一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统，包括：监测主机以及若干个电流传感器；发电机设置有两组刷握，每组刷握设置预设数量的电刷连接端；电流传感器安装在发电机正负极刷架上，每个电流传感器对应连接一个电刷连接端；电流传感器通过电刷连接端连接励磁碳刷；每个电流传感器实时采集发电机励磁碳刷电流信息；监测主机实时显示发电机碳刷电流变化状态，按照预设的报警值，当碳刷电流的波动超过预设报警值时，发出电流超限报警显示，提醒维护人员检修。通过逻辑组态，结合MODBUS通讯协议规约、配置系统参数、进行逻辑组态、通讯联调，实现集控室内远程监测。避免了人员监控不及时的问题，降低了对人员及发电机的危险性。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统
本专利技术涉及发电机
，尤其涉及一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统。
技术介绍
发电机正常运行中，励磁碳刷常用检查方法是用红外成像测温，钳形电流表测电流，两种方法都需人员定期手动测量，每日一测。一旦发现超温，已是碳刷均流度很差。没有实时电流数据想快速找出分流差的碳刷很难，随时间推移，接触与滑环发热劣化循环，留下安全隐患。长期以来因发电机励磁碳刷维护不当引发的环火事故造成的非计划停机，给不少发电厂造成较大经济损失。环火事故发生突然，时间短，难于及时处理，往往造成集电环刷握以及碳刷的烧损，维修费用高、周期长。目前，在发电厂，发电机励磁碳刷维护现状如下：随着机组运行年限的增加，从碳刷分流的相对平衡到严重失衡的周期越来越短，不少电厂在发生打火甚至环火事故后，已由之前的每月一测或每周一测改为每日一测，工作量显著增加。很多电厂碳刷电流分配严重不平衡运行比较普遍，之所以未广泛频繁发生环火事故，风扇散热起了关键作用；但是只要存在大电流碳刷，发电机碳刷系统就相当于处在一个危险边缘，应当引起注意。虽然有风扇散热这一安全保险，但是碳刷均流度差相当于碳刷系统始终工作在危险临界点附近，一旦均流度再次恶化，即使有散热风扇作保险也无济于事，特别是当夏季高峰负荷来临，环境温度高，励磁总电流增大，碳刷均流度差，再加上人员维护不及时，碳刷系统发生环火事故的概率非常大，况且散热系统本身也可能出问题，这也是为什么每年都有电厂发生环火事故的直接原因。人员定期点检，更多是当碳刷出现打火，断辫等明显异常现象时，才发现问题并报告，一定程度上造成了事态的加重，而且只针对打火、断辫碳刷做维护并不能从根本上解决碳刷均流度差。碳刷电流手动测量弊端明显，环境恶劣高温高燥测量不便，人员距离大轴很近且测量耗时长，也存在对人员及发电机的危险性。很多发电机在出厂时就会存在先天不分或少分电流的碳刷，难以解决，尤其是2000年之后出现多碳刷合一的恒压刷握，也正是因为这一缺陷，剩余碳刷的电流平衡问题就更值得我们重视。发电机厂家考虑到成本与空间的因素，碳刷冗余度做的不高是一个普遍情况，一旦均流度变差，将很容易出现大电流碳刷。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统，包括：监测主机以及若干个电流传感器；发电机设置有两组刷握，每组刷握设置预设数量的电刷连接端；电流传感器安装在发电机正负极刷架上，每个电流传感器对应连接一个电刷连接端；电流传感器通过电刷连接端连接励磁碳刷；每个电流传感器实时采集发电机励磁碳刷电流信息，将采集的发电机励磁碳刷电流信息发送给监测主机；监测主机实时显示发电机碳刷电流变化状态，按照预设的报警值，当碳刷电流的波动超过预设报警值时，发出电流超限报警显示，提醒维护人员检修。进一步需要说明的是，监测主机上配置有监测显示区，监测显示区上设有数量与发电机碳刷电流监测点相适配的显示点；显示点呈矩阵方式分布到监测显示区内；显示点配置有LED灯。监测主机配置有串口卡以及组态软件模块；组态软件模块定义串口卡功能为自动获取数据；建立数量与发电机碳刷电流监测点相适配的虚拟通道；虚拟通道与电流传感器通信连接，传输数据信息。进一步需要说明的是，监测主机还配置有模拟量加法器；模拟量加法器的输入为励磁电流实时值，每个输入量均使用励磁电流实时值的增益和偏置进行校正计算，再对校正过的输入值进行求和计算。监测主机还用于通过模拟量加法器对每组发电机励磁碳刷电流信息进行求和，判断每组发电机励磁碳刷电流和的波动是否超阈值；还用于对两组发电机励磁碳刷电流信息进行求和，判断两组发电机励磁碳刷电流和的波动是否超阈值。监测主机与每个电流传感器通过MODBUS协议为通信规约；监测主机通过通讯电缆连接每个电流传感器；监测主机对每个发电机碳刷电流监测点进行编码，在获取电流值的同时，显示编码信息。进一步需要说明的是，监测主机实时显示发电机碳刷电流变化状态，当碳刷电流的波动超过预设报警值，并持续预设时长之后，发出电流超限报警显示，提醒维护人员检修。监测主机为壁挂安装，安装在发电机车衣内，与所敷设的电流信号电缆、电源线及报警电缆固定在发电机车衣上，接线方式采用插头插接。进一步需要说明的是，监测主机还用于对每个发电机励磁碳刷电流信息基于以周、天、小时、分钟为时间周期进行显示，并提供查询检索功能；还通过曲线图、表格、柱状图形的形式进行显示每个发电机励磁碳刷电流信息，使维护人员了解发电机励磁碳刷状况，对发电机运行进行跟踪管理；还用于对获取的发电机励磁碳刷电流信息进行储存，提供发电机励磁碳刷电流信息趋势分析功能。进一步需要说明的是，监测主机还配置有通信模块；监测主机通过通信模块连接上位机及移动终端，将实时获取的发电机励磁碳刷电流信息以及报警信息发送给上位机及移动终端。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术在发电机励磁碳刷上加装碳刷电流传感器，实时传递碳刷电流信号，将发电机励磁碳刷由人工定期测量改为系统后台实时在线监测，可以实现实时监测，如果出现超阈值状态可以及时报警。加装碳刷电流传感器，传感器分散布置于各个碳刷电流回路上通过线缆与监测主机相连，监测主机可以对传感器自动校准，电流传感器可实时采集发电机励磁碳刷电流信息。电流传感器支持热插拔，维修更换问题碳刷装置无需断电，不影响其它碳刷电流监测。系统内部连接方式可以采用485通讯接口，进行大量数据远传，传输效率高、成本低。通过逻辑组态，结合MODBUS通讯协议规约、配置系统参数、进行逻辑组态、通讯联调，实现集控室内远程监测。设置多级报警门槛，实现多级预警。实现远程实时监测，形成了成套的设计、应用方案，具有很好的推广应用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为发电机励磁碳刷远程实时监测系统示意图；图2为发电机励磁碳刷远程实时监测系统实施例示意图。具体实施方式本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统，其特征在于，包括：监测主机以及若干个电流传感器；/n发电机设置有两组刷握，每组刷握设置预设数量的电刷连接端；/n电流传感器安装在发电机正负极刷架上，每个电流传感器对应连接一个电刷连接端；/n电流传感器通过电刷连接端连接励磁碳刷；/n每个电流传感器实时采集发电机励磁碳刷电流信息，将采集的发电机励磁碳刷电流信息发送给监测主机；/n监测主机实时显示发电机碳刷电流变化状态，按照预设的报警值，当碳刷电流的波动超过预设报警值时，发出电流超限报警显示，提醒维护人员检修。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机励磁碳刷远程实时监测系统，其特征在于，包括：监测主机以及若干个电流传感器；
发电机设置有两组刷握，每组刷握设置预设数量的电刷连接端；
电流传感器安装在发电机正负极刷架上，每个电流传感器对应连接一个电刷连接端；
电流传感器通过电刷连接端连接励磁碳刷；
每个电流传感器实时采集发电机励磁碳刷电流信息，将采集的发电机励磁碳刷电流信息发送给监测主机；
监测主机实时显示发电机碳刷电流变化状态，按照预设的报警值，当碳刷电流的波动超过预设报警值时，发出电流超限报警显示，提醒维护人员检修。


