发电机绝缘过热在线监测装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 106197737 A (43)申请公布日 2016.12.07

(21)申请号 201510223425.3(22)申请日 2015.05.05

(71)申请人哈尔滨亚源电力有限责任公司

地址150000 黑龙江省哈尔滨市经开区南岗

集中区汉水路165号707室(72)发明人韩雪辉(51)Int.Cl.

G01K 11/30(2006.01)G01K 1/02(2006.01)G01R 31/34(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图3页

(54)发明名称

发电机绝缘过热在线监测装置(57)摘要

发电机绝缘过热在线监测装置技术领域：本检测装置应用于大、中型同步发电机绝缘过热在线监测装置，监测数据的采集、处理、分析、全部由计算机完成。可快捷准确的判断出发电机绝缘过热情况。

C N 1 0 6 1 9 7 7 3 7 A CN 106197737 A

权 利 要 求 书

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1.在发电机内部安装传感器(探测器)这种方式来监测发电机绝缘过热情况。

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CN 106197737 A

说 明 书

发电机绝缘过热在线监测装置

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所属领域：本检测装置应用于大、中型同步发电机绝缘过热在线监测装置，监测数据的采集、处理、分析、全部由计算机完成。可快捷准确的判断出发电机绝缘过热情况。[0002] 背景技术：发电机绝缘过热装置是一种在线监测发电机定、转子绕组及铁芯绝缘局部过热的监测仪器。目前，美国、英国、已研制出不同类型的监视仪。我国现除在引进美国西屋公司制造的300MW、600MW汽轮发电机上配有美国产的监测仪外，自行研制监测装置已有近千台配套在300MW、600MW发电机组上。经过几十年的运行，发电机绝缘过热在线监测装置未发生过革命性的转变。基于传统方式监测装置的缺陷与不足，我公司研制了一种新型发电机绝缘过热在线监测装置。[0003] 发明内容：本装置的目的是提供一种新型发电机绝缘过热在线监测装置。[0004] 发电机绝缘过热在线监测装置全套装置包括：一个柜体A、冷凝核光感传感器A1，信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4，工控机的中央处理器A5，工业显示器屏幕A6。其特征在于冷凝核光感传感器A1安装在发电机温度信号接线板上，通过发电机温度信号接线板引出电压信号，电压信号通过信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4送入工控机的中央处理器A5中，从工业显示器屏幕A6显示出来。[0005] 设计原理：本装置设计原理改变了传统监测装置的设计思想。通过安装在发电机汽、励两端的温度信号密封接线板内部的冷凝核光感传感器来监测发电机绝缘过热情况。发电机温度信号密封接线板内部的冷凝核光感传感器完全置于一定压力下的冷却气体环境中，当发电机运行时，某绝缘部件有绝缘过热时，过热的绝缘材料热分解后，遇冷会产生冷凝核，冷凝核随气流流动，当冷凝核流动到冷凝核光感传感器光感范围内，传感器会根据冷凝核的浓度发出0-10V(或4-20mA)的输出来判断发电机绝缘过热情况。输出电压(或电流)的大小与发电机绝缘过热程度有关，当电压(或电流)升到某一整定值时，代表着绝缘早期故障隐患的发生和存在，装置发出报警信号。运行人员可根据报警信号的频度，结合其他显示仪表指示，综合判断故障隐患的发生和发展，有计划的提早采取相应设施，避免因绝缘过热故障的扩大而导致后期发生的重大事故，以此提高发电机的安全运行。新型发电机绝缘过热监测装置电气原理方框图如图一所示，新型发电机绝缘过热监测装置报警过程流程图如图二所示，新型发电机绝缘过热监测装置冷凝核浓度与输出电压特性曲线如图三所示，新型发电机绝缘过热监测装置外形示意图如图四所示。[0006] 本装置的优点及特点：

