发电机电刷电流在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种发电机电刷电流在线监测系统。本实用新型专利技术的在线监测系统包括直流传感器组、模数变换及远程传输模组和监测服务器系统。直流传感器组具有多个用于测量电刷电流的直流传感器，直流传感器安装在发电机的待监测的电刷上，用于对电刷电流信号采样；模数变换及远程传输模组，将每个传感器输出的电流信号进行调理和数模转换处理，并将数据远程传输到维护监控中心的监测服务器系统；监测服务器系统，接收远程经模数变换的发电机每个电刷电流数据信息，进行显示、报警处理。本实用新型专利技术涉的在线监测系统能够用于实时采集电刷电流，实现远程监控，并且能够实现自动分析处理电流数据，自动提供报警提示。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电机参数监测领域，尤其涉及发电机参数的在线监测。
技术介绍
发电机集电环发生环火是发电机的多发事故。随着机组容量的增大，这种故障的 损失也在增大。业内曾一度采用无刷励磁技术来避开此问题的发生。但由于旋转整流技术 和可靠性及节能方面问题全方位衡量不能优于有刷励磁，所以近些年我国国产的大型发电 机仍采用有刷励磁。所以至今发电机的集电环发生环火的故障危险依然存在，近年来发生率呈升高趋势。发生环火的主要原因就是电刷烧损，产生电刷烧损的主要原因是电刷电流分配不 均。造成电刷电流分配不均的原因是电刷与滑环的接触电阻波动。而产生这种波动的原因 很多，而且随机性较大，为此监测电刷电流的变化以便及时处理，对于避免发电机集电环发 生环火至关重要。现有的关于电刷电流变化的监测多为人工现场测量，在发电机运行中必须经常用 直流钳形电流表测量电刷的电流分配，以便及时发现电刷电流分配不均的情况。因此现有 的关于电刷电流变化的监测方法必须现场作业，不能够实现实远程监控。而且现有的用于监测电刷电流变化的工具多为直流钳形电流表，是在实际使用中 多有不便，不能够用于实时采集电刷电流，实现实时监控。此外，现有的监测方法都是通过人工测量、读数、判断，不能够实现自动分析处理 电流数据，也不能自动提供报警提示。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出了发电机电刷电流在线监测 系统。本技术利用现代的采集技术可以实时采集电刷电流变化信息，通过远程通信 和计算机设备可以将数据远程传输到维护监控中心的监测服务器系统、在监视电脑设备上 面处理显示，并在出现电流不平衡时进行报警，维护人员可以及时赴现场进行处理，避免事 故的发生。根据本技术的一个方面，提供一种发电机电刷电流在线监测系统，其特征在 于包括直流传感器组，具有多个用于测量电刷电流的直流传感器，直流传感器安装在发电 机的待监测的电刷上，用于对电刷电流信号采样，直流传感器组将每个传感器输出的电流 信号，送到模数变换及远程传输模组进行处理；模数变换及远程传输模组，包括信号调整 模块、模数转换模块、数据远程传输模块、直流供电模块，其中信号调整模块用于将直流传 感器输出的电流信号调理成电压信号，供模数转换模块使用，模数转换模块将经过信号调 整模块调理后输出的电压信号数字化，并将数字化的电刷电流数据输出到数据远程传输模 块，数据远程传输模块将模数变换后的电流数据传送到监测服务器系统，直流供电模块用3于向直流传感器、模数转换模块供电；监测服务器系统，接收远程经模数变换的发电机每 个电刷电流数据信息，进行显示、报警处理，监测服务器系统包括显示控制模块和报警处理 模块，显示控制模块用于控制发电机每个电刷电流数据信息的显示，报警处理模块将每个 电刷电流数据与预先设定的标准阈值范围进行比较，如果电流数据没有处于标准阈值范围 内，则发出警报。本技术的直流传感器组中的直流传感器可以是霍尔电流传感器。优选地，霍 尔电流传感器可以安装在电刷的刷握分流板上。本技术的系统可以对霍尔电流传感器 进行间断式供电。本技术的发电机电刷电流在线监测系统，其中模数变换及远程传输模组将接 收的电流信号调理为0-5V标准电压信号，并采用RS-485接口标准进行远程传送电流数据 信息。本技术的系统通过使用霍尔元件能够实时采集数据。通过远程通信和计算机 设备，可以将采集的数据远程传输到维护监控中心远程监控。在出现电流不平衡时能够自 动发出警报。本技术的系统具有数据采集准确，运行可靠等特点，是一项具有较强实用性 的系统。附图说明参照本技术的附图将能够更好地理解本技术的技术方案，本技术的 附图所示的内容仅作为示意性的实施例，其中图1是本技术的发电机电刷电流在线监测系统组成方块图；图2是霍尔元件模块在电刷刷架上的安装示意图；图3是霍尔元件模块通过紧固螺钉安装在刷握分流板上的放大示意图；图4是电刷电流数据采集结果显示界面图；图5是电刷电流变化状况图示界面图。具体实施方式下面将参照附图详细说明本技术的实施方式。图1示出了本技术的发电机电刷电流在线监测系统组成方块图。作为本实用 新型的一个优选实施例，发电机电刷电流在线监测系统100包括直流传感器组101、模数 变换及远程传输模组102、监测服务器系统103。本技术的发电机电刷电流在线监测系统100的主要功能是实时采集电刷电 流、远程传输、处理分析电流数据、提供报警提示等。