一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)水輪機(jī)軸承中的油膜絕緣被破壞后,因?yàn)檗D(zhuǎn)子另一側(cè)的軸承座接地,軸電壓通過(guò)電機(jī)兩端軸承支架形成電流回路,當(dāng)軸電壓施加在軸承油膜上,一旦油膜破壞,就會(huì)產(chǎn)生很大的軸電流,將在軸承內(nèi)表面燒出小凹坑,軸承會(huì)因機(jī)械磨損加速而破損,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞軸瓦。本實(shí)用新型在大軸的機(jī)架和導(dǎo)瓦之間安裝兩塊絕緣板,兩塊絕緣板之間引出電極;在兩路絕緣板上搭建有用于同時(shí)測(cè)量Rx1和Rx2的電阻測(cè)量電路,檢測(cè)Rx1和Rx2的絕緣值。本實(shí)用新型令上游側(cè)保持良好的絕緣狀態(tài),可切斷軸電壓產(chǎn)生軸電流的通道,從而保護(hù)軸瓦不被侵蝕,能對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)做出精確的事前預(yù)警,預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性高。
【專利說(shuō)明】一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水輪機(jī)組中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,具體涉及一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]因發(fā)定子鐵芯所采用的扇形沖壓片、轉(zhuǎn)子偏心率、扇形片的導(dǎo)磁率均不同,冷卻和夾緊用的軸向?qū)Р鄣劝l(fā)電機(jī)制造磁不對(duì)稱,電機(jī)因定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻,導(dǎo)致大軸中心與磁場(chǎng)中心不在同一線上,或是大軸部分被磁化,從而不可避免地產(chǎn)生了感應(yīng)電壓。
[0003]當(dāng)水輪機(jī)軸承中的油膜絕緣被破壞后,由于轉(zhuǎn)子另一側(cè)的軸承座接地,軸電壓通過(guò)電機(jī)兩端軸承支架形成電流回路,其放電回路為:發(fā)電機(jī)大軸——軸頸——軸瓦——軸承一支架一機(jī)組底座。
[0004]威脅最大的軸電流常發(fā)生在軸頸,當(dāng)軸電壓施加在軸承油膜上時(shí),一旦油膜破壞,就會(huì)產(chǎn)生很大的軸電流,將在軸承內(nèi)表面燒出小凹坑,軸承會(huì)因機(jī)械磨損加速而破損,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞軸瓦,傳統(tǒng)的軸瓦絕緣多為單塊絕緣板,無(wú)法正確連線測(cè)出軸瓦的絕緣狀態(tài)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種能準(zhǔn)確判斷軸頸是否絕緣的水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于:
[0008]在大軸的機(jī)架和導(dǎo)瓦之間安裝兩塊絕緣板,兩塊絕緣板之間引出電極;
[0009]電極對(duì)大軸的電阻為Rxl,電極對(duì)機(jī)架的電阻為Rx2,在兩路絕緣板上搭建有用于同時(shí)測(cè)量Rxl和Rx2的電阻測(cè)量電路。
[0010]所述的電阻測(cè)量電路中,電阻Rxl和Rx2同時(shí)接有分壓電阻Rl和R2以及限流電阻RS,并各自接有精密采樣電阻網(wǎng)絡(luò)R31、R32、R33和R34,電子開(kāi)關(guān)AQW214H根據(jù)單片機(jī)C8051F580的控制信號(hào),在精密采樣電阻網(wǎng)絡(luò)中選擇適時(shí)采樣電阻,采樣電壓通過(guò)運(yùn)算放大器BB5873AM送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX197,輸出后送入單片機(jī)C8051F580 ;
[0011]單片機(jī)C8051F580的接收的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算,送入數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7513,數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7513輸出的電壓值送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD694,輸出用于表征絕緣值的電流值。
[0012]所述的單片機(jī)C8051F580上接有用于給上位機(jī)提供通訊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX485,以及用于對(duì)單片機(jī)C8051F580進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大的達(dá)林頓晶體管ULN2003,達(dá)林頓晶體管ULN2003接入用于干節(jié)點(diǎn)報(bào)警的輸出繼電器RELAY。
[0013]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本實(shí)用新型提供的一種在線監(jiān)測(cè)軸瓦絕緣的裝置,對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組上游側(cè)(轉(zhuǎn)子以前)軸瓦做絕緣處理,下游側(cè)設(shè)接地碳刷,上游側(cè)保持良好的絕緣狀態(tài),可切斷軸電壓產(chǎn)生軸電流的通道,從而保護(hù)軸瓦不被侵蝕,本實(shí)用新型能對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)做出精確的事前預(yù)警,預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性高。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)組成圖。
[0016]圖2為測(cè)量絕緣電阻的基本原理圖。
[0017]圖3為測(cè)量裝置的實(shí)現(xiàn)電路原理圖。
