充分满足测量集电环这种转动部件的技术需要，它以单片机为核心进行设计，具有自校零、自校量程功能，其技术成熟、安装和使用方便、灵敏度高反应快，简单又实用。

任何物体只要它的温度高于热力学零度，就会产生红外线向周围辐射，物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。当集电环温度升高时，红外线温度传感器(探测器件)受到红外线辐射时引起温度升高，使传感器中的热敏电阻发生变化，再通过转换电路使之变成电信号输出，达到测量目的。

作为优选，集电环的直径与测量距离之比为2：15。红外温度传感器与被测目标集电环之间的距离根据集电环直径而定，在不同距离处，可测目标的有效直径是不同的，因而在测量小目标时要注意目标距离。

作为优选，所述红外线温度传感器与仪表装置之间通过屏蔽电缆相连。

作为优选，所述仪表装置上设有一个以上报警器。

仪表装置可设置两级报警信号及4～20mA模拟量信号，当装置监测到集电环温度高于预设定的第一上限时，提供第一报警信号；监测到温度高于预设定的第二上限时，则提供第二报警信号；4～20mA模拟量信号可以入LCU进行监控。

我国电机基本标准将火花分5级，分别为：1级无火花；1.25级电刷下小部分微弱火花；1.5级为电刷下有大部分轻微火花；2级为电刷整个边缘下部有火花，仅在短时冲击负载超载时允许存在；3级为电刷整个边缘都有强大的火花，同时有火花飞出。依据此标准，装置可根据采集到的火花信号的强弱，划分成相应的5个等级来显示产生火花的强弱。当火花等级达到预设定的某几个等级时发出报警信号，供电站监控使用。

作为优选，所述仪表装置上还设有备用接口。可以与不同传感器进行连接。