一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，屬于發(fā)電機技術領域。
【背景技術】
[0002]同步交流發(fā)電機是一種運用旋轉的電磁電樞產生電流和電壓的設備。它包括一個轉子(旋轉電磁場)和一個定子，用來提供三相電壓。對于現(xiàn)代大型發(fā)電機組，由于容量限制，轉子已不可能采用永磁鐵，一般為電磁鐵。采用此種方法需要將直流電流通過碳刷與滑環(huán)相接觸，再由滑環(huán)將勵磁電流導入發(fā)電機轉子。
[0003]大型發(fā)電機碳刷和滑環(huán)正常情況下，運行比較穩(wěn)定，維護工作量也較小。但碳刷和滑環(huán)是發(fā)電機中動靜接觸和交換能量的設備，因受其通流的大小、碳刷的壓力、周圍的環(huán)境溫度、濕度、清潔度、碳刷與滑環(huán)表面的磨損以及本身制造工藝等因素影響，在長期運行中，容易在碳刷和滑環(huán)之間發(fā)生弧光，若沒有及時發(fā)現(xiàn)隱患進行處理，將有可能形成惡性循環(huán)，造成刷辮燒斷、滑環(huán)打毛、壓簧震斷、碳刷震裂等，嚴重時將形成環(huán)火造成滑環(huán)燒毀、被迫停機的事故。緊急停機不僅造成系統(tǒng)出力下降，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行，而且對發(fā)電機組本身也將產生危害。
[0004]目前對發(fā)電機滑環(huán)小室的檢測主要依靠以下幾個方法:
[0005]1.日常運行檢查:
[0006]加強定期與不定期的設備巡回檢查工作，正常情況下，工作人員每班必須對發(fā)電機碳刷進行檢查，主要檢查方法是用手電筒通過照射發(fā)電機滑環(huán)小室的玻璃外殼來查看內部情況，用紅外測溫儀測量集電環(huán)和碳刷的溫度，夏季高峰負荷期間以及無功和電壓波動較大時應縮短溫度測量間隔。
[0007]2.日常清潔維護:
[0008]正常運行中每天都要進行清掃、吹灰工作，保持碳刷及整流子滑環(huán)光面清潔，若遇異?，F(xiàn)象造成碳刷灰塵大時，要加強清掃。遇有停機機會，檢修要對滑環(huán)、碳刷、碳刷架以及滑環(huán)罩等進行全面的清掃、檢查。特別要重點對油污進行處理。
[0009]3.加強檢修質量控制:
[0010]避免由于檢修質量不良或運行調整不當造成機組運行中，發(fā)電機密封油外泄，甩到滑環(huán)上，增大碳刷與滑環(huán)之間的接觸電阻。
[0011]綜上所述，目前對發(fā)電機滑環(huán)小室的檢測還主要依靠人力資源進行檢查和防范，檢測準確率不高且存在較大的人力資源浪費。
[0012]經(jīng)過認真研究、綜合分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機滑環(huán)小室采用的是玻璃外殼，內部很容易受外界光的影響，并且內部碳刷和滑環(huán)間容易產生弧光，且產生的故障光也非常微弱，據(jù)此，將微弱弧光檢測技術應用到發(fā)電機滑環(huán)小室的檢測上將有助于發(fā)電機滑環(huán)小室的故障檢測?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0013]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術中發(fā)電機滑環(huán)小室依靠人工定時巡檢，導致人力資源浪費、運行維護成本高、故障發(fā)現(xiàn)不及時、準確度不高的技術問題。
[0014]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，包括CPU、用于采集故障弧光的微弱弧光傳感器和用于與運維人員通訊的無線通訊單元；所述微弱弧光傳感器與CPU的信號輸入端連接，所述無線通訊單元與CPU的信號輸出端連接；所述CPU的信號輸出端還連接有跳閘保護電路和故障報警電路。
[0015]所述微弱弧光傳感器實時檢測發(fā)電機滑環(huán)小室內的故障弧光，將故障弧光轉換為光信號通過光纖傳輸至CPU，CPU通過故障報警電路輸出告警、通過跳閘保護電路進行跳閘保護，同時通過無線通訊單元通知運維人員進行故障處理。
[0016]所述微弱弧光傳感器采用無源弧光探測傳感器。
[0017]所述CPU上還連接有人機交互系統(tǒng)，所述人機交互系統(tǒng)包括控制鍵以及用于參數(shù)查看、修改和事件監(jiān)視、記錄的液晶顯示單元。
[0018]所述CPU上還連接有用于與上位機通信的通信模塊。
[0019]所述CPU上還連接有通訊指示燈，當通信模塊處于通訊狀態(tài)時，通訊指示燈閃爍。
[0020]所述通信模塊配有RS485通訊接口和以太網(wǎng)通訊接口。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所達到的有益效果是:將微弱弧光檢測技術應用到發(fā)電機滑環(huán)小室的檢測上，不僅能夠實現(xiàn)發(fā)電機滑環(huán)小室的故障在線自動檢測，還能過濾掉電廠工作人員巡檢時用手電筒照射的光，防止環(huán)境光和手電筒照射光影響產生的誤動，提高故障檢測精度；采用微弱弧光傳感器檢測弧光，實時監(jiān)測發(fā)電機滑環(huán)小室內碳刷和滑環(huán)之間發(fā)生弧光的現(xiàn)象，能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患，避免環(huán)火，防止事故進一步擴大，延長設備使用壽命，保證電網(wǎng)正常運行；同時，能夠減少人力資源浪費，節(jié)約維護成本。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型提供的一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0024]如圖1所示，用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，包括CPU以及與CPU連接的通信模塊、微弱弧光傳感器、故障報警電路、跳閘保護電路、無線通訊單元、通訊指示燈和人機交互系統(tǒng)。下面分別對各部分進行詳細描述:
[0025]CPU:采用32位CPU，內部自帶看門狗功能，有效防止程序跑飛。主芯片帶有高速嵌入式存儲器，并且?guī)в卸〞r器、模擬/數(shù)字轉換器ADC、串行外設接口 SP1、I2C總線、通用同步/異步接受發(fā)送器USART等常用外設，帶有快速I/O接口和通信接口，具有卓越的計算性能和先進的中斷系統(tǒng)響應功能。
[0026]通信模塊:配有RS485通訊接口和以太網(wǎng)通訊接口，用于與上位機進行通信，實現(xiàn)遠程控制，采用標準M0DBUS通訊協(xié)議和部頒103協(xié)議，同時也支持其他協(xié)議，向用戶提供開放的通訊協(xié)議。
[0027]通訊指示燈:當通信模塊處于通訊狀態(tài)時，連接在CPU上的通訊指示燈閃爍。
[0028]微弱弧光傳感器:用于微弱的故障弧光采集，采用無源弧光探測傳感器，
[0029]微弱弧光傳感器是源于南京中凱光電技術有限公司生產的ZK1200-5ARC傳感器，并在此基礎上增加了光學技術改進。當發(fā)生微弱的弧光故障時，微弱弧光傳感器以光學原理先將故障弧光中的可見光濾除，并將故障弧光中的紫外光轉為傳輸效率更高的光信號，通過光纖傳給CPU，支持20路微弱弧光輸入。
[0030]無線通訊單元:當檢測到微弱弧光時，通過無線傳輸?shù)姆绞街鲃油ㄖ\維人員。
[0031]人機交互系統(tǒng):配置輕觸式按鍵控制鍵，每個按鍵上配有中文標識，操作人員可通過按鍵對系統(tǒng)進行操作；采用人性化面板設計，配置全中文液晶顯示器，按級操作各菜單頁面，根據(jù)菜單提示可對系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)及各種事件進行監(jiān)視、記錄，可直接通過菜單進行參數(shù)查看、修改等操作。
[0032]故障報警電路和跳閘保護電路分別連接在CPU的信號輸出端，當檢測發(fā)電機滑環(huán)小室內的故障弧光時，CPU通過故障報警電路輸出告警、通過跳閘保護電路進行跳閘保護。
[0033]本實用新型用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的方法，采用微弱弧光傳感器檢測發(fā)電機滑環(huán)小室的故障弧光，對故障弧光采用光學原理將故障弧光中的可見光濾除，然后將故障弧光中的紫外光轉換為光信號傳送至CPU，CPU控制輸出告警并進行跳閘保護，同時通知運維人員進行故障處理。
[0034]本實用新型將微弱弧光檢測技術應用到發(fā)電機滑環(huán)小室的檢測上，不僅能夠實現(xiàn)發(fā)電機滑環(huán)小室的故障在線自動檢測，還能過濾掉電廠工作人員巡檢時用手電筒照射的光，防止環(huán)境光和手電筒照射光影響產生的誤動，提高故障檢測精度，具有良好的市場推廣價值。
[0035]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，其特征在于，包括CPU、用于采集故障弧光的微弱弧光傳感器和用于與運維人員通訊的無線通訊單元；所述微弱弧光傳感器與CPU的信號輸入端連接，所述無線通訊單元與CPU的信號輸出端連接；所述CPU的信號輸出端還連接有跳閘保護電路和故障報警電路； 所述微弱弧光傳感器實時檢測發(fā)電機滑環(huán)小室內的故障弧光，將故障弧光轉換為光信號通過光纖傳輸至CPU，CPU通過故障報警電路輸出告警、通過跳閘保護電路進行跳閘保護，同時通過無線通訊單元通知運維人員進行故障處理。2.根據(jù)權利要求1所述的用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述微弱弧光傳感器采用無源弧光探測傳感器。3.根據(jù)權利要求1所述的用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU上還連接有人機交互系統(tǒng)，所述人機交互系統(tǒng)包括控制鍵以及用于參數(shù)查看、修改和事件監(jiān)視、記錄的液晶顯示單元。4.根據(jù)權利要求1所述的用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU上還連接有用于與上位機通信的通信模塊。5.根據(jù)權利要求4所述的用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU上還連接有通訊指示燈，當通信模塊處于通訊狀態(tài)時，通訊指示燈閃爍。6.根據(jù)權利要求4所述的用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊配有RS485通訊接口和以太網(wǎng)通訊接口。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，一種用于發(fā)電機滑環(huán)小室內弧光故障檢測的系統(tǒng)，包括CPU、微弱弧光傳感器和無線通訊單元；微弱弧光傳感器與CPU的信號輸入端連接，無線通訊單元與CPU的信號輸出端連接；CPU的輸出端還連接有跳閘保護電路和故障報警電路。本實用新型實現(xiàn)了發(fā)電機滑環(huán)小室的故障在線自動檢測，且能提高故障檢測精度。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN205027867
【申請?zhí)枴緾N201520806191
【發(fā)明人】徐德高, 劉貴華, 譚龍柬, 王瑤, 胡婭莉, 李杏彬, 曹耀宗, 王之剛
【申請人】南京中凱光電技術有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月19日