[0007] (1)冷凝核光感传感器完全置于冷却气体环境中，无需外接取样管道及分析室，不必担心油脂、水珠堵塞管道；减少发电机组密封漏点，不存在发电机组漏氢隐患。[0008] (2)装置监测原理是通过电压(或电流)的大小，反应冷凝核浓度的大小，冷凝核浓度的大小只与绝缘过热情况轻重有关，与发电机组内冷却气体压力大小无关，不会影响装置正常监测，发生误报的可能。

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(3)装置适用不同机组，不同冷却方式的发电机组。[0010] (4)装置应用软件是在‘WINDOWS’环境下开发的，具有良好的人机接口界面。[0011] (5)具备故障判断、故障曲线显示、绝缘过热趋势分析和存储功能。

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说 明 书

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(6)具备就地、远传报警功能。

[0013] (7)用户可随时调出发电机绝缘运行历史资料，可为发电机绝缘是否需要维修提供依据从而有效的预防由绝缘过热导致事故的发生。[0014] (8)调试简单、维护方便、安全可靠。附图说明

图1为本装置的电气原理方框图。[0016] 图2为本装置的报警过程流程图。

[0017] 图3为冷凝核浓度与输出电压特性曲线图。[0018] 图4为本装置的外形示意图。其中“1”为报警指示单元；“2”为显示器；“3”为计算机；“4”为鼠标键盘抽屉；“5”为文件抽屉；“6”为打印机抽屉；“7”为装置铭牌；“8”为装置标牌。

[0015]

具体实施方式

[0019] 如图4所示，发电机绝缘过热在线监测装置全套装置包括：一个柜体A、冷凝核光感传感器A1，信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4，工控机的中央处理器A5，工业显示器屏幕A6。其特征在于冷凝核光感传感器A1安装在发电机温度信号接线板上，通过发电机温度信号接线板引出电压信号，电压信号通过信号调理单元A2、信号采集单元A3、信号显示及报警单元A4送入工控机的中央处理器A5中，从工业显示器屏幕A6显示出来。当发电机运行时，某绝缘部件有绝缘过热时，过热的绝缘材料热分解后，遇冷会产生冷凝核，冷凝核随气流流动，当冷凝核流动到A1光感范围内，A1会根据冷凝核的浓度发出0-10V(或4-20mA)的输出传送入A2，经A2调理后的信号被采集单元A3处理送入工控机的中央处理器A5中。工控机的中央处理器A5通过特殊的语言编程将反应冷凝核浓度的电压信号制成冷凝核浓度与输出电压特性曲线，通过A6显示出来。A5分析输出电压(或电流)的大小与发电机绝缘过热程度有关，当电压(或电流)升到某一整定值时，代表着绝缘早期故障隐患的发生和存在，装置发出报警信号。运行人员可根据报警信号的频度，结合其他显示仪表指示，综合判断故障隐患的发生和发展，有计划的提早采取相应设施，避免因绝缘过热故障的扩大而导致后期发生的重大事故，以此提高发电机的安全运行。[0020] A1是使用我公司自制的冷凝核光感传感器，输入电压24VDC，输出信号0-10VDC(或4-20mA)。通过A1光感的电势，送入信号采集单元A2中。A2是由哈尔滨亚源电力有限责任公司自主研发的隔离放大电路模块组成的信号调理单元。通过A2隔离放大电路变换后的感应电势送入信号采集单元A3中。A3是由哈尔滨亚源电力有限责任公司自主研发高频高速模数的转换模块组成的信号采集单元。通过A3采集的数据送入信号显示及报警单元A4。A4是由接线端子排，小型断路器、开关电源及报警指示灯等组成的信号显示及报警单元。通过A4将报警信号送入工控机的中央处理器A5中。A5是工业用的高频高速计算机。通过 A4送来的信号经过处理，通过工业显示器A6屏幕显示出来。A是由A1冷凝核光感传感器；A2信号调理单元；A3信号采集单元；A4信号显示及报警单元；A5工控机的中央处理器；A6工业显示器组成的“发电机绝缘过热在线监测装置”。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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说 明 书 附 图

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图3

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说 明 书 附 图

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图4

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