发电机大轴运行状态的监测装置及其监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发电机大轴运行状态的监测装置及其监测方法，该监测装置包括采样碳刷、接地碳刷、绝缘支架、信号监测装置和接地装置；绝缘支架设于发电机大轴的径向截面上，绝缘支架上设有采样碳刷和接地碳刷；采样碳刷和接地碳刷分别与发电机大轴的径向截面的表面接触；采样碳刷和接地碳刷与信号监测装置电连接；接地碳刷通过接地装置接地；信号监测装置监测采样碳刷和接地碳刷之间的电压波形，将电压波形与典型波形比对分析获取发电机大轴的运行状态。该方案获取发电机大轴径向截面产生的轴电压，依据轴电压的波形与典型波形的对比分析结果监测发电机大轴的运行状态，实现了对发电机大轴的运行状态的准确监测。还提供一种发电机大轴和汽轮机。

Monitoring device and monitoring method for generator shaft running state

The invention relates to a monitoring device for a large shaft running state of a generator and its monitoring method. The monitoring device includes sampling carbon brush, grounding carbon brush, insulation bracket, signal monitoring device and grounding device. The insulation bracket is located on the radial section of the large shaft of the generator, and the sampling carbon brush and ground carbon brush are provided on the insulation bracket; The carbon brush and the grounding brush are in contact with the radial section of the large shaft of the generator respectively; the sampling carbon brush and the grounding brush are electrically connected with the signal monitoring device; the grounding carbon brush is grounded through the grounding device; the signal monitoring device monitors the voltage waveform between the sampling brush and the ground carbon brush and compares the voltage waveform to the typical waveform. Take the operation state of the large shaft of the generator. This scheme obtains the axial voltage produced by the large axial radial section of the generator, and monitors the operation state of the large axis of the generator according to the comparison and analysis of the waveform of the axis voltage and the typical waveform, and realizes the accurate monitoring of the operation state of the large axis of the generator. A large shaft and steam turbine are also provided.

【技术实现步骤摘要】
发电机大轴运行状态的监测装置及其监测方法
本专利技术涉及电机
，特别是涉及一种发电机大轴运行状态的监测装置及其监测方法、发电机大轴和汽轮机。
技术介绍
