[发明专利]一种在线式发电机轴电流测量装置及测量方法

说明书

本发明公开一种在线式发电机轴电流测量装置及测量方法，该装置包括开关电源、轴电流采集模块、处理模块和WiFi蓝牙一体化模块；该装置通过轴电流采集模块采集发电机大轴接地碳刷的电流，进一步转换为交流电压，再由AD转换芯片转换为与交流电压有效值对应的直流电压，提供给处理模块模拟量输入端口，处理模块分析得到该直流电压的大小，再乘以电流电压转换系数得到发电机轴电流有效值，通过SPI通信方式传输给WiFi蓝牙一体化模块，由WiFi蓝牙一体化模块将轴电流数据转接至手机或电脑终端进行显示及记录，助于查找事故原因，发现轴电流与机组安全性的内在规律，提高机组安全运行水平；分析轴电流变化趋势，进行异常告警防范事故发生。

技术领域

本发明属于发电机轴电流测量技术领域，具体涉及一种在线式发电机轴电流测量装置及测量方法。

背景技术

发电机大轴的轴电流与发电机的安全运行紧密相关。根据统计，约20％的发电机故障是由于轴承损坏而造成的，而轴电流又是轴承损坏的重要原因，约占轴承损坏的30％。在正常情况下，发电机中的轴瓦是与大地绝缘的。如果轴承绝缘损坏，由于电机大轴内阻很小，即使轴电压很低，轴电流也可达很大数值。轴电流通过轴瓦摩擦面，将会在瓦面产生电弧，使轴瓦间的油膜破坏，导致烧瓦。另外，轴电流是通过大轴汽侧接地碳刷来形成回路的，碳刷接触程度的好坏，可能导致轴电流的变化，同时又对发电机转子接地保护有影响。如果大轴接地性能不好，将会导致发电机转子接地保护误动作，这也是当前转子接地保护应用中关注的热点问题。虽然发电机设计时为了防止轴电流引起的烧瓦，在轴承上装设了绝缘，但是机组在运行中，尤其是起、停过程中，可能损坏轴承绝缘；或者灰尘、金属微粒将轴承绝缘短路，从而使轴电流击穿油膜损坏轴瓦。已有现场经验证明，监测发电机轴电流，可以在一定程度上发现大轴接地异常情况，也能对轴电压异常进行预警，能够防范事故的发生，对机组运行安全发挥了良好的作用。因此，有必要进行发电机组轴电流的在线式测量装置的研究。目前还尚未有专门针对发电机轴电流监测的装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种在线式发电机轴电流测量装置及测量方法，能够分析轴电流变化趋势，并进行异常告警，通知运行、检修人员提前进行处理，防范事故发生。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种在线式发电机轴电流测量装置，包括轴电流采集模块、处理模块和WiFi蓝牙一体化模块，所述轴电流采集模块的电流输入端一端与发电机轴接地碳刷相连，另一端与地相连，所述轴电流采集模块用于采集发电机轴交流电流，并将交流电流转换为交流电压再转换为直流电压输入至处理模块的模拟量采集端口，所述处理模块的数字量端口与WiFi蓝牙一体化模块的通信端口相连，所述处理模块以SPI通信方式与WiFi蓝牙一体化模块进行数据交换，处理模块用于得到输入直流电压的数值，并计算发电机实际轴电流有效值，所述WiFi蓝牙一体化模块用于实时将测量的发电机实际轴电流发送至手机终端或电脑终端，并由手机终端或电脑终端进行电机实际轴电流波形显示及记录。

优选的，所述开关电源的交流电压输入端与单相220V交流电相连，输出直流正、负5V和地电压信号，开关电源的正、负5V电压输出端口和地端口与轴电流采集模块的正、负5V电压输入端口和地端口相连，开关电源的正5V电压输出端口和地端口与处理模块和WiFi蓝牙一体化模块的正5V电压输入端口和地端口相连。

进一步的，所述开关电源采用集成型开关电源，正、负5V输出电压精度为±1％。

优选的，所述轴电流采集模块包括轴电流输入接口、采样电阻、片选电阻、滤波电容和AD采样芯片，采样电阻并联在轴电流输入接口的正极性端和地端口，电流输入接口的正极性端与AD采样芯片的交流电压输入端口相连，片选电阻一端与开关电源的正5V电压输出端口相连，另一端与AD采样芯片的片选信号端口相连，滤波电容一端与AD采样芯片的直流电压输出端相连，另一端与地相连。