[实用新型]一种汽轮发电机轴电流和轴电压在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发电机在线监测技术领域，尤其涉及一种汽轮发电机轴电流和轴电压在线监测装置。

背景技术

随着汽轮发电机组单机容量的增大，发电机的电磁感应、静电效应、电容效应、设备缺陷等原因，引起发电机组大轴上产生了电压，称为轴电压。如果对轴电压的抑制和防护措施不当，将会在发电机轴承、轴瓦、齿轮等部件产生有害的轴电流，若汽轮发电机组的轴电流很大，轴电流将通过轴颈、轴瓦等有关部件，会在轴颈和轴瓦表面产生很多蚀点。破坏轴颈和轴瓦的良好配合，进一步加剧轴瓦的损坏；轴电流引起的电弧会烧蚀轴承部件并使轴承的润滑油老化，从而加速轴承的机械磨损；轴电流会使汽轮机部件、发电机端盖、轴承和环绕轴的其他部件强烈磁化，并在轴颈和叶轮处产生单极电势，严重时还会引起停机事故，造成不必要的检修和发电损失。因此，为了防止轴电流损坏轴承，有必要对汽轮发电机轴电流和轴电压进行在线监测和分析。

目前，国内外已对汽轮发电机轴电流和轴电压的在线监测和分析进行了深入的研究，并设计了相应的在线装置。例如，申请号为200880124128.1已公开的监测电动机器的轴的轴电流和/或绝缘的方法及执行该方法的装置，该装置利用罗氏线圈实现对相关轴电流进行测量，通过测得的轴电压和相关轴电流的测量结果来确定二者之间的阻抗、相位关系，如果阻抗的极限值是下冲的，将发出告警，并根据监测的奇数倍数谐波的比例因数的中间值或平均值获得最终的估算比例因数来推断要被监测的轴电流；又如，申请号为200920099208.8已公开的发电机轴电流检测装置，该装置由轴电流传感器模块和控制组件构成，由控制组件对测得的轴电流进行处理和显示，将采集到的轴电流数值与预设报警值比较，如果轴电流大于设定的报警值将发出警报或执行自动跳闸保护功能；又如，申请号为201120191855.9已公开的一种监测轴电流轴电压装置，该装置由信号采集转换模块、数据处理和流程模块、设置显示模块组成，由信号采集转换模块完成对轴电压和轴电流的测量，通过傅里叶变换后对各频点的幅值与相应的报警只进行比较，输出各相应频点的告警，显示模块实现对基波、三次谐波、有效值的显示；又如，申请号为201510889168.7已公开的一种汽轮发电机轴电压和轴电流在线监测及治理装置，包含轴电压和轴电流在线监测单元和治理单元，其中轴电流监测采用发电机大轴汽轮机侧大轴接地的接地电流作为发电机轴电流进行测量和分析。

但是，实用新型人发现，上述现有的汽轮发电机轴电流和轴电压在线监测装置，大多数是在发电机大轴靠近汽轮机侧通过接地碳刷或电阻电容回路接地线上安装轴电流互感器或测量元器件，并根据轴电流互感器或测量元器件测得的轴电流量来判断发电机大轴的轴电流水平。然而，由于发电机冲转过程中，高温高压水蒸气的摩擦会在发电机汽轮机侧产生大量的电荷积累，如果汽轮机侧绝缘尚未完全建立，或机组功率波动期间，由于汽轮机的电容效应，会在汽轮机侧与发电机大轴接地点形成电流回路，而此电流通过轴电流互感器被误判断为流经发电机大轴的轴电流，容易产生误报警，给运行和维修工作带来极大的不便。同时，单独的采用发电机励磁机侧大轴对地的轴电压监测发电机大轴绝缘原理无法有效真实反应对发电机大轴有较大危害的轴电流的情况。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种汽轮发电机轴电流和轴电压在线监测装置，能够克服只采用发电机大轴接地电流作为判别发电机大轴的轴电流水平所带来的不足和单独采用发电机轴电压无法反应对发电机危害较大的轴电流水平的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种汽轮发电机轴电流和轴电压在线监测装置，用于汽轮发电机上，所述汽轮发电机包括发电机本体及其通过大轴连接于两端的汽轮机和励磁机，且所述发电机本体在靠近所述汽轮机一侧形成有汽端接地回路，所述汽轮发电机轴电流和轴电压在线监测装置包括：

一用于采集汽轮机接地电流的第一电流互感器，所述第一电流互感器的一端套接于位于所述汽轮机一侧的大轴上；

一用于采集发电机大轴接地电流的第二电流互感器，所述第二电流互感器的一端与所述发电机本体在靠近所述汽轮机一侧形成的汽端接地回路相连；

一用于采集位于所述励磁机一侧大轴轴电压的电压采集器，所述电压采集器的一端与位于所述励磁机一侧的大轴相连；

一用于信号滤波处理和转换的数据处理模块，所述数据处理模块的输入端分别与所述第一电流互感器的另一端、第二电流互感器的另一端和电压采集器的另一端相连；