发电机在运行时由于发电机的定子和转子的磁场回路不对称等原因，使得附在发电机大轴上的静电荷数量发生变化产生轴电压，对发电机的运行造成不良影响。在消除发电机的轴电压危害方面，通常采用在发电机大轴靠近励磁机端的轴承底座加装可靠的绝缘垫片，形成大轴单点接地的方式，避免两个轴承之间形成电流回路达到消除轴电压的效果，还可以同时在发电机大轴靠近汽轮机端处轴承外侧安装一个或两个并联大轴接地碳刷，利用接地信号装置接地，如果产生轴电压、转子绝缘不好漏电等原因使大轴带电，碳刷会及时把电流引向大地，接地信号装置发出预告信号，对发电机大轴的轴电压进行监测从而能够判断发电机大轴的运行状况，便于对大轴进行相应处理。传统技术通常在发电机大轴的轴向方向上设置多个电压信号采样点，采集发电机大轴运行时产生的轴电压信号，由采集的轴电压信号判断发电机大轴的运行状况。然而，这种技术由于设置在发电机大轴上的各个信号采样点之间的信号关联性弱，导致对发电机大轴的运行状况进行监测的可靠性偏低。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统技术可靠性低的问题，提供一种发电机大轴运行状态的监测装置及其监测方法、发电机大轴和汽轮机。一种发电机大轴运行状态的监测装置，包括采样碳刷、接地碳刷、绝缘支架、信号监测装置和接地装置；所述绝缘支架设于发电机大轴的径向截面上，所述绝缘支架上设有采样碳刷和接地碳刷；其中，所述采样碳刷和接地碳刷分别与发电机大轴的径向截面的表面接触；所述采样碳刷和接地碳刷分别与所述信号监测装置电连接；所述接地碳刷通过接地装置接地；所述采样碳刷用于采集发电机大轴的电信号，所述接地碳刷用于通过接地装置将所述发电机大轴接地；所述信号监测装置用于监测所述采样碳刷和接地碳刷之间的电压波形，并将该电压波形与预存的典型波形比对分析获取发电机大轴的运行状态。上述发电机大轴运行状态的监测装置，采样碳刷和接地碳刷设在发电机大轴的同一径向截面并分别连接至信号监测装置，接地碳刷通过接地装置将发电机大轴接地。采用该方案可以获取发电机大轴径向截面产生的轴电压，依据轴电压的波形与典型波形的对比分析结果监测发电机大轴的运行状态，提高了轴电压信号数据的可靠性和有效性，克服了传统技术轴电压信号的各个采样点之间的关联性弱导致可靠性低的问题，实现了对发电机大轴的运行状态的准确监测。在一个实施例中，所述采样碳刷包括第一采样碳刷和第二采样碳刷；所述接地碳刷包括第一接地碳刷和第二接地碳刷；所述第一采样碳刷和第二采样碳刷并联接至所述信号监测装置；所述第一接地碳刷和第二接地碳刷并联至所述接地装置，还并联至所述信号监测装置；所述第一采样碳刷和第二采样碳刷用于采集发电机大轴同一径向截面不同位置上的电信号；所述第一接地碳刷和第二接地碳刷用于将发电机大轴同一径向截面的不同位置点通过接地装置接地。在一个实施例中，所述第一采样碳刷、第一接地碳刷、第二采样碳刷和第二接地碳刷在绝缘支架上交叉分布设置。在一个实施例中，所述信号监测装置进一步用于获取采样碳刷和接地碳刷之间的电压波形，从所述电压波形中提取发电机大轴的轴电压的稳态值和瞬时值，将所述轴电压的稳态值和瞬时值与预存的典型波形数据进行分析，依据分析结果实时监测发电机大轴的运行状态。在一个实施例中，所述信号监测装置还用于将所述发电机大轴在不同工况下正常运行的典型波形数据进行记录，将记录的典型波形数据作为对比分析的波形数据源。在一个实施例中，所述接地装置包括并联的分流电阻和电流表；所述并联的分流电阻和电流表一端与接地碳刷连接，另一端进行接地，用于获取所述发电机大轴的接地电流。在一个实施例中，所述分流电阻的通流值与发电机的接地保护装置匹配设置；所述分流电阻的阻值与电流表的量程匹配设置。在一个实施例中，提供一种发电机大轴，该发电机大轴的截面上安装有如上任一实施例所述的发电机大轴运行状态的监测装置。在一个实施例中，提供一种汽轮机，该汽轮机包括如上实施例所述的发电机大轴。在一个实施例中，提供了一种基于上述任一实施例所述的发电机大轴运行状态的监测装置的发电机大轴运行状态的监测方法，该方法包括如下步骤：利用设于发电机大轴同一径向截面的采样碳刷和接地碳刷采集所述发电机大轴运行时产生的轴电压信号；通过信号监测装置获取所述采样碳刷和接地碳刷采集的轴电压信号，提取轴电压的波形信息，将该波形信息与预存的典型波形信息进行比对分析，获取所述发电机大轴的运行状态。上述监测方法通过采样碳刷和接地碳刷获取发电机大轴运行时在同一径向截面上的轴电压信号，并依据该轴电压信号的波形信息对发电机大轴的运行状态进行监测，该方案提高了发电机大轴的轴电压信号数据的可靠性和有效性，克服了传统技术由于各个信号采样点之间的关联性弱导致可靠性低的问题，实现了对发电机大轴的运行状态进行准确监测。附图说明图1为一个实施例中的发电机大轴运行状态的监测装置的结构示意图；图2为另一个实施例中的发电机大轴运行状态的监测装置的结构示意图；图3为一个实施例中的发电机大轴运行状态的监测装置的电气接线原理图；图4为一个实施例中的发电机大轴运行状态的监测方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的发电机大轴运行状态的监测装置的具体实施方式进行详细说明。