系统通过直流传感器组101实现电刷 电流的信号采样功能，通过模数变换及远程传输模组102进行模数转换并远程传送采集的 电流数据信息，通过监测服务器系统103处理电流数据并提供数据信息和报警信息显示。本技术直流传感器组101，包括多个用于测量电刷电流的直流传感器。直流传 感器安装在发电机的待监测的电刷上，用于对电刷电流信号采样。直流传感器组101将每 个传感器输出的电流信号，送到模数变换及远程传输模组102进行处理。作为一个示例，每 个传感器的输出电流可以为0-50mA。作为本技术的优选实施例，本技术采用霍尔电流传感器作为直流传感器 组中的直流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电 源的功率，而且特别适合于大电流传感。本技术模数变换及远程传输模组102，用于接收每个传感器的电流信号，先由 信号调整模块将其调理为电压信号，再经模数转换模块处理后，通过数据远程传输模块远 程传送全部电流数据到集控中心的监测服务器系统103。本技术的监测服务器系统103，用于接收远程经模数变换的发电机每个电刷 电流数据信息，进行显示、报警处理等。监测服务器系统包括显示控制模块、报警处理模块。 显示控制模块用于发电机每个电刷电流数据信息的显示。报警处理模块将每个电刷电流数 据与预先设定的标准阈值范围进行比较，如果电流数据超出标准阈值范围内，则发出警报。 可以通过显示控制模块显示警报点，也可以在显示警报点的同时由监测服务器系统103，发 出提示警报。显示装置可以是与监测服务器系统103连接的任何现有的显示设备。本领域 技术人员可以根据实际需要设定和调整标准阈值范围。本技术的监测服务器系统，还 可以包括数据共享模块，通过数据共享模块可以让集控中心的网络内的其他用户同步查看 励磁电流数据信息。在本实施例中，直流传感器组101中的传感器、模数转换模块均为有源设备，需要 外接直流电源。作为一个示例，为了安装和管理方便，本技术的“模数变换及远程传 输模组102”包括直流供电模块，用于向这些有源设备供电，模数转换模块的供电电压为 IOV 30V。在实际设计中，也可以不需要在模数变换及远程传输模组中设置单独的直流供 电模块。可以通过在线监测系统统一向传感器、模数转换模块等供电。下面描述本技术的发电机电刷电流在线监测方法的一个实施例，在本实施例 中，本技术的发电机电刷电流在线监测系统100通过直流传感器组102实现电刷电流 的信号采样功能，采用RS-485接口标准进行远程传送采集的电流数据信息，通过监测服务 器系统103处理电流数据并提供数据信息和报警信息显示。直流传感器组101用于直流信号采样，通过多个直流传感器(具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机电刷电流在线监测系统，其特征在于，包括：　　直流传感器组，具有多个用于测量电刷电流的直流传感器，直流传感器安装在发电机的待监测的电刷上，用于对电刷电流信号采样，直流传感器组将每个传感器输出的电流信号，送到模数变换及远程传输模组进行处理；　　模数变换及远程传输模组，包括信号调整模块、模数转换模块、数据远程传输模块、直流供电模块，其中信号调整模块用于将直流传感器输出的电流信号调理成电压信号，供模数转换模块使用，模数转换模块将经过信号调整模块调理后输出的电压信号数字化，并将数字化的电刷电流数据输出到数据远程传输模块，数据远程传输模块将模数变换后的电流数据传送到监测服务器系统，直流供电模块用于向直流传感器、模数转换模块供电；　　监测服务器系统，接收远程经模数变换的发电机每个电刷电流数据信息，进行显示、报警处理，监测服务器系统包括显示控制模块和报警处理模块，显示控制模块用于控制发电机每个电刷电流数据信息的显示，报警处理模块将每个电刷电流数据与预先设定的标准阈值范围进行比较，如果电流数据没有处于标准阈值范围内，则发出警报。

【技术特征摘要】
1.一种发电机电刷电流在线监测系统，其特征在于，包括直流传感器组，具有多个用于测量电刷电流的直流传感器，直流传感器安装在发电机 的待监测的电刷上，用于对电刷电流信号采样，直流传感器组将每个传感器输出的电流信 号，送到模数变换及远程传输模组进行处理；模数变换及远程传输模组，包括信号调整模块、模数转换模块、数据远程传输模块、直 流供电模块，其中信号调整模块用于将直流传感器输出的电流信号调理成电压信号，供模 数转换模块使用，模数转换模块将经过信号调整模块调理后输出的电压信号数字化，并将 数字化的电刷电流数据输出到数据远程传输模块，数据远程传输模块将模数变换后的电流 数据传送到监测服务器系统，直流供电模块用于向直流传感器、模数转换模块供电；监测服务器系统，接收远程经模数变换的发电机每个电刷电流数据信息，进行显示、报 警处理，监测服务器系统包括显示控制模块和报警处理模块，显示控制模块用于控制发电 机每个电刷电流数据信息的显示，报警处理模块将每个电刷电流数据与预先设定的标准阈 值范围进行比较，如果电流数据没有处于标准阈值范围内，则发出警报。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：马铭远，
申请(专利权)人：马铭远，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]