[发明专利]一种汽轮发电机转子转速的测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮发电机，尤其涉及一种汽轮发电机转子转速的测量方法及其装置。

背景技术

许多汽轮发电机转子转速的测量装置是采用传感器、F/V(frequency/voltage，频率/电压)转换单元、数据采集器来实现的。转子转动时，传感器将转子转速转变为脉冲电信号，经过F/V转换单元转变为电压信号，再由数据采集器将电压信号转变为数字量，完成汽轮发电机转子转速的测量。

在汽轮发电机组甩负荷试验中，转子转速变化非常迅速，转子起始飞升40～110ms内升速率可达280～400r/min，对转子转速的测量精度和响应速度有较高的要求，分析表明，若取升速率切线长度为40ms，对应转速的变化量为12～15r/min，若测量误差为±1r/min，则引起的误差可达±6.25-8.33％。所以F/V转换单元起到很重要的作用。

现有技术一的测量装置中的F/V转换单元采用模拟电路，电源噪声小而抗空间电场干扰性差。图1是汽轮发电机组甩负荷试验中使用该现有技术一的测量装置测量到的数据，其中纵坐标表示转子转速，单位为r/min，横坐标表示时间，单位为s；图2是前0.4s内的测量数据，其中纵坐标表示转子转速，单位为r/min，横坐标表示时间，单位为s。该现有技术一的测量装置的测量范围为0～5000r/min，输出为0～10V。经过分析，测量装置受到电磁场(50Hz)的影响，有80mv的干扰波，相当于40r/min，对于汽轮发电机组甩负荷试验(2750～3250Hz)的频率范围，其信噪比小，测量误差大。

现有技术二的测量装置中的F/V转换单元采用数字电路，是对现有技术一的改进，其电源噪声大而抗空间电场干扰性好。图3是汽轮发电机组甩负荷试验中使用该现有技术二的测量装置测量的数据，其中纵坐标表示转子转速，单位为r/min，横坐标表示时间，单位为s；图4是前0.4s内的测量数据，其中纵坐标表示转子转速，单位为r/min，横坐标表示时间，单位为s。该现有技术二的测量装置的测量范围为0～5000Hz，输出为0～5V，经过分析，测量装置受到白噪声的影响，有20mv的干扰波，相当于20r/min，对于汽轮发电机组甩负荷试验(2750～3250Hz)的频率范围，其信噪比一般，测量误差较大。

发明内容

本发明提供了一种汽轮发电机转子转速的测量方法及其装置，其转子转速测量误差较小。

本发明的技术方案是：

一种汽轮发电机转子转速的测量方法，包括步骤：

通过传感器将转子转速转变为脉冲电信号；

对所述脉冲电信号按进行F/V转换，

其中U(f)表示转换后的电压信号的电压值，f表示脉冲电信号的频率值，f₁、f₂为两个预定的脉冲电信号的频率值，U_max为预定电压值；

对所述F/V转换后的电压信号进行数模转换；

通过数据采集器将所述数模转换后的电压信号转换为数字量。

一种汽轮发电机转子转速的测量装置，包括传感器、F/V转换单元、数模转换单元和数据采集器，所述传感器的输出端依次通过所述F/V转换单元、数模转换单元和所述数据采集器连接；

所述传感器将转子转速转换为脉冲电信号后输出到所述F/V转换单元，所述F/V转换单元对所述脉冲电信号按进行F/V转换，其中U(f)表示转换后的电压信号的电压值，f表示脉冲电信号的频率值，f₁、f₂为两个预定的脉冲电信号的频率值，U_max为预定电压值；所述数模转换单元对所述F/V转换后的电压信号进行数模转换后输出到所述数据采集器，所述数据采集器将所述数模转换后的电压信号转换为数字量。

本发明的汽轮发电机转子转速的测量方法及其装置，对脉冲电信号按进行F/V转换，即对脉冲电信号分阶段进行F/V转换，相对于现有技术二中按U(f)＝f×k₁直线形式进行转换的电压信号来说(如图11)，由于斜率k＞k₁，则转换后的预定范围内的电压信号对应的频率范围比较小，引起的线性误差也就比较小，不易受干扰波的影响，转速测量误差比较小。

附图说明

图1是现有技术一中汽轮发电机组甩负荷试验中使用测量装置测量的数据示意图；

图2是图1中前0.4s内的局部测量数据；

图3是现有技术二中汽轮发电机组甩负荷试验中使用测量装置测量的数据示意图；

图4是图3中前0.4s内的局部测量数据；