发电机电刷电流在线监测系统的制作方法

本发明属于工业自动化技术领域，具体是一种发电机转子集电环碳刷运行情况测试方法的技术领域，尤其涉及一种发电机电刷电流在线监测系统。

背景技术：

近几年，国内大部分抽水蓄能机组启停频繁、运行时间长，与常规机组的主要区别为：机组运行水头高，转速高，且上下游水位日变幅较大，机组启停更为频繁等，在集电环与碳刷的高速摩擦及电磁场作用下使得发电电动机碳刷易产生过热和打火故障。碳刷发热后极易导致碳刷刷体与铜导线接合部位断线，单一碳刷的断线导致其余碳刷导电的电流密度增大，电流密度增大时电刷产热大幅增加，继而影响多个刷体和铜导线接合部位过热和断线，最终导致碳刷大面积损坏，发电机失磁跳闸。另外，在碳刷刷体温度升高时，与其直接连接的弹簧元件温度也大幅升高，由于弹簧元件材料为正温度系数材料，温度升高时材料应力产生变化，过高或过低的弹簧压力使碳刷在高速旋转下产生跳动，加大碳刷磨损的同时也使弹簧元件易断裂。目前国内还没有统一的在线测试手段对其运行情况进行完整的鉴定，现只能利用机组检修期间对碳刷刷体与铜导线接合部位进行检查。为发电机转子集电环碳刷的稳定可靠运行，有必要安装碳刷电流的在线监测系统。

技术实现要素：

本发明针对上述现有变电站中存在的技术问题，提供了一种发电机电刷电流在线监测系统。目的是提供一种结构简单，并且可以确保发电机转子集电环碳刷的稳定可靠运行的监测系统。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

发电机电刷电流在线监测系统，是由直流电流传感器连接在每个碳刷刷辫上，直流电流传感器通过屏蔽传输线与电流信号采集传输箱相连接；电流信号采集传输箱的一端通过网线连接上位机，电流信号采集传输箱的另一端经过串口转换后由无线发射模块直接连接到远程监控中心。

所述直流电流传感器固定连接在碳刷刷辫上，与碳刷刷辫非直接电气连接。

所述直流电流传感器将感应得到的电流信号经由屏蔽传输线传输给电流信号采集传输箱。

所述直流电流传感器将每个碳刷上的大电流信号进行线性变换，使其满足电流信号采集传输箱的量程要求。

所述电流信号采集传输箱由220v市电引入后，经直流稳压电源进行供电。

所述电流信号采集传输箱采集直流电流传感器传输的电流信号，

先对其进行去噪滤波处理，排除外界干扰后进行数模转换，将采集得到的电流模拟量转换为数字量，一路由网线直接接入监控室的上位机，另一路经过串口转换后由无线发射模块直接发送到远程监控中心。

本发明的优点及有益效果是：

本发明系统结构简单，易操作。通过非接触式的直流电流传感器的设置，能够实时监测通过每一组碳刷的电流，而且还能够经上位机（dcs）系统计算和逻辑判断后，显示于监控画面上，便于值班人员发现缺陷，出现电刷断线故障时可发出故障报警信号，便于值班人员及时做出相应调整，确保发电机转子集电环碳刷的稳定可靠运行。

附图说明

下面结合本发明的具体实施例和附图，对本发明加以详细描述。

图1为发电机碳刷电流分布式监测系统构架图；

图2为直流电流传感器安装位置示意图；

图3为电流信号采集传输箱框图。

图中：发电机组集电环1，碳刷2，直流电流传感器3,碳刷刷辫4，屏蔽传输线5,电流信号采集传输箱6,上位机7。

具体实施方式

本发明是一种发电机电刷电流在线监测系统，如图1所示，图1为发电机碳刷电流分布式监测系统构架图。本发明是由直流电流传感器3固定安装在每个碳刷刷辫4上，直流电流传感器3通过屏蔽传输线5与电流信号采集传输箱6相连接；电流信号采集传输箱6通过网线连接上位机7，电流信号采集传输箱6的另一路经过串口转换后由无线发射模块直接发送到远程监控中心。

如图2所示，图2为直流电流传感器安装位置示意图。直流电流传感器3固定连接在碳刷刷辫4上，与碳刷刷辫4非直接电气连接。直流电流传感器3将感应得到的电流信号经由屏蔽传输线5传输给电流信号采集传输箱6。直流电流传感器3负责将每个碳刷2上的大电流信号进行线性变换，使其满足电流信号采集传输箱6的量程要求。

所述电流信号采集传输箱6由220v市电引入后，经直流稳压电源进行供电。电流信号采集传输箱6负责采集直流电流传感器3传输的电流信号，并对信号进行滤波去噪、数模转换，而后由传输模块将数据传输给上位机7和远程监控中心。每个系统都能实现多路电流信号的采集测量，能够满足各个发电机组车间的测量需求。

如图3所示，图3为电流信号采集传输箱框图。整个电流信号采集传输系统由220v市电经直流稳压模块供电。电流信号进入电流信号采集传输箱6后，电流信号采集传输箱6先对其进行去噪滤波处理，排除外界干扰后进行数模转换，将采集得到的电流模拟量转换为数字量，一路由网线直接接入监控室的上位机7，另一路经过串口转换后由无线发射模块直接发送到远程监控中心。

技术特征：

技术总结
本发明属于工业自动化技术领域，具体是一种发电机转子集电环碳刷运行情况测试方法的技术领域，尤其涉及一种发电机电刷电流在线监测系统。是由直流电流传感器连接在每个碳刷刷辫上，直流电流传感器通过屏蔽传输线与电流信号采集传输箱相连接；电流信号采集传输箱的一端通过网线连接上位机，电流信号采集传输箱的另一端经过串口转换后由无线发射模块直接连接到远程监控中心。本发明系统结构简单，易操作。通过非接触式的直流电流传感器的设置，能够实时监测通过每一组碳刷的电流，便于值班人员发现缺陷，出现电刷断线故障时可发出故障报警信号，便于值班人员及时做出相应调整，确保发电机转子集电环碳刷的稳定可靠运行。

技术研发人员：吕鹏飞
受保护的技术使用者：国家电网公司;国网新源控股有限公司;辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司
技术研发日：2017.08.24
技术公布日：2017.11.14