[发明专利]发电机温度监测系统

说明书

本发明涉及到一种发电机的温度监测系统，特别涉及到一种具有水冷定子线圈的发电机温度监测系统。

例如汽轮机驱动的发电机中，正常运行期间会产生巨大的热量。有些发电机可能几百吨重，这种发电机中由机械损耗和I²R损耗而产生的热量如不加以抑制，则很快会导致发电机的全部损坏。

为此，上述这种发电机中必须采用一种冷却系统，来完成对发电机散热的需要。这种冷却系统用在发电机座内以及转子、和定子结构内的冷却气流带走发电机工作时所产生的热。为了冷却的目的， 某些发电机的设计中，使附加的冷却气体流过定子线圈本身，而另外一种设计则是用一种冷却液体例如水通过定子线圈。在水冷系统中，水由管子送入发电机一侧的圆周母管中，并借助于各导管流入定子线圈的各端部。水从定子线圈相应的另一端排出，这一端上再由各导管将上述排出来的水汇集后送至排水母管，水在此处进行处理和冷却后继续循环使用。在流经定子线圈的过程中，水起到了吸收发电机产生的热的作用。

为了防止故障、保护发电机，一般要用许多个温度传感器对上述冷却水进行连续的监测。一旦发现冷却水的温度升高，则表明发生了诸如导体破裂，或因冷却通道局部的泄漏而引起的冷却水量减少这类问题。

发电机的定子铁芯是由许多薄叠片组成的，沿整个铁芯长度开等间隔的槽。每个槽是足够深的，可以容纳两段分别绕制的线圈，从每段线圈排出的水由各自的温度传感器（例如热电偶）获得温度指示。

为了对热电偶进行监测，通常的方法是把热电偶配置成分开的二组，由配置给槽的顶部上层线圈的热电偶构成一组，而把配置给槽底部下层线圈的热电偶构成第二组。对每一组中的温度传感器的读数之间高低两个温差分别进行计算。如果最高的和最低的两个温度读数之差高于某个预定值，则向操作者发出一个警告指示，而发电机或许脱离工作状态。

对一个有48槽的定子来说，将有96个定子线圈温度传感器。要靠手工对96个的传感器读数进行周期记录，并进行高-低温度差的计算是极其耗费时间而吃力的工作。因此，比较先进的系统中，包括一种用来周期地对温度传感器进行扫描，并把读数存入用于计算高与低间温差的微处理机的存贮器中的这样一种装置。因为所有的温度传感器是不相同的，并也不是一样放置的，所以即使在发电机处处于正常运行的情况下，仍然存在高和低的温度读数之间大的温差数据，特别在发电机重载的情况更是如此。此外，如后面将要给以解释的，在发电机故障时，温度传感器可以提供一个比前面的正常读数异常高的温度读数。然而，利用上述线圈组之间的高低温差方法却无法检测这种故障的发生。

本发明的目的是为了给这种发电机提供一种温度监测系统，它能较早地检测出异常发热的定子线圈，而且这种检测不受进水温度，水的流速和发电机载荷状况变化的影响。

根据本发明用于发电机的监测系统，使一种冷却液体通过发电机的分段的定子绕组并排出到一公用母管。上述监测系统包括多个温度传感器，它可以提供指明从上述绕组的各段排出的冷却液的温度的输出信号;包括把全部上述温度传感器信号合在一起从而求取平均温度读数的装置，而且上述平均温度读数可以通过改变发电机运行情况而变化：包括为每个上述传感器的输出最初产生并贮存一个修正因子，和当上述平均温度读数有相应的其他预定值时产生并贮存多个相应的修正因子的这样一种装置：包括用于在上述发电机联机工作和求取相对的平均温度读数期间对上述温度传感器输出信号进行周期取样的装置：包括可对上述在一个取样周期期间所求取的平均温度读数和上述所贮存的修正因子作出响应;以便为每个上述传感器的输出求取一个合适的修正因子的装置;由于上述取样结果给每个上述传感器输出产生一相对的温度读数值的装置，它是基于下述关系式

R＝ (T+CF)/(AVG)

式中R为所述相对的温度读数，T为特定传感器的温度读数，CF为所述特定传感器相当的修正因子，而AVG则为所述取样周期内的所述平均温度读数;还包括用来显示上述各传感器对应的相对温度读数的装置。