2.根据权利要求1所述的发电机励磁碳刷远程实时监测系统，其特征在于，
监测主机上配置有监测显示区，监测显示区上设有数量与发电机碳刷电流监测点相适配的显示点；
显示点呈矩阵方式分布到监测显示区内；
显示点配置有LED灯。


3.根据权利要求1所述的发电机励磁碳刷远程实时监测系统，其特征在于，
监测主机配置有串口卡以及组态软件模块；
组态软件模块定义串口卡功能为自动获取数据；
建立数量与发电机碳刷电流监测点相适配的虚拟通道；
虚拟通道与电流传感器通信连接，传输数据信息。


4.根据权利要求1所述的发电机励磁碳刷远程实时监测系统，其特征在于，
监测主机还配置有模拟量加法器；
模拟量加法器的输入为励磁电流实时值，每个输入量均使用励磁电流实时值的增益和偏置进行校正计算，再对校正过的输入值进行求和计算。


5.根据权利要求4所述的发电机励磁碳刷远程实时监测系统，其特征在于，
监测主机还用于通过模拟量加法器对每组发电机励磁碳刷电流信息进行求和，判断每组发电机励磁碳刷电流和的波动...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩丽，毕晓强，张军，陈力，刘东，曹保刚，杨桢，
申请(专利权)人：国家能源集团山东石横热电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37