一种发电机励磁碳刷安全检测方法及预警系统技术方案

本发明专利技术涉及发电机的励磁碳刷安全检测的技术领域，公开了一种发电机励磁碳刷安全检测方法，实现了实时对监测目标进行精确分析、预警，消除了原有检测方式由于存在死角、无跟踪分析、精度不高、间隙测量、人员劳动强度大的缺点，使得发电机的励磁碳刷的安全隐患得到了全面、早期预警，为实现智慧电厂提供了一种可靠的底层数据基础；本发明专利技术将红外热像成功地运用到了发电机的励磁碳刷监测，运用计算机技术，实现在热像视频上绘制碳刷区域，并与物理碳刷位置的形成唯一对应关系，对碳刷进行非接触式智能检测，提高了发电机励磁系统稳定运行监测能力，有助于提高电厂事故提前预警能力、分析水平与响应效率。

A safety detection method and early warning system of generator excitation carbon brush

The invention relates to the technical field of the safety detection of the excitation carbon brush of the generator, discloses a safety detection method of the excitation carbon brush of the generator, realizes the accurate analysis and early warning of the monitoring target in real time, and eliminates the shortcomings of the original detection method due to the dead angle, no tracking analysis, low precision, gap measurement and high labor intensity of the personnel, which makes the excitation carbon brush of the generator The hidden danger of safety has been comprehensively and early warning, which provides a reliable underlying data base for the realization of intelligent power plant; the invention successfully applies infrared thermal image to the excitation carbon brush monitoring of generator, and uses computer technology to draw the carbon brush area on the thermal image video, and forms a unique corresponding relationship with the physical carbon brush position, so as to carry out non-contact intelligent inspection on the carbon brush It is helpful to improve the early warning ability, analysis level and response efficiency of power plant accidents.

