一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置。當水輪機軸承中的油膜絕緣被破壞后，因為轉子另一側的軸承座接地，軸電壓通過電機兩端軸承支架形成電流回路，當軸電壓施加在軸承油膜上，一旦油膜破壞，就會產生很大的軸電流，將在軸承內表面燒出小凹坑，軸承會因機械磨損加速而破損,嚴重時會燒壞軸瓦。本實用新型在大軸的機架和導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測量Rx1和Rx2的電阻測量電路，檢測Rx1和Rx2的絕緣值。本實用新型令上游側保持良好的絕緣狀態(tài)，可切斷軸電壓產生軸電流的通道，從而保護軸瓦不被侵蝕，能對機組運行狀態(tài)做出精確的事前預警，預報準確性高。
【專利說明】一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水輪機組中的狀態(tài)監(jiān)測裝置，具體涉及一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]因發(fā)定子鐵芯所采用的扇形沖壓片、轉子偏心率、扇形片的導磁率均不同，冷卻和夾緊用的軸向導槽等發(fā)電機制造磁不對稱，電機因定、轉子之間的氣隙不均勻，導致大軸中心與磁場中心不在同一線上，或是大軸部分被磁化，從而不可避免地產生了感應電壓。
[0003]當水輪機軸承中的油膜絕緣被破壞后，由于轉子另一側的軸承座接地，軸電壓通過電機兩端軸承支架形成電流回路,其放電回路為:發(fā)電機大軸——軸頸——軸瓦——軸承一支架一機組底座。
[0004]威脅最大的軸電流常發(fā)生在軸頸，當軸電壓施加在軸承油膜上時，一旦油膜破壞，就會產生很大的軸電流，將在軸承內表面燒出小凹坑，軸承會因機械磨損加速而破損，嚴重時會燒壞軸瓦，傳統(tǒng)的軸瓦絕緣多為單塊絕緣板，無法正確連線測出軸瓦的絕緣狀態(tài)。
【發(fā)明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種能準確判斷軸頸是否絕緣的水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:
[0007]一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置，其特征在于:
[0008]在大軸的機架和導瓦之間安裝兩塊絕緣板，兩塊絕緣板之間引出電極；
[0009]電極對大軸的電阻為Rxl，電極對機架的電阻為Rx2，在兩路絕緣板上搭建有用于同時測量Rxl和Rx2的電阻測量電路。
[0010]所述的電阻測量電路中，電阻Rxl和Rx2同時接有分壓電阻Rl和R2以及限流電阻RS，并各自接有精密采樣電阻網絡R31、R32、R33和R34，電子開關AQW214H根據單片機C8051F580的控制信號，在精密采樣電阻網絡中選擇適時采樣電阻，采樣電壓通過運算放大器BB5873AM送入模數轉換器MAX197，輸出后送入單片機C8051F580 ；
[0011]單片機C8051F580的接收的數據經計算，送入數模轉換器DAC7513，數模轉換器DAC7513輸出的電壓值送入模數轉換器AD694，輸出用于表征絕緣值的電流值。
[0012]所述的單片機C8051F580上接有用于給上位機提供通訊的模數轉換器MAX485，以及用于對單片機C8051F580進行驅動放大的達林頓晶體管ULN2003，達林頓晶體管ULN2003接入用于干節(jié)點報警的輸出繼電器RELAY。
[0013]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0014]本實用新型提供的一種在線監(jiān)測軸瓦絕緣的裝置，對水輪發(fā)電機組上游側(轉子以前)軸瓦做絕緣處理，下游側設接地碳刷，上游側保持良好的絕緣狀態(tài)，可切斷軸電壓產生軸電流的通道，從而保護軸瓦不被侵蝕，本實用新型能對機組運行狀態(tài)做出精確的事前預警，預報準確性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結構組成圖。
[0016]圖2為測量絕緣電阻的基本原理圖。
[0017]圖3為測量裝置的實現電路原理圖。
[0018]圖中，1-大軸，2-導瓦，3-第一絕緣板，4-電極，5-第二絕緣板，6_機架。
【具體實施方式】
[0019]下面結合【具體實施方式】對本實用新型進行詳細的說明。
