[实用新型]发电机碳刷在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机碳刷在线监测系统。

背景技术

发电机系统中的励磁的碳刷数量多，且处于持续磨损和高温工作环境中，长时间使用的碳刷的电气参数会发生较大的变化，进而导致碳刷与滑环接触面产生较大温升，而且同一发电机的每个碳刷参数变化不一致，将会导致负载电流失衡引起滑环发热甚至起火，意外停机造成重大损失。各个碳刷的参数也是略有差异的，长期下来磨损速度也是不一样的，碳刷数量较多，管理方式欠缺导致无法及时准确的获取更换碳刷的更换时间点等信息。

目前运行部门通过人工巡检的方式了解碳刷的电气和温度参数信息，由于人工检测的操作耗时较长且有一定的风险性，每个班组只能检测一次，而运行中的碳刷负载电流变化很大很快，每天几次的检测数据随机性过大，且采样时间不一致，造成测量参数无参考意义，所以也没有判断价值；碳刷虽然可以取出来查看碳刷长度，但是由于碳刷数量较多，逐个检查工作量大，长时间取出碳刷会对设备的正常工作略有影响，故而人工巡检的方法对碳刷健康状态评估效果很差。另外，很薄的转子线圈匝间的绝缘层，由于层间绝缘老化，在转子旋转离心力的作用下匝间极易容易发生短路；而且，当发电机转子绕组发生初期放电时，值班人员无法获取这些信息；随着匝间绝缘的恶化，会发生短路，使得转子电流迅速增大，造成绕组温度升高，严重时会损坏转子线圈及铁芯，引发事故；同时，转子线圈绕组短路之后，由于磁力不平衡，加剧发电机组振动，电厂的安全运行受到极大的威胁。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种发电机碳刷在线监测系统，以解决现有碳刷检测工作量大、检测不准确且易引发事故的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种发电机碳刷在线监测系统，包括依次连接的检测模块、通信集中器和监控主机；所述检测模块包括用于检测碳刷磨损状况的碳刷磨损检测单元。

所述碳刷磨损检测单元包括标准电容器、模拟电容器、与所述标准电容器连接的第一电容测量仪、与所述模拟电容器连接的第二电容测量仪以及分别与所述第一电容测量仪和第二电容测量仪连接的处理器；所述模拟电容器包括两个第一金属板，两个所述第一金属板并排固定在用于安装碳刷的碳刷盒的同侧侧壁上，两个所述第一金属板与所述碳刷盒的侧壁之间设有第一绝缘层；所述标准电容器包括两个与所述第一金属板相同的第二金属板，两个所述第二金属板并排固定在所述碳刷盒的外侧壁上，两个所述第二金属板与所述碳刷盒的外侧壁之间设有第二绝缘层。

进一步地，所述第二电容测量仪与处理器之间设有差分放大电路。

进一步地，该系统还包括用于检测碳刷电流的电流检测单元。

进一步地，所述电流电测单元包括设置在所述碳刷的电流进线端的闭环霍尔电流传感器。

进一步地，该系统还包括用于检测碳刷温度的温度检测单元。

进一步地，所述温度检测单元包括温度接触式传感器，所述温度接触式传感器的温感元件与碳刷延伸出所述碳刷盒的一端接触。

进一步地，所述温感元件为铂热电阻。

进一步地，检测模块与通信集中器通过无线传输单元连接。

进一步地，所述通信集中器与监控主机之间通过光纤连接。

本实用新型的有益效果为：本申请利用电容器的原理，根据对置设置的两块金属板以及金属板之间的介质组成电容模型的电容的大小变化反应碳刷的磨损程度，该检测系统结构简单，便于安装，且占用空间小。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的原理图；

图2为本实用新型一个实施例的碳刷磨损检测单元的原理图；

图3为本实用新型一个实施例的金属板和温感元件安装位置的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的碳刷磨损检测单元安装位置的侧视图；

图5为本实用新型一个实施例的闭环霍尔电流传感器的原理图。

其中：1、碳刷盒；2、碳刷；3、弹性件；5、温感元件；A、模拟电容器；A1、第一绝缘层；B、标准电容器；B1、第二绝缘层。

具体实施方式