【技术实现步骤摘要】
一种发电机励磁碳刷安全检测方法及预警系统
本专利技术涉及发电机的励磁碳刷安全检测的
，尤其是一种发电机励磁碳刷安全检测方法及预警系统。
技术介绍
随着电力系统规模的扩大，以及远距离重负荷输电线路的出现及大型发电机开始采用，由半导体励磁调节器和晶闸管整流功率柜组成的快速励磁系统，使整个电力系统的阻尼不断减弱。当电力系统发生故障或受到其他扰动时，出现长时间低频率振荡，而使其发电机励磁系统故障上升，不仅会造成发电机组无法正常工作，还会给大型发电机和电网安全稳定运行带来了极大风险。如何采取有效措施提高励磁系统的稳定运行已成为电力系统急需解决的问题。发电机在运行中，其励磁碳刷接触电阻增大、刷握松动、插头偏移或低频率振荡等因素，导致磁刷端子等接触处出现超温或环火的情况时有发生。而为了减低励磁故障率，励磁系统各组件通常设置为密闭的空间内，使得工作人员无法全面、实时的监视了解内部情况，不能及时掌握励磁系统各组件的劣化情况，往往错过了处理安全异常的最佳时机，导致事故的发生。目前DCS系统、电气监控系统或PMU装置对发电厂机组励磁系统的碳刷温度、电源柜的温湿度及粉尘、励磁变压器铁芯及电缆接头等温度还没有在线的监测功能，还没有手段直接测量发电机励磁碳刷等组件的稳定运行的参数，本专利旨在推出一种同时带热红外温度成像单元及粉尘、湿度监测功能传感器，用于在线监测发电机励磁及其碳刷温度、粉尘、湿度，并对其进行在线分析、管理、预警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种发电机励磁碳刷安全检测方法及预警系统，对电厂发电机励磁碳刷进行在线安全分析与预警，提高电厂运行决策时效性和预警预控能力。本专利技术是这样实现的，第一方面，本专利技术提供了一种发电机励磁碳刷安全检测方法，包括如下步骤：采集单元选型，依据发电机励磁碳刷及其滑环的直径及宽度，计算热红外温度成像单元的像素及其视场角，选择配置有合适的焦平面传感器及热像镜头的热红外温度成像单元；确定热红外温度成像单元的数量，依据发电机励磁碳刷的个数、刷把的排列方式，估算需使用的热红外温度成像单元的个数；确定热红外温度成像单元的安装方式，使得所有励磁碳刷都能进入热红外温度成像单元的视场角内并能采集到励磁碳刷温度；数据采集及传输，热红外温度成像单元采集发电机励磁刷环及其碳刷温度热像数据，前置处理器接收热红外温度成像单元的热像数据信号，并对热像数据信号进行处理并传输至系统主机；系统主机对采集到的热像数据信号进行综合处理并分别在系统主机上显示其热像视频、电子组态图和碳刷维保记录内容；系统主机提供手动绘制分区工具，在热像视频画面按刷把显示区域绘制矩形框(须将每个刷把内的碳刷全部包含进矩形框内)，并对矩形框按对应的刷把名称进行命名、编号；系统主机对矩形框内的温度点阵进行分析、运算，得出其热点值、波动值，并对其热点和温度波动进行跟踪、分析，一旦发生：a、波动值连续变大，且对应的热点值同步持续上升，b、热点值超过温度预警值，c、刷把之间热点温差过大，超过预警值这三种情况之一，系统报警并输出警讯。进一步地，还包括：系统主机对励磁碳刷进行备品备件和维保管理。第二方面，本专利技术提供了一种发电机励磁及其碳刷安全预警系统，包括热红外温度成像单元、安装支架、前置处理器、无线通信模块以及系统主机；其中，所述热红外温度成像单元，用于对发电机励磁碳刷进行热像及温度采集，包括热成像探测器、镜头、挡片、处理电路以及通信电路；所述安装支架，包括固定底座、支撑杆、多个摇臂及通信线；所述热红外温度成像单元安装在所述摇臂上。所述前置处理器，通过其通信接口与所述热红外温度成像单元有线联接，一个前置处理器可对接多个所述热红外温度成像单元，完成所述热红外温度成像单元的热像数据的处理与传发；所述无线通信模块，包括无线通信模块路由和无线通信模块子站，无线通信模块子站和所述前置处理器联接，完成前置处理和通信功能，通过无线通信模块路由建立无线局域网，完成本系统所有无线通信模块的通信功能；所述系统主机，所述系统主机与无线通信模块路由联接，完成所有热红外温度成像单元的热像数据采集、处理、存贮、分析、显示、报警及输出功能。进一步地，所述前置处理器和无线通信模块装配集在一个装置内，并安装在所述安装支架附近。进一步地，所述前置处理器至少同时处理3个所述热红外温度成像单元所采集的热像数据。与现有技术相比，本专利技术提供的一种发电机励磁碳刷安全检测方法，实时对监测目标进行精确分析、预警，消除了原有检测方式由于存在死角、无跟踪分析、精度不高、间隙测量、人员劳动强度大的缺点，使得发电机的励磁碳刷的安全隐患得到了全面、早期预警，为实现智慧电厂提供了一种可靠的底层数据基础；本专利技术将红外热像成功地运用到了发电机的励磁碳刷监测，运用计算机技术，实现在热像视频上绘制碳刷区域，并与物理碳刷位置的形成唯一对应关系，对碳刷进行非接触式智能检测，提高了发电机励磁系统稳定运行监测能力，有助于提高电厂事故提前预警能力、分析水平与响应效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种发电机励磁碳刷安全检测方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种发电机励磁及其碳刷安全预警系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种发电机励磁及其碳刷安全预警系统的数据流程图；图4是本专利技术实施例提供的一种发电机励磁碳刷安全预警系统的安装支架在发电机上的实际装配图；图5是本专利技术实施例提供的一种发电机励磁碳刷安全预警系统在发电机上的实际应用主视图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。参照图1所示，第一方面，本专利技术提供了一种发电机励磁碳刷安全检测方法，包括如下步骤：S1，采集单元选型，依据发电机励磁碳刷及其滑环的直径及宽度，计算热红外温度成像单元1的像素及其视场角，选择配置有合适的焦平面传感器及热像镜头的热红外温度成像单元1；S2，确定热红外温度成像单元1的数量，依据发电机励磁碳刷的个数、刷把的排列方式，估算需使用的热红外温度成像单元1的个数；需要说明的是，一般1-2个刷把需配置一个热红外温度成像单元1，整个发电机一般配置8-12个热红外温度成像单元1。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机励磁碳刷安全检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n采集单元选型，依据发电机励磁碳刷及其滑环的直径及宽度，计算热红外温度成像单元的像素及其视场角，选择配置有合适的焦平面传感器及热像镜头的热红外温度成像单元；/n确定热红外温度成像单元的数量，依据发电机励磁碳刷的个数、刷把的排列方式，估算需使用的热红外温度成像单元的个数；/n确定热红外温度成像单元的安装方式，使得所有励磁碳刷都能进入热红外温度成像单元的视场角内并能采集到励磁碳刷温度；/n数据采集及传输，热红外温度成像单元采集发电机励磁刷环及其碳刷温度热像数据，前置处理器接收热红外温度成像单元的热像数据信号，并对热像数据信号进行处理并传输至系统主机；/n系统主机对采集到的热像数据信号进行综合处理并分别在系统主机上显示其热像视频、电子组态图和碳刷维保记录内容；/n系统主机提供手动绘制分区工具，在热像视频画面按刷把显示区域绘制矩形框(须将每个刷把内的碳刷全部包含进矩形框内)，并对矩形框按对应的刷把名称进行命名、编号；/n系统主机对矩形框内的温度点阵进行分析、运算，得出其热点值、波动值，并对其热点和温度波动进行跟踪、分析，一旦发生：a、波动值连续变大，且对应的热点值同步持续上升，b、热点值超过温度预警值，c、刷把之间热点温差过大，超过预警值这三种情况之一，系统报警并输出警讯。/n...