[0020]本實用新型所涉及的一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置，在軸瓦上增添一有兩側絕緣板包裹的絕緣電極，采用雙通道的測量方式分別測量電極到大軸和電極到機架的絕緣值，在軸瓦上絕緣電阻變化時，自動選擇采樣電阻值，以便精密測量，測量方式為在線實時測量。具體結構是，在大軸I的機架6和導瓦2之間安裝兩塊絕緣板，參見圖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對大軸I的電阻為Rxl，電極4對機架6的電阻為Rx2，在兩路絕緣板上搭建有用于同時測量Rxl和Rx2的電阻測量電路。
[0021]傳統(tǒng)的軸瓦絕緣多為單塊絕緣板，無法正確連線測出軸瓦的絕緣狀態(tài)，本實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，分別測出電極對大軸，電極對機架的絕緣值，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，通過測量R2上的電壓Ur來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為待測絕緣電阻支路的采樣電阻。根據下式可獲得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，測量精度高。絕緣阻值測量范圍考慮為10ΚΩ?5ΜΩ。
[0024]參見圖3，圖中RS、Rl、R2、Rxl、Rx2與圖2—致。R31、R32、R33、R34為精密采樣電子網絡，AQW214H為電子開關，它根據單片機MCU (新華龍C8051F580)發(fā)出的控制信號，在精密電阻網絡中選擇適宜的電阻作為適時采樣電阻。BB5873AM為運算放大器，用于變換采樣電壓送入MAX197，MAX197為8通道的模數轉換器，用于測量基準電壓和兩路采樣電阻的電壓。MAX485用于給上位機提供通訊，協(xié)議采用MODBUS RTU0 ULN2003為達林頓晶體管用于MCU的驅動放大功能，保證輸出繼電器RELAY的可靠動作，繼電器觸點用于干節(jié)點報警。DAC7513是一個數模轉換器，將數字量轉換為模擬電壓值，再經AD694將電壓量轉為4-20mA電流值。此電流值表征絕緣值。
[0025]本實用新型的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置，其特征在于: 在大軸(I)的機架(6)和導瓦(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)對大軸(I)的電阻為Rxl，電極(4)對機架(6)的電阻為Rx2，在兩路絕緣板上搭建有用于同時測量Rxl和Rx2的電阻測量電路。
2.根據權利要求1所述的一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置，其特征在于: 所述的電阻測量電路中，電阻Rxl和Rx2同時接有分壓電阻Rl和R2以及限流電阻RS，并各自接有精密采樣電阻網絡R31、R32、R33和R34，電子開關AQW214H根據單片機C8051F580的控制信號，在精密采樣電阻網絡中選擇適時采樣電阻，采樣電壓通過運算放大器BB5873AM送入模數轉換器MAX197，輸出后送入單片機C8051F580 ； 單片機C8051F580的接收的數據經計算，送入數模轉換器DAC7513，數模轉換器DAC7513輸出的電壓值送入模數轉換器AD694，輸出用于表征絕緣值的電流值。
3.根據權利要求2所述的一種水輪發(fā)電機機組大軸軸頸絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置，其特征在于: 所述的單片機C8051F580上接有用于給上位機提供通訊的模數轉換器MAX485，以及用于對單片機C8051F580進行驅動放大的達林頓晶體管ULN2003，達林頓晶體管ULN2003接入用于干節(jié)點報警的輸出繼電器RELAY。
【文檔編號】G01R31/12GK203414565SQ201320503489
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權日:2013年8月19日
【發(fā)明者】伊震, 蘇光明, 孫學軍 申請人:西安江河電站技術開發(fā)有限責任公司
專業(yè)數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