[0018]圖中,1-大軸,2-導(dǎo)瓦,3-第一絕緣板,4-電極,5-第二絕緣板,6_機(jī)架。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]本實(shí)用新型所涉及的一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置,在軸瓦上增添一有兩側(cè)絕緣板包裹的絕緣電極,采用雙通道的測(cè)量方式分別測(cè)量電極到大軸和電極到機(jī)架的絕緣值,在軸瓦上絕緣電阻變化時(shí),自動(dòng)選擇采樣電阻值,以便精密測(cè)量,測(cè)量方式為在線實(shí)時(shí)測(cè)量。具體結(jié)構(gòu)是,在大軸I的機(jī)架6和導(dǎo)瓦2之間安裝兩塊絕緣板,參見(jiàn)圖1,分別為第一絕緣板3和第二絕緣板5,兩塊絕緣板之間引出電極4 ;電極4對(duì)大軸I的電阻為Rxl,電極4對(duì)機(jī)架6的電阻為Rx2,在兩路絕緣板上搭建有用于同時(shí)測(cè)量Rxl和Rx2的電阻測(cè)量電路。
[0021]傳統(tǒng)的軸瓦絕緣多為單塊絕緣板,無(wú)法正確連線測(cè)出軸瓦的絕緣狀態(tài),本實(shí)用新型特征是將軸瓦的絕緣板分成兩塊,中間夾有絕緣電極引出,分別測(cè)出電極對(duì)大軸,電極對(duì)機(jī)架的絕緣值,從而判斷出整體的絕緣狀態(tài)。以Rxl為例,搭建如圖2中的電路模型,圖2中,RS為限流電阻,Rl、R2為分壓電阻,通過(guò)測(cè)量R2上的電壓Ur來(lái)確定絕緣電阻支路的電壓值,Rxl為一路絕緣板的等效電阻。R3為待測(cè)絕緣電阻支路的采樣電阻。根據(jù)下式可獲得Rxl的值:
[0022]Ur*(Rl+R2)/R2=Ui*(Rxl+R3)/R3 — Rxl=UrR3*(R1+R2)/UiR2 - R3
[0023]Ur和Ui采用同步采樣,測(cè)量精度高。絕緣阻值測(cè)量范圍考慮為10ΚΩ?5ΜΩ。
[0024]參見(jiàn)圖3,圖中RS、Rl、R2、Rxl、Rx2與圖2—致。R31、R32、R33、R34為精密采樣電子網(wǎng)絡(luò),AQW214H為電子開(kāi)關(guān),它根據(jù)單片機(jī)MCU (新華龍C8051F580)發(fā)出的控制信號(hào),在精密電阻網(wǎng)絡(luò)中選擇適宜的電阻作為適時(shí)采樣電阻。BB5873AM為運(yùn)算放大器,用于變換采樣電壓送入MAX197,MAX197為8通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,用于測(cè)量基準(zhǔn)電壓和兩路采樣電阻的電壓。MAX485用于給上位機(jī)提供通訊,協(xié)議采用MODBUS RTU0 ULN2003為達(dá)林頓晶體管用于MCU的驅(qū)動(dòng)放大功能,保證輸出繼電器RELAY的可靠動(dòng)作,繼電器觸點(diǎn)用于干節(jié)點(diǎn)報(bào)警。DAC7513是一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器,將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電壓值,再經(jīng)AD694將電壓量轉(zhuǎn)為4-20mA電流值。此電流值表征絕緣值。
[0025]本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換,均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于: 在大軸(I)的機(jī)架(6)和導(dǎo)瓦(2)之間安裝兩塊絕緣板,兩塊絕緣板之間引出電極(4); 電極(4)對(duì)大軸(I)的電阻為Rxl,電極(4)對(duì)機(jī)架(6)的電阻為Rx2,在兩路絕緣板上搭建有用于同時(shí)測(cè)量Rxl和Rx2的電阻測(cè)量電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于: 所述的電阻測(cè)量電路中,電阻Rxl和Rx2同時(shí)接有分壓電阻Rl和R2以及限流電阻RS,并各自接有精密采樣電阻網(wǎng)絡(luò)R31、R32、R33和R34,電子開(kāi)關(guān)AQW214H根據(jù)單片機(jī)C8051F580的控制信號(hào),在精密采樣電阻網(wǎng)絡(luò)中選擇適時(shí)采樣電阻,采樣電壓通過(guò)運(yùn)算放大器BB5873AM送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX197,輸出后送入單片機(jī)C8051F580 ; 單片機(jī)C8051F580的接收的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算,送入數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7513,數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7513輸出的電壓值送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD694,輸出用于表征絕緣值的電流值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于: 所述的單片機(jī)C8051F580上接有用于給上位機(jī)提供通訊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX485,以及用于對(duì)單片機(jī)C8051F580進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大的達(dá)林頓晶體管ULN2003,達(dá)林頓晶體管ULN2003接入用于干節(jié)點(diǎn)報(bào)警的輸出繼電器RELAY。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK203414565SQ201320503489
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】伊震, 蘇光明, 孫學(xué)軍 申請(qǐng)人:西安江河電站技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司