【技术特征摘要】
1.一种发电机励磁碳刷安全检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集单元选型，依据发电机励磁碳刷及其滑环的直径及宽度，计算热红外温度成像单元的像素及其视场角，选择配置有合适的焦平面传感器及热像镜头的热红外温度成像单元；
确定热红外温度成像单元的数量，依据发电机励磁碳刷的个数、刷把的排列方式，估算需使用的热红外温度成像单元的个数；
确定热红外温度成像单元的安装方式，使得所有励磁碳刷都能进入热红外温度成像单元的视场角内并能采集到励磁碳刷温度；
数据采集及传输，热红外温度成像单元采集发电机励磁刷环及其碳刷温度热像数据，前置处理器接收热红外温度成像单元的热像数据信号，并对热像数据信号进行处理并传输至系统主机；
系统主机对采集到的热像数据信号进行综合处理并分别在系统主机上显示其热像视频、电子组态图和碳刷维保记录内容；
系统主机提供手动绘制分区工具，在热像视频画面按刷把显示区域绘制矩形框(须将每个刷把内的碳刷全部包含进矩形框内)，并对矩形框按对应的刷把名称进行命名、编号；
系统主机对矩形框内的温度点阵进行分析、运算，得出其热点值、波动值，并对其热点和温度波动进行跟踪、分析，一旦发生：a、波动值连续变大，且对应的热点值同步持续上升，b、热点值超过温度预警值，c、刷把之间热点温差过大，超过预警值这三种情况之一，系统报警并输出警讯。


2.根据权利要求1所述的一种发电机励磁碳刷安全检测方法，其特征在于，还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，彭静，宁心怡，皮月庆，张卫勇，
申请(专利权)人：深圳大成智能电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44