发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备技术方案

本实用新型专利技术提供了一种发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备，涉及发电机故障检测技术领域，其包括：信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路以及交直流变换电源；信号调理电路与用于检测发电机转子并生成模拟电压信号的气隙磁场探测传感器连接，并与低通滤波电路连接；低通滤波电路依次通过数据采集电路、嵌入式中心控制电路与发电机转子在线匝间短路监测系统后端设备连接；交直流变换电源分别与信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路连接。本实用新型专利技术能够解决当前前端设备模拟电压信号转换成数字信号的精确度不高，容易受谐波等无效信号的干扰，会造成后端设备的匝间短路误判的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电机故障检测
，尤其涉及一种发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备。
技术介绍
目前，随着电力工业的飞速发展以及用电量的大幅提高，人们对发电机的可靠性提出了更高的要求。然而发电机的转子在制造工艺、绝缘材料上可能存在缺陷，且发电机转子在运行中由于受到机械应力、温度、油污等工作环境因素的影响，近年来出现了越来越多的转子匝间短路故障。转子匝间短路故障对发电机的安全运行危害比较大。例如，容易引起转子异常振动或振动幅值超标；另外，匝间短路点的高温可能造成邻近的匝间绝缘垫条的损伤，引发更严重的匝间短路，甚至引起转子绕组接地故障，烧坏转子绕组或转子本体；另外，匝间短路还可能使转子大轴磁化，进一步加剧转子运行中的振动，可能损坏轴瓦或轴颈，并形成恶性循环，严重危及发电机的安全运行。因此，当前对发电机转子进行定期检测发电机转子是否发生匝间短路故障尤为重要。中华人民共和国机械行业标准(JB/T 8446-2005隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法)中规定，测定隐极式同步发电机转子匝间短路方法中如有结论不一致的，以探测线圈波形法为准。而当前发电机转子匝间短路测试的方式为将发电机气隙磁场探测传感器送出来的模拟电压信号转换成数字信号，再通过网络传输给后端设备分析软件进行故障诊断和识别。由于后端设备的分析判断依赖于前端设备提供的数据，在发电机运行且气隙磁场探测传感器处于强磁场环境下使用时，前端设备由于强磁场环境下的其他谐波磁场等信号干扰，其采集的波形中有效信号失真度较高，所以前端设备模拟电压信号转换成数字信号的精确度和抗干扰性非常关键，误差或无效信号的干扰过大往往会造成后端设备软件误判。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备，以解决当前前端设备模拟电压信号转换成数字信号的精确度不高，且容易受谐波等无效信号的干扰，进而会造成后端设备的匝间短路误判的问题。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案:一种发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备，包括:信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路以及交直流变换电源；所述信号调理电路与用于检测发电机转子并生成模拟电压信号的气隙磁场探测传感器连接，并与所述低通滤波电路连接；所述低通滤波电路依次通过所述数据采集电路、嵌入式中心控制电路与发电机转子在线匝间短路监测系统后端设备连接；所述交直流变换电源分别与所述信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路连接，以为所述信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路供电。具体的，所述信号调理电路包括一过流保护器、电压互感器、瞬态过压抑制电路、运算放大器、偏置调整电路、温度补偿电路；所述过流保护器与所述气隙磁场探测传感器连接，并依次连接所述电压互感器、瞬态过压抑制电路、运算放大器、偏置调整电路、温度补偿电路以及所述低通滤波电路。具体的，所述嵌入式中心控制电路包括依次连接的FPGA并行数据处理芯片、ARMll协处理芯片和以太网网络接口 ；所述FPGA并行数据处理芯片与所述数据采集电路连接；所述以太网网络接口与所述发电机转子在线匝间短路监测系统后端设备连接。本技术实施例提供的发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备，包括信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路以及交直流变换电源；所述信号调理电路与用于检测发电机转子并生成模拟电压信号的气隙磁场探测传感器连接，并与所述低通滤波电路连接；所述低通滤波电路依次通过所述数据采集电路、嵌入式中心控制电路与发电机转子在线匝间短路监测系统后端设备连接；所述交直流变换电源分别与所述信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路连接。从而通过信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路的处理，可以将气隙磁场探测传感器传出的信号进行精确变换并剔除谐波干扰等无用信号，提升了进入后端设备的信号的精度，能够避免后端设备的匝间短路误判的问题。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备的结构示意图一；图2为本技术实施例提供的发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备的结构示意图二；图3为本技术实施例中的信号调理电路的电路原理示意图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术实施例提供的一种发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备10，包括:信号调理电路11、低通滤波电路12、数据采集电路13、嵌入式中心控制电路14以及交直流变换电源15。该信号调理电路11与用于检测发电机转子并生成模拟电压信号的气隙磁场探测传感器20连接，并与该低通滤波电路12连接。该低通滤波电路12依次通过数据采集电路13、嵌入式中心控制电路14与发电机转子在线匝间短路监测系统后端设备21连接。该交直流变换电源15分别与信号调理电路11、低通滤波电路12、数据采集电路13、嵌入式中心控制电路14连接，以为信号调理电路11、低通滤波电路12、数据采集电路13、嵌入式中心控制电路14供电。其中，所述信号调理电路1当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机转子在线匝间短路监测系统前端设备，其特征在于，包括：信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路以及交直流变换电源；所述信号调理电路与用于检测发电机转子并生成模拟电压信号的气隙磁场探测传感器连接，并与所述低通滤波电路连接；所述低通滤波电路依次通过所述数据采集电路、嵌入式中心控制电路与发电机转子在线匝间短路监测系统后端设备连接；所述交直流变换电源分别与所述信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路连接，以为所述信号调理电路、低通滤波电路、数据采集电路、嵌入式中心控制电路供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙飞，王劲松，梅志刚，雷雨，孙士涛，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11