一种发电机转子绕组漏电检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种发电机转子绕组漏电检测装置。所述装置包括：交流信号源，发电机转子绕组，用于连接交流信号源和发电机转子绕组的注入电路，设置在注入电路中的漏电流采样电路，与漏电流采样电路连接、用于放大交流信号源频率信号、滤除高次谐波的滤波放大电路，与滤波放大电路输出端相连的模拟量采样电路，与模拟量采样电路相连的中央处理单元。本实用新型专利技术通过将与发电机转子绕组对地漏电流成正比的测量值与设定的阈值比较判断漏电程度从而进行报警和保护，解决了现有技术通过测量发电机转子绕组对地电阻进行漏电程度判断和保护难度大的问题；通过设置滤波放大电路，消除了交流信号源高次谐波对转子绕组漏电流测量值的影响。

A leakage detection device for generator rotor winding

The utility model discloses a leakage detection device for generator rotor winding. The device comprises an AC signal source, a generator rotor winding, an injection circuit for connecting an AC signal source with a generator rotor winding, a leakage current sampling circuit arranged in the injection circuit, a leakage current sampling circuit connected with the leakage current sampling circuit, a filtering and amplifying circuit for amplifying the frequency signal of an AC signal source, and a filtering and amplifying circuit for filtering out high-order harmonics. The analog sampling circuit connected with the output of the filter amplifier circuit and the central processing unit connected with the analog sampling circuit. The utility model judges the leakage degree by comparing the measured value in direct proportion to the ground leakage current of the generator rotor winding with the set threshold value, thereby alarming and protecting the leakage degree, and solves the problem that the existing technology judges and protects the leakage degree by measuring the resistance of the generator rotor winding to the ground. The large circuit eliminates the influence of the higher harmonics of the AC signal source on the measured value of the leakage current of the rotor winding.

【技术实现步骤摘要】
一种发电机转子绕组漏电检测装置
本技术属于电机
，具体涉及一种发电机转子绕组漏电检测装置。
技术介绍