在一个实施例中，提供一种发电机大轴运行状态的监测装置，如图1所示，图1为一个实施例中的发电机大轴运行状态的监测装置的结构示意图，该监测装置可以包括：采样碳刷110、接地碳刷120、绝缘支架100、信号监测装置200和接地装置300；绝缘支架100设置在发电机大轴的径向截面上，绝缘支架100上设有采样碳刷110和接地碳刷120，该绝缘支架100在安装到发电机大轴时能够使采样碳刷110和接地碳刷120分别与发电机大轴的径向截面的表面进行接触，该采样碳刷110和接地碳刷120分别与信号监测装置200进行电连接，接地碳刷120还通过接地装置300进行接地。在本实施例中，采样碳刷110用于采集发电机大轴的电信号，接地碳刷120用于通过接地装置300将发电机大轴接地，信号监测装置200用于监测采样碳刷110和接地碳刷120之间的电压波形，并将该电压波形与预存的典型波形比对分析获取发电机大轴的运行状态，其中信号监测装置200可以包括示波器等信号监测设备，典型波形可以包括该发电机大轴在以前运行的过程中产生的电信号的波形数据。本实施例可以利用绝缘支架100将采样碳刷110和接地碳刷120安装在待监测的发电机大轴的同一径向截面，使得采样碳刷110和接地碳刷120能够接触到发电机大轴的表面，一般来说，可以选用特性相近的采样碳刷110和接地碳刷120。在发电机大轴运行过程中，采样碳刷110能够采集到发电机大轴在该径向表面产生的轴电压信号，接地碳刷120通过接地装置300将发电机大轴进行接地以满足大轴接地正常要求，还可以为信号监测装置200提供监测轴电压信号的信号参考点，信号监测装置200实时监测通过采样碳刷110和接地碳刷120获取的发电机大轴当前的轴电压信号，可以将获取的电压波形与历史波形数据进行比对分析得到发电机大轴当前运行情况。在实际使用过程中，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机大轴运行状态的监测装置，其特征在于，包括采样碳刷、接地碳刷、绝缘支架、信号监测装置和接地装置；所述绝缘支架设于发电机大轴的径向截面上，所述绝缘支架上设有采样碳刷和接地碳刷；其中，所述采样碳刷和接地碳刷分别与发电机大轴的径向截面的表面接触；所述采样碳刷和接地碳刷分别与所述信号监测装置电连接；所述接地碳刷通过接地装置接地；所述采样碳刷用于采集发电机大轴的电信号，所述接地碳刷用于通过接地装置将所述发电机大轴接地；所述信号监测装置用于监测所述采样碳刷和接地碳刷之间的电压波形，并将该电压波形与预存的典型波形比对分析获取发电机大轴的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种发电机大轴运行状态的监测装置，其特征在于，包括采样碳刷、接地碳刷、绝缘支架、信号监测装置和接地装置；所述绝缘支架设于发电机大轴的径向截面上，所述绝缘支架上设有采样碳刷和接地碳刷；其中，所述采样碳刷和接地碳刷分别与发电机大轴的径向截面的表面接触；所述采样碳刷和接地碳刷分别与所述信号监测装置电连接；所述接地碳刷通过接地装置接地；所述采样碳刷用于采集发电机大轴的电信号，所述接地碳刷用于通过接地装置将所述发电机大轴接地；所述信号监测装置用于监测所述采样碳刷和接地碳刷之间的电压波形，并将该电压波形与预存的典型波形比对分析获取发电机大轴的运行状态。2.根据权利要求1所述的发电机大轴运行状态的监测装置，其特征在于，所述采样碳刷包括第一采样碳刷和第二采样碳刷；所述接地碳刷包括第一接地碳刷和第二接地碳刷；所述第一采样碳刷和第二采样碳刷并联接至所述信号监测装置；所述第一接地碳刷和第二接地碳刷并联至所述接地装置，还并联至所述信号监测装置；所述第一采样碳刷和第二采样碳刷用于采集发电机大轴同一径向截面不同位置上的电信号；所述第一接地碳刷和第二接地碳刷用于将发电机大轴同一径向截面的不同位置点通过接地装置接地。3.根据权利要求2所述的发电机大轴运行状态的监测装置，其特征在于，所述第一采样碳刷、第一接地碳刷、第二采样碳刷和第二接地碳刷在绝缘支架上交叉分布设置。4.根据权利要求1至3任一项所述的发电机大轴运行状态的监测装置，其特征在于，所述信号监测装置进一步用于获取采样碳刷和接地碳刷之...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄景云，刘平，
申请(专利权)人：广州发展集团股份有限公司，广州发展电力集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44