[发明专利]一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统

说明书

本发明涉及水轮发电机检测系统技术领域，且公开了一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统，包括电站监控系统和传感器组，其特征在于：所述传感器组与电站监控系统通讯连接；所述传感器组包括温度巡检仪和测温传感器设备；所述测温传感器用于安装在水轮发电机大轴上的金属刷握板上，金属刷握板有正/负电环，所述测温传感器分别与励磁电流正极碳刷组、励磁电流负极碳刷组上的金属刷握板相接触导通，用于实时监控金属刷握板上的温度并将温度变化数值传输至电站监系统进行处理；所述电站监控系统用于接收传感器组得到的温度数据进行获取、比对、分析和诊断。本发明具备智能检测，且简单可靠有能实时预警故障的优点。

技术领域

本发明涉及水轮发电机检测系统技术领域，具体为一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统。

背景技术

水轮发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成，其中转子通过外部水力推动产生旋转的磁场，使定子绕组做切割磁感应运动，从而实现发电；而水轮发电机转子磁场则是由外部励磁装置提供的励磁电流建立的，励磁电流经由碳刷与发电机高速旋转的集电环动态接触传入转子来产生磁场，这种机械上的动态接触可能因接触不良而发热产生打火，烧蚀着碳刷和发电机旋转轴承上的集电环，一旦烧蚀发生，它们之间的接触传导状况会进一步恶化，烧蚀故障会在短时间内迅速扩大，引发设备和运行风险。

从目前拥有的技术手段来看，并不能完全杜绝碳刷打火故障，较为现实的做法是实时监测碳刷运行情况、快速发现碳刷打火，及时进行人工干预和处理。

水轮发电机碳刷打火暂时没有一种合适的专用传感器来直接反映，目前发电厂基本上采用人工定期巡视的办法，每隔一段时间派巡视人员仔细察看碳刷与旋转集电环的结合部位，如果没有发现跳火现象，则认为正常，这种离散性的巡视方式存在严重实时性问题，也无法揭示潜在的故障隐患。另外在碳刷附近额外加装专用摄像头，用视频识别的方式来检测，则在技术上尚不成熟且综合成本较高。随着小水电集中运行和集中维护模式的推广，电站将全面实现无人化，因此，需要提出一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统。

发明内容

本发明提供了一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统，具备智能检测，且简单可靠有能实时预警故障，尽可能地避免了因碳刷打火引起的集电环烧蚀，杜绝了事故的扩大的有益效果，解决了上述背景技术中所提到人工巡检方式导致的故障隐患的问题。

本发明提供如下技术方案：一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统，包括电站监控系统和传感器组，所述传感器组与电站监控系统通讯连接；

所述传感器组包括温度巡检仪和测温传感器设备；

所述测温传感器用于安装在水轮发电机大轴上的金属刷握板上，金属刷握板有正/负电环，所述测温传感器分别与励磁电流正极碳刷组、励磁电流负极碳刷组上的金属刷握板相接触导通，用于实时监控金属刷握板上的温度并将温度变化数值传输至电站监系统进行处理；

所述电站监控系统用于接收传感器组得到的温度数据进行获取、比对、分析和诊断。

作为本发明所述一种小型水轮发电机碳刷打火检测系统的一种可选方案，其中：所述测温传感器设备用于分别与励磁电流正极碳刷组、励磁电流负极碳刷组接触导通；

从外部给发电机转子线圈注入励磁电流，电流设置在100A～500A；在励磁电流的整个传输线路上，只有碳刷与集电环之间是动态接触连接的，其接触状况长期稳定性差；

若存在接触不良极有可能引发打火故障，在打火发生时碳刷与集电环接触面释放出大量热能，使温度急剧攀升，金属集电环常常被烧蚀，此时热量也会通过碳刷和金属刷握架迅速传递至金属刷握板，因为金属和碳刷的导热性较好，使得金属刷握板温度会随碳刷打火同步快速上升；

虽然从刷握板上测量到的温度要比碳刷与集电环接触面处产生的温度低，但其变化趋势保持一致，这样就可以通过金属刷握板上的测温传感器间接地反映碳刷运行情况；