发电机转子绕组由于本身性能问题或使用时间过长后，其绝缘性能会逐渐下降(对机壳的电阻减小，俗称漏电)。转子绕组漏电会出现打火现象，严重时可能会烧毁转子绕组。发电机转子绕组漏电检测与保护装置是发电机安全保护系统的重要组成部分。目前，发电机转子绕组漏电检测技术可分为注入式和非注入式两大类。非注入式是依靠转子绕组本身的电气量构成保护判据；注入式则需要外加注入电源，在转子绕组与地(机壳)之间注入电压信号，通过检测转子绕组对地电阻的大小判断漏电程度，当转子绕组对地电阻减小到设定的阈值时发出警告并关断发电机进行保护。注入式又可分为直流注入、交流注入和直流+交流注入(同时注入直流信号和交流信号)。注入式存在两个问题：一是当转子绕组绝缘性能下降时，不仅存在对地电阻，还存在分布电容，准确测量转子绕组对地电阻的难度大；二是当注入信号中包含交流信号时(如交流注入或直流+交流注入)，检测回路中存在丰富的高次谐波干扰，比如，当注入信号频率为50Hz时，其五次谐波(250Hz)和六次谐波(300Hz)干扰都较强，虽然在数据处理中可以采取软件滤波措施，但滤波效果并不理想。对地电阻的测量精度有很大的影响。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提出一种发电机转子绕组漏电检测装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种发电机转子绕组漏电检测装置，包括：交流信号源，发电机转子绕组，用于连接交流信号源和发电机转子绕组的注入电路，设置在注入电路中的漏电流采样电路，与漏电流采样电路连接、用于放大交流信号源频率信号、滤除高次谐波的滤波放大电路，与滤波放大电路输出端相连的模拟量采样电路，与模拟量采样电路相连的中央处理单元。进一步地，所述注入电路包括：变压器，电阻R11、电阻R12和电阻R13，电容C11和电容C12。变压器的初级绕组连接交流信号源，次级绕组一端接地，另一端与电阻R11的一端相连，电阻R11另一端与电阻R12和电阻R13的一端相连，电阻R12和电阻R13的另一端分别与电容C11和电容C12的一端相连，电容C11和电容C12的另一端分别与发电机转子绕组的“-”端和“+”相连端。进一步地，所述滤波放大电路由级联的一级有源的带阻滤波器和一级有源的带通滤波器组成。其中，所述带阻滤波器包括：第一运算放大器N1，电阻R21、电阻R22、电阻R23和电阻R24，电容C21、电容C22、电容C23、电容C24。第一运算放大器N1的输出端为带阻滤波器的输出端，带阻滤波器的输入端与电容C21和电阻R21的一端相连；电容C21和电阻R21的另一端分别与电容C22和电阻R22的一端相连，电容C22和电阻R22的另一端连接在一起后与第一运算放大器N1的正相输入端相连；电容C23和电阻R23的一端连接在一起后与第一运算放大器N1的负相输入端和输出端相连，电容C23的另一端与电阻R21和电阻R22的连接点相连，电阻R23的另一端与电容C21和电容C22的连接点相连；电阻R24和电容C24并联后连接在第一运算放大器N1的正相输入端和地之间。所述带通滤波器包括：第二运算放大器N2，电阻R25、电阻R26、电阻R27和电阻R28，电容C25和电容C26。电阻R25的一端为带通滤波器的输入端，第二运算放大器N2的输出端为带通滤波器的输出端；电阻R25的另一端与电阻R26、电容C25和电容C26的一端相连，电阻R26的另一端接地，电容C25的另一端与第二运算放大器N2的输出端相连，电容C26的另一端与第二运算放大器N2的负相输入端相连；电阻R27连接在第二运算放大器N2的负相输入端和输出端之间；电阻R28连接在第二运算放大器N2的正相输入端和地之间。更进一步地，所述带阻滤波器还包括连接在第一运算放大器N1的正相输入端和负相输入端之间的电容C27；所述带通滤波器还包括连接在第二运算放大器N2的正相输入端和负相输入端之间的电容C28。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术提出的一种发电机转子绕组漏电检测装置，包括交流信号源、发电机转子绕组、用于连接交流信号源和发电机转子绕组的注入电路、设置在注入电路中用于测量发电机转子绕组漏电流的漏电流采样电路、与漏电流采样电路连接用于放大交流信号源频率信号滤除高次谐波的滤波放大电路、与滤波放大电路输出端相连的模拟量采样电路和与模拟量采样电路相连的中央处理单元。本技术通过将发电机转子绕组对地漏电流的测量值(即模拟量采样电路的输入电压值，与实际的漏电流成正比)与设定的阈值比较判断漏电程度从而进行报警和保护，解决了现有技术通过测量发电机转子绕组对地电阻进行漏电程度判断和保护难度大的问题；通过设置滤波放大电路，消除了交流信号源高次谐波对转子绕组漏电流测量值的影响。附图说明图1为本技术实施例一种发电机转子绕组漏电检测装置的方框图；图2为图1中注入电路的电原理图；图3为图1中带阻滤波器的电原理图；图4为图1中带通滤波器的电原理图；图5为图3所示带阻滤波器的幅频特性曲线；图6为图4所示带通滤波器的幅频特性曲线；图7为由图3所示带阻滤波器和图4所示带通滤波器组成的滤波放大电路的幅频特性曲线。图中：1-交流信号源，2-注入电路，3-发电机转子绕组，4-漏电流采样电路，5-滤波放大电路，51-带阻滤波器，52-带通滤波器，6-模拟量采样电路，7-中央处理单元。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术实施例一种发电机转子绕组漏电检测装置的方框图如图1所示，包括：交流信号源1，发电机转子绕组3，用于连接交流信号源1和发电机转子绕组3的注入电路2，设置在注入电路2中的漏电流采样电路4，与漏电流采样电路4连接、用于放大交流信号源1频率信号、滤除高次谐波的滤波放大电路5，与滤波放大电路5输出端相连的模拟量采样电路6，与模拟量采样电路6相连的中央处理单元7。在本实施例中，所述装置主要由交流信号源1、发电机转子绕组3、注入电路2、漏电流采样电路4、滤波放大电路5、和中央处理单元7组成。交流信号源1为所述装置的信号源(不是供电电源)，由注入电路2加到发电机转子绕组3与地之间。交流信号源1可以采用单一频率的正弦波信号，如50Hz交流电，也可以采用非正弦交流信号，如方波信号等。注入电路2一般由R、C串并联电路组成。漏电流采样电路4设置在注入电路2中，用于输出与流过发电机转子绕组3的漏电流(频率等于交流信号源1的频率)成正比的电压信号。漏电流采样电路4可采用互感线圈，互感线圈的电流与流过发电机转子绕组3的电流成正比；也可以采用在注入电路2中串联一个阻值很小的电阻，所述电阻两端的电压与流过发电机转子绕组3的电流成正比。滤波放大电路5对漏电流采样电路4输出的信号进行滤波并放大到一定幅度。滤波处理主要是抑制交流信号源频率的高次谐波，以免高次谐波信号影响发电机转子绕组3漏电流的测量值。模拟量采样电路6用于将滤波放大电路5输入的模拟信号转换成数字信号后送到中央处理单元7。模拟量采样电路6主要由ADC芯片组成，可以在中央处理单元7控制下对输入的交流模拟信号进行峰值采样，也可以先对输入的交流模拟信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机转子绕组漏电检测装置，其特征在于，包括：交流信号源，发电机转子绕组，用于连接交流信号源和发电机转子绕组的注入电路，设置在注入电路中的漏电流采样电路，与漏电流采样电路连接、用于放大交流信号源频率信号、滤除高次谐波的滤波放大电路，与滤波放大电路输出端相连的模拟量采样电路，与模拟量采样电路相连的中央处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种发电机转子绕组漏电检测装置，其特征在于，包括：交流信号源，发电机转子绕组，用于连接交流信号源和发电机转子绕组的注入电路，设置在注入电路中的漏电流采样电路，与漏电流采样电路连接、用于放大交流信号源频率信号、滤除高次谐波的滤波放大电路，与滤波放大电路输出端相连的模拟量采样电路，与模拟量采样电路相连的中央处理单元。2.根据权利要求1所述的发电机转子绕组漏电检测装置，其特征在于，所述注入电路包括：变压器，电阻R11、电阻R12和电阻R13，电容C11和电容C12；变压器的初级绕组连接交流信号源，次级绕组一端接地，另一端与电阻R11的一端相连，电阻R11另一端与电阻R12和电阻R13的一端相连，电阻R12和电阻R13的另一端分别与电容C11和电容C12的一端相连，电容C11和电容C12的另一端分别与发电机转子绕组的“-”端和“+”相连端。3.根据权利要求1或2所述的发电机转子绕组漏电检测装置，其特征在于，所述滤波放大电路由级联的一级有源的带阻滤波器和一级有源的带通滤波器组成；其中，所述带阻滤波器包括：第一运算放大器N1，电阻R21、电阻R22、电阻R23和电阻R24，电容C21、电容C22、电容C23、电容C24；第一运算放大器N1的输出端为带阻滤波器的输出端，带阻滤波器的输入端与电容C21和电阻R21的一端相连；电容C21和电阻R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀霞，王学荣，徐旑聪，龚涛，张婷婷，闫寒，何一鸣，王艳波，杨璐，王海懿，那朕豪，李慧根，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网新源水电有限公司，松花江水力发电有限公司吉林丰满发电厂，
类型：新型
国别省市：北京,11